اتوماسیون
مقدمه

تا اوایل دهه ۱۹۵۰، بیشتر عملیات‌های انجام شده در کارخانه‌های تولیدی معمولی، بر روی ماشین آلات سنتی مانند ماشین تراش، دستگاه فرز، دستگاه مته و تجهیزات مختلف برای شکل دهی، و اتصال مواد انجام می‌شد. چنین تجهیزاتی عموماً فاقد انعطاف‌پذیری بوده و برای تولید قطعات با ابعاد و ویژگی‌های قابل قبول به نیروی ماهر قابل توجهی نیاز داشت. علاوه بر این، هر بار که کالای متفاوتی باید تولید می‌شد، قالب‌ها یا ابزارها باید تعویض می‌شدند، فیکسچرها باید آماده یا تنظیم می‌شدند و حرکت مواد در میان ماشین‌های مختلف باید دوباره چیده می‌شد. توسعه محصولات جدید و قطعات با اشکال پیچیده نیاز به تلاش‌های متعدد و آزمون و خطا توسط اپراتور برای تنظیم پارامترهای پردازش مناسب بر روی دستگاه‌ها داشت. بعلاوه، به دلیل استفاده از انسان، ساخت قطعات کاملاً مشابه اغلب دشوار، وقت گیر و پرهزینه بود.
این شرایط به این معنی بود که روش‌های پردازش به‌طور کلی ناکارآمد بوده و هزینه کارگر قسمت قابل توجهی از کل هزینه تولید بود. ضرورت کاهش سهم نیروی کار از هزینه محصول، و همچنین نیاز به بهبود کارایی و انعطاف‌پذیری عملیات تولید، کاملاً آشکار شده بود.
بهره‌وری نیز به یک موضوع اساسی تبدیل شد. بهره‌وری معمولاً به صورت خروجی هر کارمند در هر ساعت تعریف می‌شود. به زبان ساده بهره‌وری راندمان عملیات را اندازه‌گیری می‌کند. یک عملیات کارآمد از همه منابع مانند مواد، انرژی، سرمایه، نیروی کار، ماشین آلات و فناوری موجود به صورت بهینه استفاده می‌کند. با پیشرفت سریع در علم و فن آوری تولید، راندمان عملیات‌های تولید شروع به بهبود کرده و درصد هزینه کل مربوط به کارگر، کاهش پیدا کرد.
در افزایش بهره‌وری مهم‌ترین عوامل مکانیزه سازی، اتوماسیون، و کنترل تجهیزات و ماشین آلات تولید می‌باشد.
مکانیزه سازی یک ماشین یا فرایند را با استفاده از تجهیزات مکانیکی، هیدرولیکی، نیوماتیکی، یا الکتریکی کنترل می‌کند. مکانیزاسیون در دهه ۱۹۴۰ به اوج خود رسید. علی‌رغم مزایای بارز عملیات مکانیزه سازی، کارگر هنوز مستقیماً در یک عملیات خاص نقش داشت و عملکرد کلی دستگاه را به‌طور مداوم بررسی می‌کرد. اتوماسیون گام بعدی در بهبود بهره‌وری فرایندهای تولید بود. این عبارت در اواسط دهه ۱۹۴۰ توسط صنعت اتومبیل ایالات متحده ابداع شد و به معنای کارکرد و پردازش خودکار قطعات در داخل و در بین ماشین‌های تولید بود. با کمک رایانه‌ها و نرم‌افزارهای قدرتمند و پیشرفته، سیستم‌های کنترل توسعه یافته و اتوماسیون پیشرفت چشمگیری را تجربه کرد.
| تاریخ | توسعه |
| --- | --- |
۱۵۰۰–۱۶۰۰: استفاده از قدرت آب برای فلزکاری؛ غلتک نورد تسمه‌های ضرب سکه
۱۶۰۰–۱۷۰۰: دستگاه تراش چوب؛ ماشین حساب مکانیکی
۱۷۰۰–۱۸۰۰: دستگاه تراش، بورینگ، و پیچ تراشی؛ دریل ستونی
۱۸۰۰–۱۹۰۰: دستگاه تراش کپی کننده، دستگاه سری تراش، دستگاه فرز یونیورسال، ماشین حساب‌های مکانیکی پیشرفته
۱۸۰۸: کارت‌های فلزی سوراخ دار برای کنترل خودکار الگوهای بافت در دستگاه‌های بافندگی
۱۸۶۳: نوازنده پیانو اتوماتیک (پیانولا)
۱۹۰۰–۱۹۲۰: دستگاه تراش گیربکس دار؛ دستگاه پیچ زنی خودکار؛ دستگاه بطری ساز اتوماتیک
۱۹۲۰: اولین استفاده از واژه "ربات"
۱۹۲۰–۱۹۴۰: ماشین آلات انتقال؛ تولید انبوه
۱۹۴۰: اولین ماشین حساب الکترونیکی
۱۹۴۳: اولین رایانه الکترونیکی دیجیتال
۱۹۴۵: اولین استفاده از واژه "اتوماسیون"
۱۹۴۷: اختراع ترانزیستور
۱۹۵۲: اولین نمونه اولیه ماشین ابزار کنترل عددی
۱۹۵۴: توسعه زبان برنامه‌نویسیAPT (یک زبان برنامه‌نویسی سطح-بالا برای کنترل عددی ماشین‌های ابزار) ؛ کنترل تطبیقی
۱۹۵۷: ماشین‌های ابزار NC موجود در بازار
۱۹۵۹: مدارهای مجتمع؛ اولین استفاده از اصطلاح "فناوری گروهی"
دهه ۱۹۶۰: ربات‌های صنعتی
۱۹۶۵: مدارهای مجتمع مقیاس بزرگ
۱۹۶۸: کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC)
۱۹۷۰: اولین سیستم تولید یکپارچه؛ جوشکاری نقطه ای بدنه اتومبیل با ربات‌ها
دهه ۱۹۷۰: ریز پردازنده ها؛ ربات کنترل شده با مینی-کامپیوتر؛ سیستم‌های تولید انعطاف‌پذیر؛ فناوری گروهی
دهه ۱۹۸۰: هوش مصنوعی؛ ربات‌های هوشمند؛ حسگرهای هوشمند؛ اتاقک‌های تولید بدون ناظر
دهه‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰: سیستم‌های تولید یکپارچه؛ ماشین‌های هوشمند و مبتنی بر حسگر؛ مخابرات و شبکه‌های جهانی تولید؛ دستگاه‌های منطق-درهم؛ شبکه‌های عصب مصنوعی ؛ابزارهای اینترنتی؛ محیط‌های مجازی؛ سیستم‌های اطلاعاتی پرسرعت