מהי אוטומציה וכיצד היא משפיעה על חיינו

מהי אוטומציה, בעצם?

ננסה להסביר את מהות המושג במשמעותו הרחבה והספציפית בתעשיות השונות

האוטומציה מוגדרת כטכנולוגיה היוצרת תהליך או פעולה, תוך התערבות אנושית מינימלית (“ללא מגע יד אדם”). מערכות שליטה ובקרה מאפשרות הפעלת ציוד ומכונות, בתי חרושת ומפעלים, כלי תחבורה ותעופה, יישומים ורובוטים – כמעט ללא התערבות של בני אדם.

דוגמה למערכת אוטומציה ביתית שכולנו מכירים: תרמוסטט של דוד חימום חשמלי (בוילר). בעזרת מכשיר התרמוסטט, חום המים למקלחת מווסת היטב, בלי שאנחנו נצטרך לכבות ולהדליק את הבוילר באופן ידני.

מערכות אוטומציה יכולות להיות פשוטות מאוד (הדלקה וכיבוי בלבד), אך גם מורכבות מאוד – שליטה באמצעות תוכנות המפעילות עשרות אלגוריתמים המכילים מספר רב של משתנים.

דוגמה נוספת שכמעט כולנו מכירים – גיר אוטומטי במכונית. במקום שהנהג ייאלץ להפעיל דוושת מצמד ולהעביר במהלך הנהיגה את ידית ההילוכים בהתאם למהירות הנהיגה ותנאי הדרך – מערכת אוטומטית מנהלת את התהליך בעצמה.

כמעט כל מערכת אוטומציה מתחילה באמצעי שליטה כלשהו (קונטרולר), המבצע מדידה של ערכים שונים ומחליט אם לבצע פעולה בהתאם למדידה. ערכים יכולים להיות טמפרטורה, מהירות, גובה, לחץ, זווית, לחות, מתח חשמלי, זרם ועוד.

המונח החשוב להבנת התהליך הוא “לולאת בקרה” אוטומטית. בלולאה שכזו, המערכת עובדת כדי לשמור על עצמה בנקודה מיטבית שהוגדרה מראש, בלי לסטות ממנה לאף כיוון. על סמך משוב שלילי שניתן כל הזמן למערכת (הודעות שגיאה וחריגה), המערכת “מתקנת” את עצמה כדי להישאר בטווח הרצוי. מערכות אוטומציה יכולות להיות מכניות, הידראוליות, פנאומטיות, חשמליות, אלקטרוניות וממוחשבות.

מערכות אלו חוסכות משאבים רבים: כסף, כוח אדם, זמן, תאונות ועוד. במקרים רבים, לא ניתן לבצע תהליכים מסוימים ללא אוטומציה, כיוון שאין בני אדם המסוגלים לבצע את התהליכים הללו, מסיבות מגוונות. האוטומציה משפרת דרמטית את בקרת האיכות, המהירות והיעילות של מערכות יצרניות שונות, כולל מערכות תחבורה ומחשוב.

אמנם תהליכי אוטומטים נועדו להחליף בני אדם בתפקידים תעשייתיים רבים, אך אותם תהליכים גם מייצרים תפקידים חדשים של פיקוח, ניהול, בקרה, תחזוקה ופיתוח. המונח “אוטומציה”, במובן הלשוני שלו, לא היה קיים בתרבות המערבית עד אחרי מלחמת העולם השנייה, בערך בשנת 1947. מחלקת האוטומציה הראשונה הוקמה בחברה “פורד” האמריקאית.

לב המהפכה היא מערכת סגורה של בקרי משוב, הנעזרים בחיישנים מתקדמים כדי לבצע מה שנקרא “בקרת משוב” רציפה. בקרה זו מבצעת חישובים באופן מתמיד, כדי לשמור על משתנה נמדד באזור הטווח שהוגדרה לה מראש. דוגמה: מערכת אזעקה אוטומטית שולחת התראה בכל פעם שאחד החיישנים שלה מודיע על מדדים חריגים – כגון רעשים, לחצים, תנועה או הפרעה.

כיום, מחשבים רבי-עוצמה מבצעים את מרבית תהליכי האוטומציה בעולם. דוגמה בולטת הם מכשירי משיכת מזומנים (ATM) ומכשירי סניפי בנק ממוחשבים, המבצעים מיליוני פעולות שבעבר דרשו עבודה ידנית מרובה מצידם של בנקאים בשר ודם. בשנים האחרונות, מחליפות מערכות דיגיטליות גם את מקבלי ההזמנות במסעדות ובתי קפה, כולל ביצוע פעולות חיוב אשראי וכסף מזומן.

רובוטים תעשייתיים לוקחים תפקיד מרכזי במערכות אוטומציה ממוכנות ברחבי העולם. תהליכי ייצור מורכבים במהירות גבוהה מתבססים על זרועות רובוטיות לשם ביצוע פעולות מדויקות לשם הפקת מוצרי טכנולוגיה הדורשות מיומנויות קיצוניות, שאותן בני אדם אינם מסוגלים לבצע בכל מקרה. כיום, רובוט תעשייתי מסוגל לעבוד 24 שעות ביממה, ללא תקלות. כ-2 מיליון רובוטים תעשייתיים נמצאים היום בשימוש עולמי.

בעתיד, מכוניות אוטונומיות יוכלו לנהוג בעצמן, ללא צורך במעורבות של נהג בשר ודם. זוהי מערכת אוטומציה על גלגלים. בכל מכונית אוטונומית מופעל מספר רב של מערכות הפועלות בשיתוף פעולה כדי להחליף את הנהג. אמנם, במקרים רבים זול יותר להפעיל נהג אנושי מאשר רכב אוטונומי, אך כאשר הנהג לא מסוגל לבצע את עבודתו (עקב עייפות, מחלה וכו’), נדרשת מערכת אוטומטית כדי להיכנס לנעליו.

בשילוב טכנולוגיות חדשניות של בינה מלאכותית (AI), מערכות אוטומציה בעתיד יאפשרו למכונות ללמוד את מיומנויות העבודה האנושיות, וכך להגדיל את יכולתן להחליף פועלים ועובדים אנושיים במכונות. שינוי זה יאפשר לעובדים להתמקד ביכולות מיוחדות שאינן ניתנות לביצוע על ידי רובוטים, חומרה ותוכנה.