الأتمتة

كان تتبع الوقت بدقة هاجسًا لدى الإغريق والعرب (في الفترة ما بين 300  قبل الميلاد و1200 ميلادي تقريبًا ). في مصر البطلمية ، حوالي عام 270 قبل الميلاد، وصف كتيسيبيوس منظمًا عائمًا لساعة مائية ، وهو جهاز يشبه إلى حد كبير صمام الكرة في المرحاض الحديث. كانت هذه أقدم آلية تحكم بالتغذية الراجعة. ^{[ 13 ]} ومع ظهور الساعة الميكانيكية في القرن الرابع عشر، أصبحت الساعة المائية ونظام التحكم بالتغذية الراجعة الخاص بها عتيقين.  

وصف الأخوان بنو موسى الفارسيان ، في كتابهما "الأجهزة المبتكرة " (850 م)، عددًا من أنظمة التحكم الآلي. ^{[ 14 ]} وقد طوّر الأخوان بنو موسى أنظمة تحكم ثنائية المراحل لمستويات السوائل، وهي شكل من أشكال أنظمة التحكم ذات البنية المتغيرة غير المتصلة. ^{[ 15 ]} كما وصفا أيضًا وحدة تحكم بالتغذية الراجعة . ^{[ 16 ] [ 17 ]} وكان تصميم أنظمة التحكم بالتغذية الراجعة حتى الثورة الصناعية يعتمد على التجربة والخطأ، بالإضافة إلى قدر كبير من الحدس الهندسي. ولم يتم تحليل استقرار أنظمة التحكم بالتغذية الراجعة باستخدام الرياضيات، وهي اللغة الرسمية لنظرية التحكم الآلي، إلا في منتصف القرن التاسع عشر. ^{[ 18 ]} 

اخترع كريستيان هويغنز منظم الطرد المركزي في القرن السابع عشر، وكان يستخدم لضبط الفجوة بين أحجار الرحى . ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

أدى إدخال المحركات الرئيسية ، أو الآلات ذاتية الدفع، إلى تطوير مطاحن الحبوب والأفران والغلايات والمحرك البخاري ، مما استدعى الحاجة إلى أنظمة تحكم آلية، بما في ذلك منظمات الحرارة (التي اختُرعت عام 1624؛ انظر كورنيليوس دريبل )، ومنظمات الضغط (1681)، ومنظمات العوامة (1700)، وأجهزة التحكم في السرعة . كما استُخدمت آلية تحكم أخرى لرفع أشرعة طواحين الهواء، وحصل إدموند لي على براءة اختراعها عام 1745. ^{[ 22 ]} وفي العام نفسه، اخترع جاك دي فوكانسون أول نول آلي. وفي حوالي عام 1800، ابتكر جوزيف ماري جاكارد نظام البطاقات المثقبة لبرمجة الأنوال. ^{[ 23 ]}

في عام 1771، اخترع ريتشارد أركرايت أول مطحنة غزل آلية بالكامل تعمل بالطاقة المائية، والتي كانت تُعرف آنذاك باسم " الإطار المائي" . ^{[ 24 ]} وفي عام 1785، طوّر أوليفر إيفانز مطحنة دقيق آلية ، مما جعلها أول عملية صناعية آلية بالكامل. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

استخدم السيد بانس من إنجلترا منظم سرعة طرد مركزي عام 1784 كجزء من نموذج رافعة بخارية . ^{[ 27 ] [ 28 ]} واعتمد جيمس وات منظم السرعة الطرد المركزي لاستخدامه في محرك بخاري عام 1788 بعد أن رآه شريكه بولتون في مطحنة دقيق كانا يبنيانها. ^{[ 22 ]} لم يكن بإمكان المنظم تثبيت سرعة محددة؛ إذ كان المحرك يتخذ سرعة ثابتة جديدة استجابةً لتغيرات الحمل. وكان المنظم قادرًا على التعامل مع التغيرات الطفيفة، مثل تلك الناتجة عن تقلبات الحمل الحراري على المرجل. كما لوحظ ميلٌ للتذبذب عند كل تغيير في السرعة. ونتيجةً لذلك، لم تكن المحركات المجهزة بهذا المنظم مناسبةً للعمليات التي تتطلب سرعة ثابتة، مثل غزل القطن. ^{[ 22 ]}

أدت عدة تحسينات أُدخلت على منظم السرعة، بالإضافة إلى تحسينات في توقيت قطع الصمامات في المحرك البخاري، إلى جعل المحرك مناسبًا لمعظم الاستخدامات الصناعية قبل نهاية القرن التاسع عشر. وقد تفوقت التطورات في المحرك البخاري على العلوم، سواء في الديناميكا الحرارية أو نظرية التحكم. ^{[ 22 ]} ولم يحظَ منظم السرعة باهتمام علمي يُذكر حتى نشر جيمس كلارك ماكسويل بحثًا وضع فيه الأساس النظري لفهم نظرية التحكم.

تم إدخال منطق المرحلات مع كهربة المصانع ، التي شهدت تطورًا سريعًا من عام 1900 وحتى عشرينيات القرن العشرين. كما شهدت محطات توليد الطاقة الكهربائية المركزية نموًا سريعًا، وأدى تشغيل الغلايات الجديدة عالية الضغط، والتوربينات البخارية، والمحطات الفرعية الكهربائية إلى زيادة الطلب على الأجهزة وأنظمة التحكم. أصبحت غرف التحكم المركزية شائعة في عشرينيات القرن العشرين، ولكن حتى أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، كانت معظم أنظمة التحكم في العمليات تعمل بنظام التشغيل والإيقاف. وكان المشغلون يراقبون عادةً الرسوم البيانية التي ترسمها أجهزة التسجيل التي تعرض البيانات من الأجهزة. ولإجراء التصحيحات، كان المشغلون يفتحون أو يغلقون الصمامات يدويًا، أو يشغلون أو يوقفون المفاتيح. كما استخدمت غرف التحكم أضواءً مرمزة بالألوان لإرسال إشارات إلى العمال في المصنع لإجراء تغييرات معينة يدويًا. ^{[ 29 ]}

تطلّب تطوير المضخم الإلكتروني خلال عشرينيات القرن العشرين، والذي كان ذا أهمية بالغة للاتصالات الهاتفية بعيدة المدى، نسبة إشارة إلى ضوضاء أعلى، وقد تمّ حلّ هذه المشكلة عن طريق إلغاء الضوضاء بالتغذية الراجعة السالبة. وقد أسهم هذا، إلى جانب تطبيقات أخرى في مجال الاتصالات الهاتفية، في تطوير نظرية التحكم. وفي أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين، طوّرت عالمة الرياضيات الألمانية إيرمجارد فلوغه-لوتز نظرية التحكم الآلي غير المتصل، والتي وجدت تطبيقات عسكرية خلال الحرب العالمية الثانية في أنظمة التحكم في إطلاق النار وأنظمة الملاحة الجوية . ^{[ 6 ]}

بدأت أجهزة التحكم، القادرة على إجراء تغييرات محسوبة استجابةً للانحرافات عن نقطة محددة بدلاً من التحكم بالتشغيل والإيقاف، بالظهور في ثلاثينيات القرن العشرين. وقد سمحت أجهزة التحكم للصناعات التحويلية بمواصلة تحقيق مكاسب في الإنتاجية لتعويض تراجع تأثير كهربة المصانع. ^{[ 30 ]}

شهدت إنتاجية المصانع ارتفاعًا كبيرًا بفضل الكهرباء في عشرينيات القرن العشرين. وانخفض نمو إنتاجية التصنيع في الولايات المتحدة من 5.2% سنويًا خلال الفترة 1919-1929 إلى 2.76% سنويًا خلال الفترة 1929-1941. ويشير ألكسندر فيلد إلى أن الإنفاق على الأدوات غير الطبية ازداد بشكل ملحوظ من عام 1929 إلى عام 1933، وظل قويًا بعد ذلك. ^{[ 30 ]}

شهدت الحربان العالميتان الأولى والثانية تطورات كبيرة في مجال الاتصالات الجماهيرية ومعالجة الإشارات . ومن بين التطورات الرئيسية الأخرى في مجال التحكم الآلي المعادلات التفاضلية ، ونظرية الاستقرار ونظرية النظم (1938)، وتحليل مجال التردد (1940)، والتحكم في السفن (1950)، والتحليل العشوائي (1941).

ابتداءً من عام 1958، ظهرت أنظمة متنوعة تعتمد على وحدات المنطق الرقمي ذات الحالة الصلبة ^{[ 31 ] [ 32 ]} لوحدات التحكم المنطقية المبرمجة السلكية (أسلاف وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة [PLC]) لتحل محل منطق المرحلات الكهروميكانيكية في أنظمة التحكم الصناعية للتحكم في العمليات والأتمتة، بما في ذلك أنظمة Telefunken / AEG Logistat و Siemens Simatic و Philips / Mullard / Valvo Norbit و BBC Sigmatronic و ACEC Logacec و Akkord Estacord وKrone Mibakron وBistat وDatapac وNorlog وSSR و Procontic المبكرة. ^{[ 31 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

في عام 1959، أصبح مصنع بورت آرثر التابع لشركة تيكساكو أول مصنع كيميائي يستخدم التحكم الرقمي . ^{[ 38 ]} بدأ تحويل المصانع إلى التحكم الرقمي ينتشر بسرعة في السبعينيات مع انخفاض أسعار أجهزة الكمبيوتر .

تم إدخال لوحة تحويل الهاتف الآلية عام 1892 بالتزامن مع الهواتف ذات القرص الدوار. وبحلول عام 1929، كانت 31.9% من شبكة بيل تعمل بنظام آلي. ^{[ 39 ] : 158} في البداية، كانت أنظمة تحويل الهاتف الآلية تستخدم مضخمات الصمامات المفرغة والمفاتيح الكهروميكانيكية، مما كان يستهلك كمية كبيرة من الكهرباء. ومع ازدياد حجم المكالمات بسرعة كبيرة، خشي البعض من أن يستهلك نظام الهاتف كامل إنتاج الكهرباء، مما دفع مختبرات بيل إلى بدء أبحاثها حول الترانزستور . ^{[ 40 ]}

استُلهمت فكرة الحاسوب الرقمي من منطق عمل مرحلات تحويل المكالمات الهاتفية. وكانت أول آلة نفخ زجاجات ناجحة تجاريًا نموذجًا أوتوماتيكيًا طُرح عام ١٩٠٥. ^{[ ٤١ ]} وكانت هذه الآلة، التي يُشغلها طاقم من شخصين يعملان بنظام مناوبات لمدة ١٢ ساعة، قادرة على إنتاج ١٧٢٨٠ زجاجة في ٢٤ ساعة، مقارنةً بـ ٢٨٨٠ زجاجة ينتجها طاقم من ستة رجال وفتيان يعملون في ورشة يدوية ليوم واحد. وبلغت تكلفة إنتاج الزجاجات بالآلة من ١٠ إلى ١٢ سنتًا للجرعة الواحدة، مقارنةً بـ ١.٨٠ دولارًا للجرعة الواحدة عند نفخ الزجاج يدويًا بمساعدة النافخين والعمال.

طُوِّرت المحركات الكهربائية القطاعية باستخدام نظرية التحكم. تُستخدم هذه المحركات في أقسام مختلفة من الآلة حيث يجب الحفاظ على فرق دقيق بين هذه الأقسام. في درفلة الصلب، يتمدد المعدن أثناء مروره بين أزواج من البكرات، والتي يجب أن تعمل بسرعات متزايدة. أما في صناعة الورق، فتتقلص الورقة أثناء مرورها حول مجففات مُسخَّنة بالبخار مُرتبة في مجموعات، والتي يجب أن تعمل بسرعات متناقصة. كان أول تطبيق للمحرك الكهربائي القطاعي في آلة صناعة الورق عام 1919. ^{[ 42 ]} ومن أهم التطورات في صناعة الصلب خلال القرن العشرين الدرفلة المستمرة للشرائط العريضة، التي طورتها شركة أرمكو عام 1928. ^{[ 43 ]}

قبل الأتمتة، كانت العديد من المواد الكيميائية تُصنع على دفعات. في عام 1930، ومع الاستخدام الواسع النطاق للأجهزة وظهور استخدام أجهزة التحكم، كان مؤسس شركة داو كيميكال يدعو إلى الإنتاج المستمر . ^{[ 44 ]}

قام جيمس ناسمييث في أربعينيات القرن التاسع عشر بتطوير أدوات آلية ذاتية التشغيل، مما ألغى الحاجة إلى مهارة اليد، بحيث يمكن تشغيلها من قبل الصبية والعمال غير المهرة . ^{[ 45 ]} وفي خمسينيات القرن العشرين، تم أتمتة الأدوات الآلية باستخدام التحكم الرقمي (NC) باستخدام شريط ورقي مثقوب. وسرعان ما تطور هذا إلى التحكم الرقمي المحوسب (CNC).

تُستخدم الأتمتة على نطاق واسع اليوم في جميع أنواع عمليات التصنيع والتجميع تقريبًا. تشمل بعض العمليات الكبرى توليد الطاقة الكهربائية، وتكرير النفط، والصناعات الكيميائية، ومصانع الصلب، والبلاستيك، ومصانع الإسمنت، ومصانع الأسمدة، ومصانع الورق واللب، وتجميع السيارات والشاحنات، وإنتاج الطائرات، وصناعة الزجاج، ومحطات فصل الغاز الطبيعي، وتصنيع الأغذية والمشروبات، والتعبئة والتغليف، وتصنيع أنواع مختلفة من قطع الغيار. تُعدّ الروبوتات مفيدة بشكل خاص في التطبيقات الخطرة مثل طلاء السيارات بالرش. كما تُستخدم الروبوتات في تجميع لوحات الدوائر الإلكترونية. ويتم لحام السيارات باستخدام الروبوتات، وتُستخدم آلات اللحام الآلية في تطبيقات مثل خطوط الأنابيب.

مع ظهور عصر الفضاء عام 1957، تحوّل تصميم أنظمة التحكم، لا سيما في الولايات المتحدة، من تقنيات مجال التردد في نظرية التحكم الكلاسيكية إلى تقنيات المعادلات التفاضلية التي سادت أواخر القرن التاسع عشر، والتي كانت تُطبّق في مجال الزمن. خلال أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين، طوّرت عالمة الرياضيات الألمانية إيرمجارد فلوغه-لوتز نظرية التحكم الآلي غير المتصل، والتي شاع استخدامها في أنظمة التحكم بالتخلف، مثل أنظمة الملاحة وأنظمة التحكم في إطلاق النار والإلكترونيات . وبفضل فلوغه-لوتز وآخرين، شهد العصر الحديث تصميمًا في مجال الزمن للأنظمة غير الخطية (1961)، والملاحة (1960)، ونظرية التحكم الأمثل والتقدير (1962)، ونظرية التحكم غير الخطي (1969)، ونظرية التحكم الرقمي والترشيح (1974)، والحاسوب الشخصي (1983).

تُشير مفارقة الأتمتة إلى أنه كلما زادت كفاءة النظام الآلي، ازدادت أهمية مساهمة المشغلين البشريين. يقلّ تدخل البشر، لكن يصبح دورهم أكثر أهمية. وقد أشارت ليسان بينبريدج ، عالمة النفس المعرفي، إلى هذه المشكلات بشكل خاص في بحثها واسع الانتشار " مفارقات الأتمتة ". ^{[ 51 ]} إذا حدث خطأ في النظام الآلي، فإنه سيُضاعف هذا الخطأ حتى يتم إصلاحه أو إيقافه. وهنا يأتي دور المشغلين البشريين. ^{[ 52 ]} ومن الأمثلة المأساوية على ذلك رحلة الخطوط الجوية الفرنسية رقم 447 ، حيث وضع عطل في نظام الأتمتة الطيارين في موقف يدوي لم يكونوا مستعدين له. ^{[ 53 ]}

• لا تستطيع التكنولوجيا الحالية أتمتة جميع المهام المطلوبة.
• تتطلب العديد من العمليات التي تستخدم الأتمتة استثمارات رأسمالية ضخمة وتنتج كميات كبيرة من المنتجات، مما يجعل الأعطال مكلفة للغاية وخطيرة. لذلك، يلزم وجود بعض الموظفين لضمان عمل النظام بأكمله بشكل سليم والحفاظ على السلامة وجودة المنتج. ^{[ 54 ]}
• مع ازدياد أتمتة العمليات، يقلّ الجهد المبذول لتوفيره أو تحسين الجودة المرجو. وهذا مثال على كلٍّ من تناقص العوائد والدالة اللوجستية .
• مع تزايد أتمتة العمليات، تتضاءل العمليات غير المؤتمتة. وهذا مثال على استنفاد الفرص. إلا أن النماذج التكنولوجية الجديدة قد تضع حدودًا جديدة تتجاوز الحدود السابقة.

غالباً ما يُثير ازدياد الأتمتة قلق العمال من فقدان وظائفهم، إذ تجعل التكنولوجيا مهاراتهم أو خبراتهم غير ضرورية. في بدايات الثورة الصناعية ، عندما جعلت اختراعات مثل المحرك البخاري بعض فئات الوظائف فائضة عن الحاجة، قاوم العمال هذه التغييرات بشدة. فعلى سبيل المثال، كان اللوديون عمال نسيج إنجليز احتجوا على إدخال آلات النسيج بتدميرها. ^{[ 58 ]} وفي الآونة الأخيرة، قام بعض سكان مدينة تشاندلر بولاية أريزونا بتمزيق إطارات سيارة ذاتية القيادة ورشقها بالحجارة ، احتجاجاً على ما اعتبروه تهديداً لسلامة الإنسان وفرص العمل. ^{[ 59 ]}

يبدو أن القلق النسبي بشأن الأتمتة، كما تعكسه استطلاعات الرأي، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بقوة الحركة العمالية المنظمة في تلك المنطقة أو الدولة. فعلى سبيل المثال، بينما أشارت دراسة أجراها مركز بيو للأبحاث إلى أن 72% من الأمريكيين قلقون بشأن زيادة الأتمتة في مكان العمل، يرى 80% من السويديين أن الأتمتة والذكاء الاصطناعي أمر إيجابي، وذلك بفضل قوة النقابات العمالية في البلاد ووجود شبكة أمان اجتماعي وطنية أكثر متانة . ^{[ 60 ]}

تشير إحدى التقديرات إلى أن 47% من الوظائف الحالية في الولايات المتحدة معرضة للأتمتة الكاملة بحلول عام 2033. ^{[ 61 ]} علاوة على ذلك، يبدو أن الأجور والمستوى التعليمي يرتبطان ارتباطًا عكسيًا قويًا بخطر أتمتة أي مهنة. ^{[ 61 ]} يرى إريك برينجولفسون وأندرو مكافي أنه "لم يكن هناك وقت أفضل من الآن للعمل بمهارات خاصة أو بمستوى تعليمي مناسب، لأن هؤلاء الأشخاص قادرون على استخدام التكنولوجيا لخلق القيمة والاستفادة منها. في المقابل، لم يكن هناك وقت أسوأ من الآن للعمل بمهارات وقدرات "عادية" فقط، لأن أجهزة الكمبيوتر والروبوتات والتقنيات الرقمية الأخرى تكتسب هذه المهارات والقدرات بوتيرة متسارعة للغاية." ^{[ 62 ]} في المقابل ، يرى آخرون أن الوظائف المهنية ذات المهارات العالية، مثل المحاماة والطب والهندسة والصحافة ، معرضة أيضًا لخطر الأتمتة. ^{[ 63 ]}

بحسب دراسة نُشرت عام 2020 في مجلة الاقتصاد السياسي ، فإن للأتمتة آثارًا سلبية قوية على التوظيف والأجور: "يؤدي وجود روبوت إضافي لكل ألف عامل إلى خفض نسبة التوظيف إلى عدد السكان بمقدار 0.2 نقطة مئوية، والأجور بمقدار 0.42%". ^{[ 64 ]} ووجدت دراسة أخرى نُشرت عام 2025 في المجلة الاقتصادية الأمريكية أن إدخال الروبوتات الصناعية أدى إلى انخفاض توظيف الرجال والنساء بنسبة 3.7 و1.6 نقطة مئوية على التوالي في عامي 1993 و2014. ^{[ 65 ]}

أشار بحثٌ أجراه كارل بينيديكت فراي ومايكل أوزبورن من كلية مارتن بجامعة أكسفورد إلى أن الموظفين الذين يؤدون "مهامًا تتبع إجراءات محددة بدقة، ويمكن للخوارزميات المتطورة تنفيذها بسهولة" مُعرَّضون لخطر فقدان وظائفهم، وأن 47% من الوظائف في الولايات المتحدة الأمريكية مُعرَّضة للخطر. وتوقعت الدراسة، التي نُشرت كبحثٍ أولي عام 2013 ثم نُشرت رسميًا عام 2017، أن الأتمتة ستُعرِّض المهن اليدوية منخفضة الأجر للخطر الأكبر، وذلك من خلال استطلاع آراء مجموعة من الزملاء. ^{[ 66 ]} مع ذلك، ووفقًا لدراسة نُشرت في مجلة ماكينزي الفصلية ^{[ 67 ]} عام 2015 ، فإن تأثير الحوسبة في معظم الحالات لا يتمثل في استبدال الموظفين، بل في أتمتة أجزاء من المهام التي يؤدونها. ^{[ 68 ]} وقد وُجِّهت انتقاداتٌ حادة لمنهجية دراسة ماكينزي لافتقارها إلى الشفافية واعتمادها على تقييماتٍ ذاتية. ^{[ 69 ]} كما وُجِّهت انتقاداتٌ لمنهجية فراي وأوزبورن لافتقارها إلى الأدلة والوعي التاريخي والمنهجية الموثوقة. ^{[ 70 ] [ 71 ]} بالإضافة إلى ذلك، وجدت منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ( OECD ) أن 9% من الوظائف في جميع دول المنظمة البالغ عددها 21 دولة قابلة للأتمتة. ^{[ 72 ]}

توجد أيضًا أدلة على تأثير الأتمتة على الاقتصادات النامية، أي على تبني التقنيات البديلة للعمالة في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط، وعلى آثارها المتباينة على التوظيف مقارنةً بالاقتصادات المتقدمة. وتختلف الاقتصادات النامية عن هذه الافتراضات في عدة جوانب. فالقطاعات غير الرسمية الكبيرة تُهمل العديد من العمال وتتركهم دون حماية، كما أن ضعف الحماية الاجتماعية يزيد من تكلفة فقدان الوظائف على الرفاه، وانخفاض الأجور النسبية يُغير توقيت ونمط التبني القطاعي، لذا فإن تقديرات التعرض المُعايرة للدول الغنية تميل إلى تحريف كل من حجم وتوزيع آثار الأتمتة. وقد وجدت دراسة نُشرت في مجلة " التنبؤ التكنولوجي والتغير الاجتماعي" (Technological Forecasting and Social Change) حول تشيلي أن زيادة الانحراف المعياري الواحد في الحصة القطاعية للتوظيف في المهن المعرضة لخطر الأتمتة ارتبطت بانخفاض التوظيف بنسبة 7% تقريبًا بين أواخر عام 2019 وأوائل عام 2021، وكان التأثير أشد بثلاث مرات تقريبًا على العمال غير الرسميين مقارنةً بالعمال الرسميين. ^{[ 73 ]} وجدت دراسة ذات صلة نُشرت في نفس المجلة، وتناولت أمريكا اللاتينية ، أن النساء يواجهن خطرًا أكبر من الرجال في المتوسط ​​للنزوح بسبب الأتمتة، مما يعكس كيفية تأثير البنية المهنية والجندرية في المنطقة على هذا الخطر. ^{[ 74 ]} تدعم هذه النتائج مجتمعةً الرأي السائد بأن عدم الرسمية، وضعف التأمين الاجتماعي، وتكوين سوق العمل المحلي، وليس طبيعة العمل وحدها، هي التي تُحدد كيفية انتقال الأتمتة إلى سوق العمل في العالم النامي.

استنادًا إلى معادلة وضعها جيل سانت بول ، الخبير الاقتصادي بجامعة تولوز 1 ، يتراجع الطلب على رأس المال البشري غير الماهر بوتيرة أبطأ من وتيرة ازدياد الطلب على رأس المال البشري الماهر. ^{[ 75 ]} على المدى البعيد، وعلى مستوى المجتمع ككل، أدى ذلك إلى انخفاض أسعار المنتجات، وتقليص متوسط ​​ساعات العمل ، وظهور صناعات جديدة (مثل صناعات الروبوتات، وصناعات الحواسيب، وصناعات التصميم). توفر هذه الصناعات الجديدة العديد من الوظائف ذات الأجور المرتفعة والقائمة على المهارات. بحلول عام 2030، سيُجبر ما بين 3 و14 بالمئة من القوى العاملة العالمية على تغيير فئات وظائفهم نتيجةً للأتمتة التي تقضي على وظائف في قطاع بأكمله. في حين أن عدد الوظائف المفقودة بسبب الأتمتة غالبًا ما يُعوَّض بوظائف جديدة ناتجة عن التقدم التكنولوجي، إلا أن فقدان الوظيفة نفسها لا يعني بالضرورة استبدالها بالوظيفة نفسها، مما يؤدي إلى ازدياد البطالة في الطبقة المتوسطة الدنيا. يحدث هذا بشكل رئيسي في الولايات المتحدة والدول المتقدمة، حيث يُسهم التقدم التكنولوجي في زيادة الطلب على العمالة الماهرة، بينما يستمر الطلب على العمالة متوسطة الأجر في الانخفاض. يُطلق الاقتصاديون على هذا الاتجاه اسم "استقطاب الدخل"، حيث تنخفض أجور العمالة غير الماهرة وترتفع أجور العمالة الماهرة، ومن المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه في الاقتصادات المتقدمة. ^{[ 76 ]}

يمكن لأنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) المدعومة بالذكاء الاصطناعي استخدام تقنيات تحويل النصوص والصور والفيديوهات إلى نماذج ثلاثية الأبعاد لأتمتة عمليات النمذجة ثلاثية الأبعاد . ^{[ 89 ]} كما يمكن تطوير مكتبات CAD المدعومة بالذكاء الاصطناعي باستخدام بيانات مفتوحة مرتبطة من المخططات والرسوم البيانية . ^{[ 90 ]} وتُستخدم مساعدات CAD المدعومة بالذكاء الاصطناعي كأدوات للمساعدة في تبسيط سير العمل. ^{[ 91 ]}

يمكن لتقنيات مثل الألواح الشمسية وتوربينات الرياح ومصادر الطاقة المتجددة الأخرى - جنبًا إلى جنب مع الشبكات الذكية والشبكات الصغيرة وتخزين البطاريات - أن تعمل على أتمتة إنتاج الطاقة.

تُعتمد العديد من العمليات الزراعية على الأتمتة باستخدام الآلات والمعدات لتحسين التشخيص واتخاذ القرارات والأداء. ويمكن للأتمتة الزراعية أن تخفف من مشقة العمل الزراعي، وتحسن دقة وتوقيت العمليات الزراعية، وترفع الإنتاجية وكفاءة استخدام الموارد، وتعزز القدرة على الصمود، وتحسن جودة وسلامة الغذاء. ^{[ 92 ]} كما أن زيادة الإنتاجية تُتيح للأسر الزراعية توفير المزيد من العمالة، مما يسمح لها بقضاء وقت أطول في أنشطة أخرى. ^{[ 93 ]}

أدى التطور التكنولوجي في الزراعة إلى تحولات تدريجية نحو المعدات الرقمية والروبوتات. ^{[ 92 ]} تعمل الميكنة الآلية التي تستخدم قوة المحرك على أتمتة أداء العمليات الزراعية مثل الحراثة والحلب. ^{[ 94 ]} وبفضل تقنيات الأتمتة الرقمية، أصبح من الممكن أيضًا أتمتة تشخيص العمليات الزراعية واتخاذ القرارات بشأنها. ^{[ 92 ]} على سبيل المثال، يمكن لروبوتات المحاصيل ذاتية التشغيل حصاد المحاصيل وبذرها، بينما يمكن للطائرات المسيّرة جمع المعلومات للمساعدة في أتمتة تطبيق المدخلات. ^{[ 93 ]} غالبًا ما تستخدم الزراعة الدقيقة تقنيات الأتمتة هذه. ^{[ 93 ]}

شهدت الميكنة الآلية زيادة عامة في السنوات الأخيرة. ^{[ 95 ]} وتُعدّ منطقة أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى المنطقة الوحيدة التي شهدت تباطؤاً في تبني الميكنة الآلية على مدى العقود الماضية. ^{[ 96 ] [ 93 ]}

تُستخدم تقنيات الأتمتة بشكل متزايد في إدارة الثروة الحيوانية، على الرغم من نقص الأدلة حول مدى تبنيها. ومن المرجح أن يكون تبنيها أكثر انتشارًا في شمال أوروبا، ^{[ 97 ]} ويكاد يكون معدومًا في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط. ^{[ 98 ] [ 93 ]} كما توجد آلات تغذية آلية للأبقار والدواجن، ولكن البيانات والأدلة المتعلقة باتجاهات تبنيها ودوافعها شحيحة أيضًا. ^{[ 93 ] [ 95 ]}

تُسرع العديد من المتاجر الكبرى ، وحتى المتاجر الصغيرة، في تطبيق أنظمة الدفع الذاتي، مما يقلل الحاجة إلى توظيف عمال الدفع. في الولايات المتحدة، بلغ عدد العاملين في قطاع التجزئة 15.9 مليون شخص في عام 2017 (أي ما يعادل واحدًا من كل تسعة أمريكيين تقريبًا ضمن القوى العاملة). وعلى الصعيد العالمي، تشير تقديرات مجموعة أوراسيا إلى أن نحو 192 مليون عامل قد يتأثرون بالأتمتة . ^{[ 99 ]}

يمكن اعتبار التسوق الإلكتروني شكلاً من أشكال البيع بالتجزئة الآلي، حيث تتم عمليات الدفع والتسوّق عبر نظام آلي لمعالجة المعاملات الإلكترونية ، وقد ارتفعت حصة البيع بالتجزئة الإلكتروني من 5.1% عام 2011 إلى 8.3% عام 2016. ومع ذلك، يُشترى ثلثا الكتب والموسيقى والأفلام الآن عبر الإنترنت. إضافةً إلى ذلك، يُمكن أن يُقلل الأتمتة والتسوق الإلكتروني من الطلب على مراكز التسوق والعقارات التجارية، التي تُقدّر مساحتها في الولايات المتحدة حاليًا بنحو 31% من إجمالي العقارات التجارية، أي ما يُقارب 7 مليارات قدم مربع (650 مليون متر مربع) . وقد حققت أمازون جزءًا كبيرًا من نمو التسوق الإلكتروني في السنوات الأخيرة، حيث استحوذت على نصف نمو البيع بالتجزئة الإلكتروني عام 2016. ^{[ 99 ]} كما يُمكن أن تُشكّل أشكال أخرى من الأتمتة جزءًا لا يتجزأ من التسوق الإلكتروني، مثل استخدام الروبوتات الآلية في المستودعات، كتلك التي تُطبّقها أمازون باستخدام أنظمة Kiva .  

بدأ قطاع تجارة التجزئة الغذائية بتطبيق الأتمتة في عملية الطلب؛ فقد أدخلت ماكدونالدز أنظمة الطلب والدفع عبر شاشات اللمس في العديد من مطاعمها، مما قلل الحاجة إلى عدد كبير من موظفي الصندوق. ^{[ 100 ]} كما أدخلت جامعة تكساس في أوستن مقاهي آلية بالكامل. ^{[ 101 ]} واستخدمت بعض المقاهي والمطاعم تطبيقات الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية لجعل عملية الطلب أكثر كفاءة، حيث يقوم العملاء بالطلب والدفع عبر أجهزتهم. ^{[ 102 ]} وقامت بعض المطاعم بأتمتة توصيل الطعام إلى طاولات العملاء باستخدام نظام سير ناقل . ويُستخدم الروبوت أحيانًا لاستبدال طاقم الخدمة . ^{[ 103 ]}

الأتمتة في مجال الإنشاءات هي مزيج من الأساليب والعمليات والأنظمة التي تتيح مزيدًا من الاستقلالية للآلات في أنشطة البناء. وقد يكون لأتمتة الإنشاءات أهداف متعددة، تشمل على سبيل المثال لا الحصر، الحد من الإصابات في مواقع العمل ، وتقليل أوقات إنجاز الأنشطة، والمساعدة في مراقبة الجودة وضمانها . ^{[ 104 ]}

تتضمن عمليات التعدين الآلية الاستغناء عن العمالة البشرية في عملية التعدين . ^{[ 105 ]} يشهد قطاع التعدين حاليًا تحولًا نحو الأتمتة. ومع ذلك، لا يزال يتطلب قدرًا كبيرًا من رأس المال البشري ، لا سيما في دول العالم النامي حيث تكون تكاليف العمالة منخفضة، مما يقلل من الحافز لزيادة الكفاءة من خلال الأتمتة.

بدأت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة ( داربا ) البحث والتطوير لبرنامج المراقبة البصرية الآلية (VSAM) بين عامي 1997 و1999، وبرامج المراقبة بالفيديو المحمولة جواً (AVS) بين عامي 1998 و2002. ويجري حالياً جهد كبير في مجال الرؤية لتطوير نظام مراقبة تتبع آلي بالكامل . يراقب نظام المراقبة بالفيديو الآلي الأشخاص والمركبات في الوقت الفعلي في البيئات المزدحمة. وتعتمد أنظمة المراقبة الآلية الحالية على البيئة التي صُممت لمراقبتها في المقام الأول، سواء كانت داخلية أو خارجية أو محمولة جواً، وعدد أجهزة الاستشعار التي يمكن للنظام الآلي التعامل معها، ومدى حركة أجهزة الاستشعار، أي الكاميرات الثابتة مقابل الكاميرات المتحركة. ويهدف نظام المراقبة إلى تسجيل خصائص ومسارات الأجسام في منطقة معينة، وإصدار تحذيرات أو إخطار السلطات المختصة في حالة وقوع أحداث معينة. ^{[ 106 ]}

مع تزايد الطلب على السلامة وسهولة التنقل، وتعدد الإمكانيات التكنولوجية، ازداد الاهتمام بالأتمتة. وسعيًا لتسريع تطوير وإدخال المركبات والطرق السريعة ذاتية القيادة بالكامل، خصص الكونجرس الأمريكي أكثر من 650 مليون دولار على مدى ست سنوات لأنظمة النقل الذكية (ITS) ومشاريع تجريبية في قانون كفاءة النقل السطحي متعدد الوسائط لعام 1991 (ISTEA). وقد نصّ الكونجرس في قانون ISTEA على ما يلي: ^{[ 107 ]}

يتولى وزير النقل تطوير نموذج أولي آلي للطرق السريعة والمركبات، يُبنى عليه تطوير أنظمة مستقبلية آلية بالكامل تجمع بين المركبات والطرق السريعة الذكية. ويشمل هذا التطوير إجراء بحوث في العوامل البشرية لضمان نجاح العلاقة بين الإنسان والآلة. ويهدف هذا البرنامج إلى تشغيل أول طريق سريع آلي بالكامل أو مضمار اختبار آلي بحلول عام ١٩٩٧. ويجب أن يتيح هذا النظام إمكانية تركيب المعدات في المركبات الجديدة والحالية.

يُعرَّف التشغيل الآلي الكامل عادةً بأنه لا يتطلب أي تحكم من السائق أو يتطلب تحكمًا محدودًا للغاية؛ ويتحقق هذا النوع من التشغيل الآلي من خلال مزيج من أنظمة الاستشعار والحاسوب والاتصالات في المركبات وعلى طول الطريق. من الناحية النظرية، يسمح القيادة الآلية الكاملة بتقارب المسافات بين المركبات وزيادة السرعات، مما قد يُحسِّن من سعة المرور في الأماكن التي يكون فيها بناء طرق إضافية مستحيلاً عمليًا، أو غير مقبول سياسيًا، أو باهظ التكلفة. كما قد تُحسِّن أنظمة التحكم الآلية السلامة على الطرق من خلال تقليل فرص خطأ السائق، الذي يُعدّ سببًا رئيسيًا لحوادث المرور. تشمل الفوائد المحتملة الأخرى تحسين جودة الهواء (نتيجةً لتدفقات مرورية أكثر كفاءة)، وزيادة كفاءة استهلاك الوقود، والتقنيات المشتقة التي يتم تطويرها خلال البحث والتطوير المتعلق بأنظمة الطرق السريعة الآلية. ^{[ 108 ]}

تساهم شاحنات جمع النفايات الآلية في تقليل الحاجة إلى عدد كبير من العمال، كما أنها تخفف من مستوى العمل المطلوب لتقديم الخدمة. ^{[ 109 ]}

أتمتة العمليات التجارية (BPA) هي أتمتة العمليات التجارية المعقدة باستخدام التكنولوجيا . ^{[ 110 ]} يمكن أن تساعد في تبسيط العمليات التجارية، وتحقيق التحول الرقمي ، ورفع جودة الخدمات ، وتحسين تقديمها، أو خفض التكاليف. تتضمن أتمتة العمليات التجارية دمج التطبيقات، وإعادة هيكلة الموارد البشرية، واستخدام تطبيقات البرمجيات في جميع أنحاء المؤسسة. تُعد أتمتة العمليات الروبوتية (RPA؛ أو RPAAI اختصارًا لـ "أتمتة العمليات الروبوتية ذاتية التوجيه 2.0") مجالًا ناشئًا ضمن أتمتة العمليات التجارية، وتعتمد على الذكاء الاصطناعي. يمكن تطبيق أتمتة العمليات التجارية في عدد من مجالات الأعمال، بما في ذلك التوظيف والتسويق والمبيعات وإدارة سير العمل.

يشير مصطلح أتمتة المنازل (أو ما يُعرف أيضًا باسم "الأتمتة المنزلية ") إلى ممارسة متنامية تتمثل في زيادة أتمتة الأجهزة والميزات المنزلية في المساكن، لا سيما عبر الوسائل الإلكترونية التي تتيح القيام بأمور كانت غير عملية أو باهظة التكلفة أو ببساطة غير ممكنة في العقود الماضية. وقد شهد استخدام حلول أتمتة المنازل نموًا ملحوظًا يعكس ازدياد اعتماد الناس على هذه الحلول. ومع ذلك، فإن الراحة الإضافية التي توفرها هذه الحلول ملحوظة للغاية. ^{[ 111 ]}

تُعدّ الأتمتة ضرورية للعديد من التطبيقات العلمية والسريرية. ^{[ 112 ]} ولذلك، استُخدمت الأتمتة على نطاق واسع في المختبرات. فمنذ عام 1980، بدأت المختبرات المؤتمتة بالكامل بالعمل. ^{[ 113 ]} ومع ذلك، لم تنتشر الأتمتة على نطاق واسع في المختبرات بسبب تكلفتها العالية. وقد يتغير هذا الوضع مع إمكانية دمج الأجهزة منخفضة التكلفة مع معدات المختبرات القياسية. ^{[ 114 ] [ 115 ]} وتُعدّ أجهزة أخذ العينات الآلية من الأجهزة الشائعة الاستخدام في أتمتة المختبرات.

أتمتة الخدمات اللوجستية هي تطبيق برامج الحاسوب أو الآلات المؤتمتة لتحسين كفاءة العمليات اللوجستية . ويشير هذا عادةً إلى العمليات داخل المستودعات أو مراكز التوزيع ، بينما تتولى أنظمة هندسة سلسلة التوريد وأنظمة تخطيط موارد المؤسسات مهامًا أوسع نطاقًا .

تُعنى الأتمتة الصناعية بشكل أساسي بأتمتة عمليات التصنيع ، ومراقبة الجودة ، ومناولة المواد . وتشمل وحدات التحكم العامة المستخدمة في العمليات الصناعية وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة ، ووحدات الإدخال/الإخراج المستقلة ، وأجهزة الحاسوب. وتهدف الأتمتة الصناعية إلى استبدال العمل البشري وأنشطة الأوامر والاستجابة اليدوية باستخدام المعدات الآلية وأوامر البرمجة المنطقية. ومن بين الاتجاهات السائدة زيادة استخدام تقنيات الرؤية الآلية ^{[ 116 ]} لتوفير وظائف الفحص الآلي وتوجيه الروبوتات، بالإضافة إلى الزيادة المستمرة في استخدام الروبوتات. فالأتمتة الصناعية ضرورة حتمية في مختلف الصناعات.

الروبوتات الصناعية

الروبوتات الصناعية فرعٌ من فروع الأتمتة الصناعية، تُسهم في مختلف عمليات التصنيع، كالتصنيع الآلي، واللحام، والطلاء، والتجميع، ومناولة المواد، على سبيل المثال لا الحصر. ^{[ 120 ]} تستخدم الروبوتات الصناعية أنظمة ميكانيكية وكهربائية وبرمجية متنوعة، ما يُتيح لها دقةً وسرعةً عاليتين، تفوقان بكثير أي أداء بشري. ظهرت الروبوتات الصناعية بعد الحرب العالمية الثانية بفترة وجيزة، حين أدركت الولايات المتحدة الحاجة إلى طريقة أسرع لإنتاج السلع الصناعية والاستهلاكية. ^{[ 121 ]} سمحت المحركات المؤازرة، والمنطق الرقمي، والإلكترونيات الصلبة للمهندسين ببناء أنظمة أفضل وأسرع، ومع مرور الوقت، جرى تحسين هذه الأنظمة وتطويرها حتى بات بإمكان روبوت واحد العمل على مدار الساعة دون الحاجة إلى صيانة تُذكر. في عام 1997، كان هناك 700 ألف روبوت صناعي قيد الاستخدام، وارتفع هذا العدد إلى 1.8 مليون في عام 2017 ^{[ 122 ].} في السنوات الأخيرة، يُستخدم الذكاء الاصطناعي مع الروبوتات أيضًا في إنشاء حلول آلية لوضع الملصقات، باستخدام أذرع روبوتية كأداة لوضع الملصقات تلقائيًا، والذكاء الاصطناعي لتعلم المنتجات المراد وضع الملصقات عليها واكتشافها. ^{[ 123 ]}

يُعدّ التحكم الثنائي (تشغيل/إيقاف) من أبسط أنواع التحكم . ومن الأمثلة على ذلك منظم الحرارة المستخدم في الأجهزة المنزلية، والذي يقوم إما بفتح أو إغلاق دائرة كهربائية. (وقد طُوّرت منظمات الحرارة في الأصل كآليات تحكم حقيقية تعتمد على التغذية الراجعة، بدلاً من كونها منظمات حرارة شائعة في الأجهزة المنزلية تعتمد على التشغيل والإيقاف فقط).

التحكم التسلسلي، حيث يتم تنفيذ سلسلة مبرمجة من العمليات المنفصلة ، ​​غالباً بناءً على منطق النظام الذي يتضمن حالات النظام. نظام التحكم في المصاعد مثال على التحكم التسلسلي.

وحدة التحكم التناسبية التكاملية التفاضلية (وحدة التحكم PID) هي آلية تغذية راجعة لحلقة التحكم ( وحدة تحكم ) تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم الصناعية .

في حلقة PID، يقوم المتحكم بحساب قيمة الخطأ باستمرار${\displaystyle e(t)}$باعتبارها الفرق بين نقطة الضبط المطلوبة ومتغير العملية المقاس ، وتطبق تصحيحًا بناءً على المصطلحات التناسبية والتكاملية والتفاضلية على التوالي (يشار إليها أحيانًا بـ P و I و D ) والتي تعطي اسمها لنوع وحدة التحكم.

يعود الفهم النظري والتطبيق إلى عشرينيات القرن العشرين، ويتم تنفيذهما في جميع أنظمة التحكم التناظرية تقريبًا؛ في الأصل في وحدات التحكم الميكانيكية، ثم باستخدام الإلكترونيات المنفصلة وفي وقت لاحق في أجهزة الكمبيوتر الصناعية.

قد يكون التحكم التسلسلي إما بتسلسل ثابت أو بتسلسل منطقي يُنفذ إجراءات مختلفة تبعًا لحالات النظام المختلفة. ومن الأمثلة على التسلسل القابل للتعديل ولكنه ثابت في جوهره، مؤقت رشاشات الحدائق.

تشير الحالات إلى الظروف المختلفة التي يمكن أن تحدث في سيناريو استخدام أو تسلسل للنظام. ومن الأمثلة على ذلك المصعد، الذي يستخدم منطقًا قائمًا على حالة النظام لتنفيذ إجراءات معينة استجابةً لحالته ومدخلات المشغل. فعلى سبيل المثال، إذا ضغط المشغل على زر الطابق ن، فسيستجيب النظام بناءً على ما إذا كان المصعد متوقفًا أو متحركًا، صاعدًا أو هابطًا، أو ما إذا كان الباب مفتوحًا أو مغلقًا، وغيرها من الظروف. ^{[ 128 ]}

كان منطق المرحلات من أوائل تقنيات التحكم التسلسلي ، حيث تقوم المرحلات الكهربائية بتفعيل نقاط تلامس كهربائية لتشغيل أو قطع التيار الكهربائي عن جهاز ما. استُخدمت المرحلات في البداية في شبكات التلغراف قبل تطويرها للتحكم في أجهزة أخرى، مثل تشغيل وإيقاف المحركات الكهربائية الصناعية أو فتح وإغلاق الصمامات اللولبية . سمح استخدام المرحلات لأغراض التحكم بالتحكم القائم على الأحداث، حيث يمكن تفعيل الإجراءات خارج التسلسل، استجابةً لأحداث خارجية. تميزت هذه التقنية بمرونة أكبر في الاستجابة مقارنةً بمؤقتات الكامات أحادية التسلسل الجامدة . تضمنت الأمثلة الأكثر تعقيدًا الحفاظ على تسلسلات آمنة لأجهزة مثل أجهزة التحكم في الجسور المتحركة، حيث يجب فك قفل المزلاج قبل تحريك الجسر، ولا يمكن تحرير المزلاج إلا بعد إغلاق بوابات الأمان.

قد يصل العدد الإجمالي للمرحلات ومؤقتات الكامات إلى المئات أو حتى الآلاف في بعض المصانع. وقد استلزم الأمر استخدام تقنيات ولغات برمجة مبكرة لجعل هذه الأنظمة قابلة للإدارة، ومن أوائلها منطق السلم ، حيث تشبه مخططات المرحلات المتصلة درجات السلم. وفي وقت لاحق، صُممت حواسيب خاصة تُسمى وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة لاستبدال هذه المجموعات من الأجهزة بوحدة واحدة يسهل إعادة برمجتها.

في دائرة تشغيل وإيقاف المحرك السلكية التقليدية (وتُسمى دائرة التحكم )، يُشغَّل المحرك بالضغط على زر "تشغيل" أو "بدء"، مما يُفعِّل زوجًا من المرحلات الكهربائية. يقوم مرحل "القفل" بتثبيت نقاط التلامس التي تُبقي دائرة التحكم مُفعَّلة عند تحرير زر الضغط. (زر التشغيل عبارة عن نقطة تلامس مفتوحة عادةً، وزر الإيقاف عبارة عن نقطة تلامس مغلقة عادةً). يقوم مرحل آخر بتنشيط مفتاح يُشغِّل الجهاز الذي يُشغِّل مفتاح بدء تشغيل المحرك (ثلاث مجموعات من نقاط التلامس للطاقة الصناعية ثلاثية الأطوار) في دائرة الطاقة الرئيسية. تستخدم المحركات الكبيرة جهدًا عاليًا وتتعرض لتيار بدء تشغيل عالٍ، مما يجعل السرعة مهمة في توصيل وفصل نقاط التلامس. قد يكون هذا خطيرًا على الأفراد والممتلكات مع المفاتيح اليدوية. تبقى نقاط تلامس "القفل" في دائرة التشغيل ونقاط تلامس الطاقة الرئيسية للمحرك مُتصلة بواسطة مغناطيساتها الكهربائية حتى يتم الضغط على زر "إيقاف" أو "فصل"، مما يؤدي إلى فصل مرحل القفل. ^{[ 129 ]}

تُضاف عادةً أجهزة التعشيق إلى دوائر التحكم. لنفترض أن المحرك في المثال يُشغّل آلةً تحتاج إلى تزييتٍ بالغ الأهمية. في هذه الحالة، يُمكن إضافة جهاز تعشيق لضمان تشغيل مضخة الزيت قبل بدء تشغيل المحرك. تُعدّ المؤقتات ومفاتيح الحدّ والخلايا الكهروضوئية من العناصر الشائعة الأخرى في دوائر التحكم.

تُستخدم الصمامات اللولبية على نطاق واسع مع الهواء المضغوط أو السوائل الهيدروليكية لتشغيل المشغلات في المكونات الميكانيكية . في حين تُستخدم المحركات لتوفير حركة دورانية مستمرة ، تُعد المشغلات عادةً خيارًا أفضل لإنشاء نطاق حركة محدود بشكل متقطع للمكونات الميكانيكية، مثل تحريك الأذرع الميكانيكية المختلفة، أو فتح الصمامات أو إغلاقها ، أو رفع بكرات الضغط الثقيلة، أو تطبيق الضغط على المكابس.

تستطيع الحواسيب تنفيذ كلٍ من التحكم التسلسلي والتحكم التغذية الراجعة، وعادةً ما يقوم حاسوب واحد بكلا النوعين في التطبيقات الصناعية. تُعدّ وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) نوعًا من المعالجات الدقيقة المتخصصة التي حلت محل العديد من مكونات الأجهزة، مثل المؤقتات ووحدات التسلسل الأسطوانية المستخدمة في أنظمة منطق المرحلات. وقد حلت حواسيب التحكم في العمليات للأغراض العامة محل وحدات التحكم المستقلة بشكل متزايد، حيث يستطيع حاسوب واحد تنفيذ عمليات مئات وحدات التحكم. تستطيع حواسيب التحكم في العمليات معالجة البيانات من شبكة من وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة والأجهزة ووحدات التحكم لتنفيذ التحكم التقليدي (مثل التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي PID) للعديد من المتغيرات الفردية، أو في بعض الحالات، لتنفيذ خوارزميات تحكم معقدة باستخدام مدخلات متعددة وعمليات حسابية. كما يمكنها تحليل البيانات وإنشاء عروض رسومية في الوقت الفعلي للمشغلين، وإعداد تقارير للمشغلين والمهندسين والإدارة.

يُعدّ التحكم في جهاز الصراف الآلي مثالًا على عملية تفاعلية، حيث يقوم الحاسوب بتنفيذ استجابة منطقية لاختيار المستخدم بناءً على معلومات مسترجعة من قاعدة بيانات متصلة بالشبكة. تتشابه عملية الصراف الآلي مع عمليات المعاملات الإلكترونية الأخرى. تُسمى الاستجابات المنطقية المختلفة " سيناريوهات" . تُصمّم هذه العمليات عادةً باستخدام حالات الاستخدام ومخططات التدفق ، التي تُوجّه كتابة شفرة البرنامج. كانت الساعة المائية، التي اخترعها المهندس اليوناني كتيسيبيوس (285-222 قبل الميلاد)، أقدم آلية تحكم بالتغذية الراجعة.

•  تتضمن هذه المقالة نصًا من عمل محتوى مجاني . مرخص بموجب رخصة CC BY-SA 3.0 ( بيان الترخيص/الإذن ). النص مأخوذ من "موجز حالة الأغذية والزراعة 2022 - الاستفادة من الأتمتة في الزراعة لتحويل النظم الغذائية الزراعية" ، منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (الفاو).