Automação

Introdução

Um rádio-relógio liga automaticamente, acordando um aluno de sua soneca com o som de uma música. Enquanto isso, sua irmã usa um gravador de vídeo para reproduzir programas de televisão que foram programados para gravar várias noites antes. A casa esfriou, mas a fornalha acende para fornecer calor. Essas ocorrências familiares são apenas alguns exemplos das maneiras pelas quais a automação passou a permear a vida diária. O termo automação, criado a partir das palavras automático e operação, descreve todos os processos nos quais dispositivos mecânicos ou eletrônicos são empregados para realizar tarefas sem intervenção humana.

A automação às vezes é confundida com mecanização, mas os dois são bastante distintos. A mecanização envolve simplesmente o uso de máquinas em vez do esforço físico humano – isto é, força muscular – para realizar uma determinada tarefa. A verdadeira automação, ao contrário, é o desempenho de uma operação por equipamento controlado automaticamente e capaz de autorregulação.

Máquinas ou sistemas de máquinas alcançam controle automático e autorregulação por meio de feedback. Em um sistema automatizado típico, o que realmente é feito pelo sistema (a saída) depende do que é desejado do sistema (a entrada). Conseqüentemente, esse sistema é freqüentemente chamado de sistema de malha fechada. Um loop de controle de feedback é formado quando a saída é medida e comparada com a entrada e a diferença entre os dois valores é usada para ajustar a entrada. Um sistema de aquecimento doméstico controlado termostaticamente é um exemplo de ciclo de feedback simples. Se a temperatura da casa cair abaixo de algum nível desejado, um mecanismo no termostato abre um interruptor elétrico que liga o forno. Quando a temperatura ambiente atinge o nível desejado, o mecanismo fecha a chave e desliga o forno.

Desenvolvimento de Automação

Embora sistemas totalmente automatizados não tenham sido desenvolvidos até o século 20, muitos dispositivos simples e semiautomáticos foram inventados centenas de anos antes. Entre os muitos cadernos do pintor e inventor italiano da Renascença, Leonardo da Vinci, havia projetos para vários dispositivos desse tipo. Por exemplo, um de seus esboços, preparado no início dos anos 1500, é o desenho de um espeto parcialmente automatizado para assar carne. Durante o século XVIII, apareceram na Inglaterra e na Escócia uma série de invenções que ajudaram a provocar a primeira Revolução Industrial. Essas invenções incluíam sistemas de feedback para controlar a temperatura dos fornos industriais e a ação dos moinhos de água.

Um dos mais notáveis ​​dos primeiros mecanismos de controle de feedback foi o regulador flyball, desenvolvido em 1788 pelo inventor escocês James Watt para regular automaticamente a saída das máquinas a vapor que ele havia inventado. O governador consistia em um eixo vertical (acionado por correia para girar com a velocidade do motor), que tinha dois braços conectados a ele próximo ao topo. Uma bola pequena e pesada foi presa ao final de cada braço. Quando o motor foi ligado, o governador girou. À medida que a velocidade do motor aumentava, o governador girou mais rápido e os braços pesados ​​voaram para fora. Os braços ascendentes fecharam firmemente a válvula de vapor, baixando a pressão do vapor fornecido ao cilindro do pistão. Quando a velocidade diminuiu, os braços caíram para que o governador abrisse novamente a válvula. Por meio dessa ação de feedback, o motor foi feito para se auto-regular.

À medida que a Revolução Industrial avançava, outros inventores aplicaram o princípio do feedback negativo, projetando freios variáveis ​​e moderadores que podiam regular as operações das máquinas ajustando a entrada com base na saída. O princípio, entretanto, recebeu pouca atenção até o século XX.

No final da década de 1930, os amplificadores e circuitos eletrônicos atingiram um estágio de desenvolvimento em que poderiam ser empregados para realizar tarefas de controle. Mas talvez mais importante para o avanço da automação tenha sido o trabalho do matemático dos Estados Unidos Norbert Wiener. Em seu livro Cibernética: Sobre o controle e a comunicação no animal e na máquina (1948), Wiener unificou os achados da pesquisa sobre controle e transmissão de informações da primeira metade do século e, assim, forneceu uma base teórica para o uso criativo de sistemas automáticos controle que revolucionou os sistemas tecnológicos.

Componentes de sistemas automatizados

Muitos sistemas automatizados modernos, como os usados ​​em fábricas de automóveis, plantas petroquímicas e supermercados, são extremamente complexos e exigem vários ciclos de feedback. Cada um desses subsistemas consiste em apenas cinco componentes básicos: (1) elemento de ação, (2) mecanismo de detecção, (3) elemento de controle, (4) elemento de decisão e (5) programa.

Os elementos de ação são as partes de um sistema automatizado que fornecem energia para atingir a tarefa ou objetivo desejado. A energia pode ser aplicada de várias formas diferentes, como calor para alterar a temperatura de uma sala ou eletricidade para acionar motores, que por sua vez acionam transportadores para mover materiais.

Os mecanismos de detecção medem o desempenho de um sistema automatizado ou uma propriedade particular de um objeto processado pelo sistema. As medidas obtidas permitem determinar se a operação ou processo está ocorrendo como desejado. Os sensores são freqüentemente conectados a indicadores como mostradores e medidores. Um termopar inserido em um tubo, por exemplo, mede a temperatura de um líquido que flui através do tubo; a leitura da temperatura é então indicada em um termômetro.

Os elementos de controle usam informações fornecidas pelos mecanismos de detecção para regular os elementos de ação de um sistema. Por exemplo, um dispositivo de controle em um sistema de fluxo de fluido faz com que uma válvula se abra, permitindo que um líquido flua para um tanque. Em resposta às medições de um sensor, o controle pode fechar automaticamente a válvula.

Elementos de decisão diferenciam sistemas automatizados de sistemas mecanizados comuns. No último, um operador humano deve monitorar medidores de sensores e decidir se ativa ou não os elementos de controle. Em um sistema automatizado, essa tomada de decisão é realizada por um comparador, como um termostato, ou por um programa armazenado na memória de um computador.

Os programas de sistemas automatizados complexos incluem informações de processo e comando. As informações do processo contêm dados que indicam como os vários componentes do sistema devem funcionar para atingir o resultado desejado. As informações de comando consistem em uma série de instruções que dizem aos elementos de controle do sistema como realizar certas operações específicas.

Automação de supermercados como exemplo

A interação dos cinco componentes principais de um sistema automatizado pode ser ilustrada pelo sistema automatizado de checkout e estoque empregado por muitos supermercados. Este sistema faz uso de um scanner óptico a laser e um computador digital de alta velocidade. O scanner a laser foi projetado para detectar um código especial, chamado Código Universal de Produto (UPC), que é impresso em quase todos os itens de mercearia pré-embalados. O código, que consiste em uma série de barras verticais claras e escuras, identifica o tipo de produto (como canja de frango) e a marca. Cada barra individual corresponde a um número, que é impresso ao lado ou abaixo da barra. Esses números são fornecidos para que um funcionário do caixa possa identificar prontamente o código no caso de mau funcionamento do scanner.

Conforme o caixa ou o cliente move um item de mercearia por uma pequena abertura no balcão, um laser de hélio-neon envia um feixe de luz até a etiqueta com o código. As áreas escuras absorvem a luz, enquanto as regiões de cores mais claras refletem a luz em direção a um detector (componente de detecção) que lê o padrão das barras medindo os reflexos. Esses dados de entrada são convertidos em sinais elétricos, que são retransmitidos para um computador central onde o produto específico é identificado a partir da informação codificada (elemento do programa). O computador (funcionando como um componente de controle e de tomada de decisão) então executa duas operações diferentes. Primeiro, ele solicita a caixa registradora (componente de ação) para registrar o preço do item, exibir o preço em um indicador visível para o cliente e imprimi-lo no recibo de venda, juntamente com uma descrição do produto e outras informações pertinentes . Em segundo lugar, o computador atualiza o estoque do supermercado armazenado em sua memória subtraindo um item do número total de itens do mesmo tipo e marca disponíveis na loja.

Benefícios de automação de supermercado

O principal benefício da automação do supermercado é o controle de estoque. O computador possui um registro completo de cada item vendido, bem como um registro da quantidade ainda em estoque. Uma vez que esta informação está na memória do computador, é simples fazer com que o computador imprima diariamente uma lista dos itens que ficaram abaixo de um número predeterminado e, portanto, precisam ser reordenados. Na verdade, a responsabilidade de decidir se vai pedir novamente cada um dos talvez 8.000 produtos é tirada do gerente da loja, que não pode analisar com precisão cada uma das 8.000 situações continuamente, e é dada a um sistema idealmente adequado para tal tomada de decisão de rotina .

Vantagens e desvantagens

Um sistema deve ser automatizado? Antes que esta pergunta possa ser respondida, os vários efeitos positivos e negativos da introdução da automação devem ser considerados. Dois tipos principais de efeitos são técnicos e econômicos. Existem outros, mas são mais complexos. Uma razão para a complexidade é que os benefícios e problemas de automatizar um sistema variam consideravelmente, não apenas com cada área de aplicação, mas também com as pessoas que trabalham com o sistema ou são afetadas por ele.

Como os sistemas automatizados são capazes de realizar tarefas rotineiras de tomada de decisão, eles permitem que uma empresa ou organização aumente a produtividade. Em outras palavras, mais mercadorias são fabricadas ou mais serviços prestados. Freqüentemente, a qualidade também pode ser melhorada. É o caso da automação do supermercado. O número de itens de mercearia que podem ser retirados por minuto aumentou muito – em alguns casos quase dobrou – e os grandes atrasos ocasionalmente experimentados quando o caixa do caixa não sabe o preço de um item foram eliminados. Mais importante, o reordenamento automatizado de mercadorias ajudou a equilibrar a carga de trabalho em armazéns e distribuidores, o que é de particular importância para grandes redes de supermercados. Além disso, estudos mostram que o sistema de checkout computadorizado reduz os erros de cobrança dos clientes em até 75%.

A automação também possibilita o desempenho de tarefas que estão bem além dos limites das capacidades humanas, como, por exemplo, o lançamento, rastreamento e controle de espaçonaves. Um projeto desse tipo requer tantos cálculos complexos e respostas de controle tão rápidas que só pode ser realizado por meio do emprego de sistemas computadorizados de alta velocidade.

Os sistemas automatizados, entretanto, apresentam certas limitações e desvantagens. Embora geralmente muito confiáveis, eles podem funcionar mal. Além disso, todo um sistema pode não funcionar corretamente se houver um único erro ao configurá-lo. Um sistema de backup deve ser fornecido ou um recurso de “anulação” humano deve ser integrado ao sistema para que as operações possam ser tratadas manualmente. Os sistemas automatizados também carecem da flexibilidade dos humanos. Qualquer mudança significativa em sua função pode, portanto, exigir um amplo redesenho do equipamento. Esse problema foi mitigado pelo uso de programas de computador que podem ser modificados com relativa facilidade, mas os componentes de ação, detecção e controle ainda precisam ser ajustados para aplicações específicas. Esse é um dos motivos pelos quais grandes somas de dinheiro são necessárias à medida que uma empresa ou setor se torna cada vez mais automatizado. No longo prazo, a automação geralmente traz benefícios econômicos. Uma exceção seria uma situação em que uma operação deva ser automatizada apenas por motivos técnicos ou de segurança.

Aplicações de Automação

O desenvolvimento de sofisticados equipamentos de detecção e microprocessadores de baixo custo (dispositivos multicircuidos em miniatura capazes de realizar todas as funções lógicas de um computador) tornou possível automatizar uma vasta gama de máquinas e sistemas. Em países industrialmente desenvolvidos, quase todos os aspectos da vida diária são afetados pela automação. Esta seção fornece uma pequena amostra de suas aplicações múltiplas.

Produtos de consumo

Produtos de consumo de todos os tipos, de automóveis a eletrodomésticos e sistemas de entretenimento doméstico, estão se tornando cada vez mais automatizados. A maioria dos modelos de carros recentes são equipados com ignição computadorizada e sistemas de combustível projetados para aumentar a economia de combustível e o desempenho. Os engenheiros japoneses também desenvolveram um carro com um computador de bordo que o motorista pode usar para planejar sua rota. O motorista simplesmente insere o destino pretendido no computador, que transmite as informações para unidades especiais de sensores de computador à beira da estrada. Essas unidades medem e analisam o fluxo de tráfego em todas as rotas possíveis para o destino desejado e recomendam aquele com o menor volume de tráfego.

Mesmo produtos de consumo menores, como câmeras, possuem recursos automáticos. Um tipo de câmera faz uso de sonar para fornecer foco automático. Ele transmite uma onda ultrassônica, que é refletida quando atinge o objeto a ser fotografado. Conforme o sinal de som refletido é captado por um receptor na câmera, um microprocessador determina a distância da câmera ao objeto medindo o tempo que o sinal leva para chegar ao objeto e retornar. O microprocessador então ativa um motor que ajusta adequadamente a lente.

Máquinas de leitura automatizadas foram desenvolvidas para cegos e deficientes visuais. O primeiro dispositivo foi conhecido como Kurzweil Reading Machine (KRM), que consistia em um scanner óptico, microcomputador e sintetizador de voz. Ele escaneou automaticamente as linhas de uma página impressa e converteu as informações em formato digital, que por sua vez foi traduzido em palavras faladas. O sistema lê centenas de estilos e tamanhos diferentes de tipos.

Indústrias de manufatura

As indústrias de manufatura dependem fortemente da automação. Alguns dos sistemas automatizados mais avançados são empregados pelas indústrias que processam petróleo, ferro e aço. A indústria automobilística opera sistemas elaborados que incluem dispositivos robóticos controlados por computador. Outras indústrias de montagem também começaram a usar esses robôs industriais. Os fabricantes de aeronaves empregam robôs de braço único para perfurar e rebitar seções do corpo, enquanto algumas firmas de eletrônicos utilizam mecanismos de robô de alto desempenho junto com instrumentos computadorizados para testar produtos acabados.

Outro desenvolvimento que afetou muito as indústrias de manufatura é a integração do projeto de engenharia e da manufatura em uma atividade automatizada contínua por meio do uso de computadores. A introdução do CAD/CAM, que significa Desenho Assistido por Computador e Fabricação Assistida por Computador, aumentou significativamente a produtividade e reduziu o tempo necessário para desenvolver novos produtos. Ao usar um sistema CAD/CAM, um engenheiro esboça o projeto de alguma peça mecânica, como uma peça de automóvel ou componente de aeronave, diretamente na tela de um terminal de computador com uma caneta especial. Os programas de computador fornecidos pelo sistema podem ser usados ​​para manipular esse primeiro rascunho para melhorá-lo.

Depois que o projeto foi revisado conforme necessário, o sistema prepara instruções para máquinas-ferramentas controladas numericamente e faz pedidos de materiais e equipamentos auxiliares. Em essência, um sistema CAD/CAM permite que um engenheiro se sente em um terminal de computador, execute todas as atividades de projeto de engenharia enquanto interage com o computador e, em seguida, caminhe até a máquina-ferramenta controlada por computador e pegue a peça acabada.

A indústria de petróleo

Um dos primeiros usuários industriais da automação, a indústria do petróleo é líder no emprego de aparelhos de controle automático. O processo de refino de petróleo é particularmente adequado para aplicações de automação. Ele exemplifica uma operação de manufatura conhecida como processo contínuo, que se caracteriza pelo manuseio de um fluxo contínuo de materiais desde componentes básicos ou matérias-primas até produtos acabados. O petróleo bruto é alimentado por meio de um labirinto de tubos, torres e navios, após os quais aparece na forma de produtos utilizáveis, como gasolina, combustível de aviação e óleo lubrificante. Outro motivo de ênfase na automação em uma refinaria de petróleo é a complexidade de sua operação. Os processos ocorrem sob temperaturas e pressões variadas e envolvem inúmeras mudanças químicas e físicas que tornam o controle humano impraticável. Além disso, o uso extensivo de mecanismos automáticos resulta em aumento de produtividade quando a refinaria está em operação e também reduz o tempo de parada.

O coração de uma refinaria moderna é a sala de controle com seus painéis de controle computadorizados. As milhares de funções individuais realizadas nas unidades de destilação, instalações de craqueamento catalítico e instalações de purificação da refinaria são monitoradas a partir deste centro. Cada um de seus painéis de controle possui um conjunto de indicadores para medições, posições de válvulas, configurações do controlador, alarmes e dispositivos de segurança. Mostra claramente as relações entre todas essas unidades. Se algum deles não estiver funcionando como deveria, as ações corretivas são iniciadas automaticamente. Por causa disso, apenas um punhado de operadores humanos são necessários para observar os painéis e raramente é necessário que eles façam ajustes manuais. Além dos equipamentos controlados por computador que estão na própria refinaria, são utilizados dispositivos de controle automático nas estações elevatórias situadas ao longo dos dutos.

A indústria de ferro e aço

A indústria siderúrgica utiliza a automação em grande parte de suas operações. O controle automático foi aplicado aos altos-fornos nos quais o minério de ferro é reduzido a ferro-gusa. Instrumentos automáticos medem a pressão e a composição dos gases liberados pelos fornos. Esses dados são analisados ​​por computador e os resultados são usados ​​para regular o volume do ar de sopro, a temperatura, a umidade e outras variáveis ​​que afetam a eficiência do processo de produção e a qualidade do ferro resultante.

A automação também desempenha um papel importante em certas operações de fabricação de aço, como, por exemplo, a moldagem de lingotes de aço em folhas, bobinas e tiras em laminadores. Nesse processo, os lingotes de aço são passados ​​entre grandes rolos cilíndricos que os comprimem na forma desejada. Instrumentos automáticos medem as dimensões e a temperatura das peças de aço cada vez que passam pelos rolos. Essas informações são transmitidas a um computador que ajusta a distância entre os roletes para a próxima passagem.

A indústria automobilística

A indústria automobilística inicialmente aplicou a automação em áreas isoladas de produção, principalmente em operações de processo contínuo, como o forjamento de virabrequins. Isso resultou em um padrão de etapas de fabricação integradas, com funções executadas por equipamentos automatizados seguidos por operações manuais que requerem destreza humana e flexibilidade.

Durante a década de 1970, os fabricantes de automóveis japoneses deram início a uma revolução na fabricação de automóveis. Eles introduziram mecanismos aprimorados de robôs controlados por computador para automatizar altamente suas linhas de montagem. Esses dispositivos robóticos de um braço, capazes de simular a articulação e o movimento do braço e da mão humanos, são utilizados para funções variadas, como soldar e pintar carrocerias. Os braços mecânicos são programados movendo-os fisicamente através dos movimentos desejados. Os diferentes movimentos são registrados na memória do computador para que possam ser repetidos com precisão. Alguns robôs avançados de alto desempenho têm sensores embutidos que permitem corrigir seus movimentos caso se desviem dos padrões programados.

Na década de 1980, as montadoras dos Estados Unidos também começaram a empregar tipos semelhantes de robôs industriais. Em algumas fábricas, robôs equipados com lasers óticos são usados ​​até mesmo para escanear carrocerias de automóveis para garantir que suas dimensões atendam aos padrões especificados.

Serviços industriais

A maioria dos setores de serviços, que incluem bancos, comunicações, transporte e governo, foram relativamente lentos para adotar a tecnologia de automação. O sistema telefônico dos Estados Unidos foi uma das poucas exceções notáveis ​​até a década de 1970, quando bancos e algumas outras empresas começaram a introduzir sistemas inovadores. O sistema computadorizado de checkout e estoque de mantimentos é um exemplo altamente visível de automação nas indústrias de serviços.

Bancário

Os sistemas automatizados são muito úteis em áreas de serviço que requerem a análise de dados. Os computadores tratam da classificação de cheques e verificação de saldos de contas, e os sistemas de banco eletrônico incluem o uso de caixas eletrônicos. Esses caixas automáticos, geralmente localizados em shopping centers e edifícios comerciais, permitem que os clientes concluam transações básicas sem ficar em longas filas no banco. Simplesmente inserindo um cartão de plástico especial em um slot da máquina e digitando um número de código pessoal em seu teclado, um usuário pode realizar transações bancárias instantaneamente.

Uma forma mais sofisticada de banco eletrônico é a transferência eletrônica de fundos (EFT). Este sistema permite a movimentação de dinheiro por meio de sinais eletrônicos retransmitidos entre computadores. Projetado principalmente para reduzir os custos bancários, diminuindo a papelada, o EFT pode virtualmente eliminar o uso de dinheiro, cheques e cartões de crédito convencionais. Nesse sistema, salários, pagamentos de previdência social e outras receitas são creditados diretamente na conta do usuário. O pagamento das contas de serviços públicos, do aluguel ou do crédito hipotecário da mesma forma é efetuado de forma direta, sendo o valor das despesas deduzido do saldo da conta.

Outra característica da EFT é o uso extensivo de terminais remotos de pontos de venda que ligam lojas e bancos, o que permite que as compras sejam debitadas em contas bancárias. Uma transação de EFT desse tipo requer o uso de um cartão de débito semelhante ao empregado nos caixas eletrônicos. O cartão é codificado com informações que identificam o banco e o número da conta do titular do cartão. O balconista da loja insere o cartão do cliente em um terminal EFT e insere o preço do item. O terminal, equipado com um leitor de fita magnética ou scanner a laser, lê as informações codificadas e entra em contato com o banco do cliente cujo computador verifica a conta apropriada, compara o saldo e o valor dos fundos solicitados e, em seguida, envia de volta a aprovação para a loja. Os fundos são transferidos eletronicamente para o banco do comerciante e creditados em sua conta.

Comunicações

Uma das primeiras aplicações práticas da automação foi na comutação telefônica. A primeira geração de equipamentos de comutação verdadeiramente automáticos consistia em relés e outras chaves eletromecânicas. Os sistemas desses dispositivos, que surgiram nas décadas de 1920 e 1930, monitoravam milhares de linhas telefônicas, determinavam quais demandavam serviço, forneciam tom de discagem, verificavam as chamadas em andamento e desconectavam os telefones ao finalizar as ligações. Assim, eles desempenhavam a maioria das funções de um operador humano.

Os modernos sistemas de comutação telefônica, que usam circuitos integrados e dispositivos eletrônicos em miniatura relacionados, são mais confiáveis, mais rápidos e mais baratos do que seus predecessores eletromecânicos. Eles não apenas executam as funções mencionadas acima, mas também transferem automaticamente chamadas para números alternativos e fornecem outros serviços ao cliente em resposta a códigos discados simples, geralmente sem intervenção humana. O tratamento do grande volume de chamadas telefônicas e transmissões de dados por computador seria impossível sem o uso de sistemas eletronicamente automatizados. Mesmo os operadores humanos que lidam com serviços que as máquinas não podem fornecer, como auxílio à lista, dependem de máquinas automatizadas para obter ajuda.

A automação é empregada em muitas outras áreas das comunicações. As comunicações por satélite tornaram-se possíveis através da utilização de sistemas de orientação automatizados que posicionam e mantêm satélites em órbitas predeterminadas ao redor da Terra. Muitos sistemas postais nacionais automatizaram parcialmente suas operações. A triagem da correspondência é feita por máquinas automáticas, assim como a triagem das cartas e encomendas. Sistemas totalmente automatizados para auxiliar na coleta e redistribuição de correspondência foram propostos, mas ainda não foram implementados. Um problema técnico fundamental que impede a automação total dos sistemas postais é a extrema dificuldade de projetar máquinas que possam ler com segurança os incontáveis ​​tipos de caligrafia humana

Transporte

As mais sofisticadas aplicações de automação em transporte têm sido feitas na orientação e controle de aeronaves e espaçonaves. Outras aplicações incluem operações ferroviárias e controle de tráfego automotivo.

Aviação

Sistemas automatizados combinando radar, computadores e equipamentos eletrônicos auxiliares foram desenvolvidos para acomodar o volume cada vez maior de tráfego aéreo. Os controladores de tráfego aéreo em grandes aeroportos dependem de tais sistemas para direcionar o fluxo contínuo de aviões que entram e saem. Eles podem apontar a posição de cada avião dentro de 50 milhas (80 quilômetros) do campo de aviação em uma tela especial da unidade de radar. Essas informações permitem que os controladores selecionem a rota mais segura para os pilotos seguirem ao se aproximarem e deixarem o aeroporto.

Muitos dos sistemas da própria aeronave são automatizados. As máscaras de oxigênio, por exemplo, caem automaticamente dos compartimentos superiores quando a pressão da cabine fica muito baixa. Quase todas as aeronaves comerciais têm um piloto automático que pode substituir o piloto humano. O sistema de pouso automático pode ser usado quando a visibilidade da pista é ruim. O sistema emprega feixes de rádio do solo para operar um instrumento a bordo do avião. Observando este instrumento, um piloto pode determinar a posição exata da nave em relação à pista de pouso.

Missões espaciais

Os sistemas automatizados de controle e orientação são vitais para o sucesso das missões espaciais. O lançamento do ônibus espacial dos Estados Unidos e a subsequente orientação e preparação de seus vários módulos, por exemplo, exigiu uma coordenação de medição e controle muito além da capacidade humana. Desde o momento da ignição até as fases de propulsão do lançamento, o veículo foi continuamente rastreado por radar. Qualquer desvio da trajetória predeterminada produziu sinais de controle automático que corrigiram a trajetória de voo do veículo. O vôo e a reentrada do ônibus espacial também foram controlados automaticamente. A tripulação monitorava o desempenho dos sistemas automatizados e poderia tomar ações corretivas em caso de problemas.

Ferrovias

A automação se tornou um fator importante nas operações ferroviárias. A gestão dos pátios ferroviários tem sido facilitada por sistemas informatizados que integram as funções de sinalização e comutação dos pátios de classificação, onde os trens de carga são separados e montados. Scanners eletrônicos lêem etiquetas de identificação codificadas por cores em todos os vagões de carga que entram em um pátio de classificação e transmitem as informações aos computadores do pátio que atribuem os vagões aos trilhos adequados.

A automação também foi adotada por muitas linhas ferroviárias de passageiros. Em uma série de sistemas, o equipamento automático é usado tão extensivamente que a função do operador do trem foi reduzida a operações simples de ligar e desligar durante as paradas na estação. Como os comandos dos controles automáticos são alimentados continuamente para outros mecanismos automáticos em resposta às informações coletadas por sensores estrategicamente posicionados no motor e na esteira, o controle humano do motor só é necessário em uma emergência.

Um exemplo impressionante de transporte ferroviário automatizado é o sistema Bay Area Rapid Transit (BART) que atende a área de São Francisco-Oakland na Califórnia. O BART consiste em mais de 100 milhas (160 quilômetros) de trilhos e vários trens operando entre mais de 40 estações. Tanto a operação de trens como a emissão de passagens de passageiros são totalmente automatizadas. Quando um trem entra em uma estação, ele transmite automaticamente sua identificação e destino ao centro de controle e a um painel de exibição para os passageiros verem. A central de controle, por sua vez, envia sinais ao trem que regulam seu tempo na estação e seu tempo de funcionamento para o próximo destino.

Uma programação ideal é estabelecida todas as manhãs e, à medida que o dia avança, o desempenho de cada trem é comparado com aquela programação. Os desempenhos dos trens individuais são ajustados conforme necessário. Todo o sistema BART é controlado essencialmente por um computador. Existe um computador de backup idêntico que pode assumir o controle, se necessário.

Controle de tráfego automático

Os princípios da automação têm sido aplicados ao controle de semáforos há décadas. Os sistemas de controle automático variam de controladores de sinal que respondem a veículos passando por elementos sensores na estrada até uma série de semáforos cujo tempo inter-relacionado é regulado por computadores em um centro de controle de tráfego remoto. No futuro, microcomputadores podem ser instalados em veículos para interagir com sensores de beira de estrada para fornecer dados de densidade e fluxo de tráfego, permitindo um ajuste rápido do sinal e evitando congestionamentos.

Automação e Sociedade

No final do século 20, a automação fez grandes avanços na manufatura, nas indústrias de serviços e no governo. A manufatura liderou o caminho, porque os líderes de negócios desejavam cortar custos e permanecer competitivos. O progresso da automação trouxe benefícios e desafios para a sociedade em geral.

A automação geralmente reduz custos e melhora a produção em termos de quantidade e qualidade. Se aplicado corretamente, também pode libertar os trabalhadores de trabalhos desagradáveis, tediosos e perigosos. Em um número crescente de fábricas, os robôs são programados para executar tarefas monótonas e repetitivas na linha de montagem e para carregar e descarregar objetos pesados. Várias cidades forneceram aos bombeiros profissionais dispositivos robóticos que podem ser usados ​​para transportar mangueiras para edifícios em chamas em perigo de colapso, reduzindo assim o risco.

Apesar de seus efeitos benéficos, no entanto, o aumento da automação pode causar sérios problemas para os trabalhadores nas fábricas. Em muitas fábricas, como fábricas de celulose e siderúrgicas, os níveis de produção aumentaram muito, enquanto o número de trabalhadores foi reduzido drasticamente. Antigamente, grandes usinas siderúrgicas exigiam milhares de funcionários; as fábricas automatizadas de hoje precisam de apenas algumas centenas, no máximo. As novas fábricas, no entanto, podem superar as antigas.

Essa reestruturação da indústria obviamente perturba os trabalhadores que trabalharam durante décadas em empregos semiqualificados. Eles descobrem que empregos estão desaparecendo e têm pouca esperança de que novos os substituam. Mesmo que sejam mantidos em seus empregos, as condições de trabalho são drasticamente alteradas por processos automatizados. A experiência do trabalhador, adquirida ao longo de anos de experiência, é prejudicada pelos novos procedimentos. O pagamento de horas extras é coisa do passado para muitos. Os trabalhadores se perguntam que tipo de oportunidades estarão disponíveis para seus filhos, à medida que os empregos bem remunerados de uma era industrial anterior desaparecem gradualmente. Também para os trabalhadores mais velhos, a ideia de reciclagem para uma nova carreira é difícil de aceitar. A complexidade dos novos tipos de conhecimento exigidos é assustadora para aqueles que não frequentam uma sala de aula há muitos anos.

Mesmo no trabalho não industrial, a automação tende a deslocar trabalhadores não qualificados e semiqualificados, cujas habilidades não atendem mais aos requisitos de trabalho das instalações automatizadas. A automação de supermercados é um exemplo disso. Ele reduziu o número de caixas necessários para atender os clientes e praticamente eliminou o uso de pessoal de suporte para estampar os preços dos itens de mercearia. Por outro lado, a automação de supermercados tem aumentado a necessidade de especialistas em eletrônica e engenharia da computação, não apenas para projetar, fabricar e instalar equipamentos, mas também para mantê-los e repará-los.

A proliferação de produtos de consumo automatizados, incluindo carros equipados com componentes computadorizados, exige um grande número de técnicos de serviço altamente qualificados. Essa situação levantou várias questões de longo alcance: Quem fornecerá o treinamento necessário? O pessoal de serviço de hoje pode ser adequadamente treinado? Se não, haverá gente nova em número suficiente com os talentos necessários? Ou o ambiente tecnológico avançado entrará em colapso devido à falta de profissionais qualificados? Na Alemanha, esse dilema foi resolvido por um elaborado programa de aprendizagem para todos os graduados do ensino médio que não foram para a faculdade. A estreita cooperação entre o setor privado e o governo criou um programa que garante que todos os principais segmentos da economia tenham uma força de trabalho bem treinada. Esse treinamento costuma ser altamente técnico e seria considerado um trabalho de nível universitário nos Estados Unidos.

Ao contrário da Alemanha, os Estados Unidos não têm um programa oficial de aprendizagem. Os graduados do ensino médio que não vão para a faculdade têm que se virar sozinhos em uma economia que exige continuamente uma força de trabalho mais qualificada. O número de empregos não qualificados e semiqualificados está diminuindo, enquanto o número de pessoas disponíveis para preencher esses empregos está crescendo. Um grande aumento da imigração, tanto legal quanto ilegal, só serviu para piorar o problema. Muitos dos novos imigrantes chegam aos Estados Unidos com pouca ou nenhuma escolaridade e se surpreendem ao encontrar um mercado de trabalho que está quase fechado.

Os benefícios econômicos e sociais da mudança tecnológica revelaram-se enormes. À medida que o ritmo da mudança continua, a sociedade terá que encontrar uma maneira de ajudar os indivíduos com baixa escolaridade e subempregados, cujas habilidades e atitudes refletem uma era industrial anterior.

Leitura Adicional

Giordano, Lorraine. Beyond Taylorism (St. Martin, 1992) .Groover, M.P. Automação, Sistemas de Produção e Manufatura Integrada por Computador (Prentice, 1987) .Mody, Ashoka e Wheeler, David. Automação e competição mundial (St. Martin, 1990). Stone, Rod. The Push-Button Manager: A Guide to Office Automation (McGraw, 1985) .Zuboff, Shoshana. Na Era da Máquina Inteligente (Basic Books, 1988).