Ранние машины были простыми механизмами, заменяющими силу человека при подъеме грузов, используя систему шкивов. Энергию человека могли заменить позднее механизмы, использующие природные формы энергии – энергию ветер, приливов. А еще позднее, часовые механизмы или простые устройства применялись для управления автоматизированными устройствами с использованием искусственного источника энергии (такими как завод пружины, течение воды по каналу или пара), чтобы создать некоторое простое, повторяющееся действие, как движущиеся фигурки, запись мелодий, или игровые автоматы. Такие первые движущиеся устройства, напоминающие человеческие фигуры, были известны как роботы-автоматы и появились в 300 году до н.э. В 1801 был выдан патент на автоматизированный ткацкий станок, в котором использовались перфокарты. Изобретение Джозефа Мэри Жакарда произвело революцию в текстильной промышленности.
&nbsМожно сказать, что самая видимая часть современной автоматизации - промышленная робототехника. Среди преимуществ - повторяемость, более надежная проверка качества, более высокая эффективность, интеграция с бизнес планами, увеличение производительности и сокращение использования рабочей силы. Среди недостатков - высокие капиталовложения, жестко уменьшаемая гибкость, и возрастающая зависимость от обслуживания и ремонта. Например, Японии пришлось переделать многих своих промышленных роботов, т.к. было установлено, что они не способны адаптироваться к постоянно меняющимся условиям производства, и деньги, вложенные в роботов, не окупились.
До середины 20-ого столетия уровень автоматизации был невысок, использовались лишь простые механизмы при автоматизации простых процессов. Однако понятие «автоматизация» действительно стало применяться на практике с появлением (и развитием) цифрового компьютера, гибкость которого позволила ему выполнять любые задачи. Цифровые компьютеры с идеальным сочетанием скорости, вычислительной мощности, цены, и размера впервые появились в 1960-ых. До этого, промышленные компьютеры были почти исключительно аналоговыми и аналого-цифровыми. С тех пор компьютеры осуществляют управление огромным числом простых, повторяющихся задач, а также задач средней и высокой сложности, например, по производству продуктов питания и особенно его контролю. Неизвестный автор заметил: "При выполнении очень многих постоянно изменяющихся задач трудно заменить людей, которые так легко переучиваются для выполнения самых разнообразных производственных задач, и оплачивать их труд так недорого ".
Существует множество ситуаций и видов деятельности, где автоматизация невозможна. Если представить себе похищенного человека, у которого завязаны глаза, то его способность идентифицировать себя и окружающую обстановку, лучше любого устройства. Человеческая способность распознавать образы, воспринимать речь и говорить лучше любого прибора, созданного инженерами по автоматизации, на сегодня.
Часто используются, специализированные компьютеры, называемые программируемыми логическими диспетчерами (PLCs), для синхронизации потока входных сигналов от (физических) датчиков с потоком выходных сигналов на устройства вывода информации. Это позволяет точно контролировать действия, осуществляя точный контроль почти за любым производственным процессом.
Интерфейсы машин пользователей (HMI) или компьютерные интерфейсы (CHI), прежде известные как человеко-машинные интерфейсы, обычно используются для общения человека с PLCs и другими компьютерами для как ввода и контроля параметров температуры или давления, автоматизированного управления или чрезвычайного ответа. Обслуживающий персонал, осуществляющий контроль и управление этими интерфейсами, называют операторами.
Другая форма автоматизации, с использованием компьютеров – это испытательная автоматизация, где управляемое компьютером автоматизированное испытательное оборудование запрограммировано так, чтобы точно копировать людей-испытателей в ручном режиме. Это часто выполняется с использованием устройств автоматического тестирования для выполнения специальных расчетов, которые управляют автоматизированным оборудованием и дают команду, что необходимо сделать, чтобы выполнить тестирование..
Автоматизация поднимает несколько важных социальных проблем. Среди них - влияние автоматизации на занятость. Действительно, Луддиты - социальное движение английских текстильных рабочих в начале 1800-ых, выступали против автоматизированного ткацкого станка, созданного Жакардом, они уничтожали такие текстильные машины, так как считали, что их использование несет угрозу их рабочим местам. С тех пор, термин «лудит» применяется к любому, кто против прогресса технологии.
Некоторые утверждают, что автоматизация приводит к более высокой занятости. Один автор заметил следующий случай. Введение автоматизации вызвало распространенное опасение. Считалось, что смещение человеческих рабочих компьютеризированными системами приведет к серьезной безработице. Фактически, было верно противоположное, например, освобождение от физического труда позволило большему числу людей идти выше в квалифицированные рабочие, которым, естественно, больше платят. Один странный побочный эффект этого изменения - "рабочая сила низкой квалификации" теперь ищет работу во многих странах "Первого мира", так как там не достает людей, занимающих такие рабочие места.
Некоторые, технократы, рассматривают эту перемену в долгосрочной перспективе. Они утверждают, что распространение автоматизации только началась, и теперешнее положение может частично скрывать преимущества в будущем.
Кажется, что автоматизация действительно обесценивает рабочую силу путем ее замены менее дорогими машинами; однако, окончательное влияние этого на рабочую силу в целом остается неясным. Сегодня автоматизация рабочей силы весьма продвинута, и продолжает продвигаться все быстрее и быстрее во всем мире и посягает теперь на более квалифицированную работу, все же в течение того же самого периода общее благосостояние большинства людей в мире (где политические факторы не влияли на общую картину), ухудшалось. То, какие роли играла автоматизация в этих изменениях, плохо изучено.
Миллионы людей-телефонистов, во всем мире, были заменены полностью (или почти полностью) автоматизированными телефонными узлами и автоответчиками (не Индия и не Китай). Тысячи медицинского персонала были заменены во многих медицинских задачах от 'первичного' осмотра в электрокардиографии или рентгене, лабораторных исследованиях человеческих генов, сывороток, клеток, и тканей автоматизированными системами. Даже врачи были частично заменены дистанционно управляемыми автоматизированными роботами и очень сложными хирургическими роботами, которые позволяют им управлять ходом операции на расстоянии с более высоким уровнем точности, что невозможно для обычного врача.
В настоящее время, для фирм-производителей, цель автоматизации переместилась от увеличения производительности и сокращения затрат, к более широкомасштабным проблемам, таким как увеличение качества и гибкости в производственном процессе.
Старый акцент, при использовании автоматизации, на увеличение производительности и сокращение затрат, как замечали, был близоруким, так как кроме этого необходимо обеспечить производство квалифицированной рабочей силой, выполняющей ремонт и управление машинами. Кроме того, начальные затраты на автоматизацию были высоки и часто не окупались к тому времени, когда новые производственные процессы заменяли старые.
Автоматизацию теперь часто используют прежде всего для улучшения качества в производственном процессе, что с помощью автоматизации может быть существенно. Например, поршни на автомобили и грузовики устанавливались в двигатели вручную. С быстрым переходом к автоматизированной сборке машин процент ручного труда сократился от 1-1.5 %, до 0,00001 %. Опасные работы, такие как очистка нефти, производство индустриальных химикалий, и все формы металлоемких работ, всегда были соперниками за автоматизацию.
Другое главное изменение в автоматизации - увеличение акцента на гибкость и обратимость производственного процесса. Изготовители все более и более настаивают на способности легко перестраиваться с производства Продукта А на производство Продукта B, не выполняя полного переоборудования поточных линий.
Одна проблема безопасности связанная с автоматизацией – это то, что, стремясь минимизировать возможность человека совершись ошибку, при управлении системой, увеличивают степень и уровни сложности автоматизации, что может привести к увеличению последствий ошибки. Например, ядерный взрыв, распространившийся на три мили, произошел в значительной степени из-за сверхуверенности в системах "автоматизированной безопасности". К сожалению, в этом случае, проектировщики никак не ожидали произошедшего фактический отказа системы, таким образом и системы "автоматизированной безопасности" и их операторы столкнулись с обширными количеством в значительной степени несоответствующей информации. Спроектированные людьми автоматизированные механизмы с высокими уровнями проверки, работают на сверхвысоких скоростях недоступных человеку, и управляются людьми недостаточно квалифицированными (как в случае бедствия Бхопала или Чернобыля). В конечном счете, с ростом уровней автоматизации, охватывающих все больше областей, когда что-то идет не так, как надо, последствия быстро, становятся катастрофическими.