زنان در قلب تحولات اتوماسیون صنعتی حضور داشته‌اند. آنان بنیان‌گذاران برنامه‌نویسی، نظریه‌های کنترلی و طراحی تراشه‌ها بوده‌اند و اکنون در قرن بیست‌ویکم، زنان نه‌تنها پژوهشگر بلکه مدیران پروژه‌های کلان اتوماسیون در سطح جهانی هستند. این مقاله با نگاهی تاریخی و تحلیلی نشان می‌دهد که چگونه زنان از قرن نوزدهم تا امروز در شکل‌گیری اتوماسیون صنعتی نقش‌آفرینی کرده‌اند.
مقدمه
اتوماسیون صنعتی به‌عنوان یکی از ستون‌های انقلاب‌های صنعتی دوم تا چهارم، مسیر هیجان‌انگیز و پر و پیچ خمی را از نخستین موتورهای بخار و خط تولید تا ربات‌های هوشمند و کارخانه‌های دیجیتال امروز طی کرده است. در این مسیر، مهندسان و مخترعان بسیاری نقش‌آفرینی کرده‌اند و دستاوردهای ایشان در حوزه‌ی کنترل، شبکه و نرم‌افزار نقش به‌سزایی در این مسیر داشته است. اما سهم زنان در این فرآیند، علی‌رغم اهمیت بسیار زیاد آن، کمتر دیده شده است. یک پرسش کلیدی این است، که چرا بسیاری از زنان برجسته بیشتر در حوزه‌ی محاسبات، برنامه‌نویسی و نظریه‌ی کنترل شناخته می‌شوند تا در کارخانجات و خطوط تولید؟ پاسخ این است که اتوماسیون صنعتی ذاتاً بر پایه‌ی محاسبات داده و کنترل عددی بنا شده است. بنابراین، سهم زنانی مانند آدالاولیس1[i]، گریس هاپر[ii] یا مارگارت همیلتون[iii] هرچند در نگاه اول «اتوماسیون داده» محسوب می‌شود، اما در واقع پایه‌های نظری و نرم‌افزاری را برای اتوماسیون صنعتی فراهم کرده است.
این مقاله با نگاهی تاریخی و تحلیلی نشان می‌دهد که چگونه زنان از قرن نوزدهم تا امروز در شکل‌گیری اتوماسیون صنعتی نقش‌آفرینی کرده‌اند.
۱. قرن نوزدهم : نخستین نشانه‌های اتوماسیون
آدا لاولیس[iv]: مادر برنامه‌نویسی و منطق ماشین‌های صنعتی
آدا لاولیس (۱۸۱۵–۱۸۵۲) نخستین فردی بود که درک کرد ماشین تحلیلی چارلز بابیج می‌تواند به چیزی بیش از یک ماشین حساب مکانیکی بدل شود. او الگوریتمی نوشت که بعدها «اولین برنامه‌ی رایانه‌ای» خوانده شد.
این الگوریتم اولین ایده‌ی «قابل‌برنامه‌ریزی بودن ماشین» بود که اساس سامانههای کنترل صنعتی و PLC شد. می‌توان اینگونه گفت که وقتی امروز در یک کارخانه ربات یا موتور با دستور نرم‌افزار کنترل می‌شود، در واقع اندیشه‌ی لاولیس است که به اجرا درآمده است.
می‌توان اینگونه گفت که وقتی امروز در یک کارخانه ربات یا موتور با دستور نرم‌افزار کنترل می‌شود، در واقع اندیشه‌ی لاولیس است که به اجرا درآمده است.
زنان محاسب[v] «رایانه‌های انسانی»
در اواخر قرن نوزدهم، گروه‌هایی از زنان داده‌های نجومی را تحلیل می‌کردند. دقت بالای آنها در استانداردسازی داده‌ها و پردازش تکرارشونده، تبدیل به الگویی برای روش‌های آماری و کنترلی شد. کاری که این زنان به‌صورت دستی انجام می‌دادند، بعدها به الگوریتم‌های کنترل آماری فرآیند[vi] (SPC) در کارخانه‌ها تبدیل شد؛ صنایعی که نیازمند کنترل کیفیت و پایشپایش داده‌های تولید بودند.زنان محاسب، با کار دستی و دقیق خود، مسیر را برای اتوماسیون داده و کنترل تولید صنعتی هموار کردند، حتی پیش از ظهور رایانه‌های دیجیتال و سامانههای PLC.
۲. اوایل تا میانه‌ی قرن بیستم: شکل‌گیری زبان‌ها و نظریه‌های کنترل
گریس هاپر: زبان‌های برنامه‌نویسی برای صنعت
- پیوند نرم‌افزار با صنعت: هاپر با اختراع کامپایلر (A-0 و سپس FLOW-MATIC) کاری کرد که مهندسان و مدیران بتوانند با زبان شبه‌انسانی دستور بدهند و لازم نباشد همه چیز را به زبان ماشین بنویسند. این پیشرفت راه را برای استفاده گسترده از کامپیوتر در صنایع باز کرد.
هاپر با اختراع کامپایلر (A-0 و سپس FLOW-MATIC) کاری کرد که مهندسان و مدیران بتوانند با زبان شبه‌انسانی دستور بدهند و لازم نباشد همه چیز را به زبان ماشین بنویسند. این پیشرفت راه را برای استفاده گسترده از کامپیوتر در صنایع باز کرد.
در دهه‌ی ۱۹۶۰ بسیاری از شرکتهای صنعتی از زبان COBOL ، که هاپر پایه‌گذار آن بود ، برای مدیریت سفارش‌ها، کنترل موجودی و زمان‌بندی تولید استفاده کردند. در دهه‌های ۱۹۶۰–۱۹۷۰، بسیاری ازسامانه‌های مدیریت تولید، انبارداری و کنترل فرآیند در صنایع نفت، گاز و خودروسازی بر پایه‌ی همین زبان‌ها ساخته شدند. COBOL نخستین پلی بود که برنامه‌نویسی را از دنیای علمی به دنیای صنعتی پیوند زد.
- اتوماسیون فرآیندهای سازمانی در کارخانه‌ها: زبان COBOL و ایده‌های هاپر پایه‌ی سامانههای برنامه‌ریزی نیازهای تولید[vii] (MRP) شدند، یعنی نرم‌افزارهایی که موجودی مواد، قطعات و زمان‌بندی خط تولید را مدیریت می‌کردند.
همین سامانه‌ها بعدها به برنامه‌ریزی منابع بنگاه[viii] ( ERP) تکامل یافتند، که امروزه قلب بسیاری از کارخانه‌های بزرگ هستند.
- نقش در استانداردسازی زبان‌ها: هاپر عضو کمیته‌های استانداردسازی بود (مانند CODASYL) که باعث شد زبان‌های برنامه‌نویسی صنعتی در سراسر جهان یکپارچه شوند. این یکپارچگی موجب شد صنایع مختلف بتوانند از یک زبان مشترک برای کنترل داده‌های تولید استفاده کنند.
- تأثیر غیرمستقیم بر کنترل صنعتی: هرچند او شخصاً روی PLC یا سامانههای SCADA کار نکرد، اما دستاوردهایش بستری ساخت که داده‌های تولید از خط کارخانه جمع‌آوری شود، این داده‌ها با نرم‌افزار پردازش شوند و خروجی پردازش برای بهبود کنترل و اتوماسیون صنعتی به کار رود.
به بیان ساده: اگر هاپر و COBOL نبودند، کارخانه‌ها نمی‌توانستند آن‌قدر سریع به سمت دیجیتالی شدن و اتوماسیون حرکت کنند.
اگر هاپر و COBOL نبودند، کارخانه‌ها نمی‌توانستند آن‌قدر سریع به سمت دیجیتالی شدن و اتوماسیون حرکت کنند.
ایرماگارد فلگه-لوتز: نظریه‌ی کنترل گسسته
فلگه-لوتز[ix] را می‌توان یکی از مادران کنترل صنعتی مدرن دانست. او با نظریه‌ی خود، پلی زد میان ریاضی، هوافضا و صنعت و نشان داد که زنان می‌توانند در قلب سخت‌ترین حوزه‌های مهندسی اتوماسیون بدرخشند، او نخستین کسی بود که نظریه کنترل روشن/خاموش[x] را به‌طور سیستماتیک فرمول‌بندی کرد.
این نوع کنترل در جایی استفاده می‌شود که سامانه تنها دو حالت داشته باشد (مثلاً روشن/خاموش، باز/بسته).
این کنترل در ترموستات‌های گرمایش و سرمایش (خاموش و روشن شدن براساس دما)،کنترل ساده‌ی موتورها و پمپ‌ها در خطوط تولید، سامانههای هوافضا (هدایت موشک‌ها و هواپیماها) کاربرد داشت.
بعدها همان اصول وارد صنایع دیگر شد در اتوماسیون صنعتی، کنترل‌های on/off ابتدایی خطوط تولید و ماشین‌های CNC اولیه و در فرآیندهای شیمیایی، قطع و وصل پمپ‌ها و شیرها بر اساس فشار و دما.
همچنین او نخستین کسی بود که نشان داد چگونه می‌توان از کنترل گسسته برای سامانههای پیچیده پروازی استفاده کرد.
فلکه-لوتز پل بین ریاضیات محض و مهندسی صنعتی بود. او مدل‌های ریاضی را طوری ساده‌سازی کرد که مهندسان بتوانند آنها را در سامانههای کنترلی واقعی کارخانه‌ها به کار ببرند.
او به‌عنوان اولین زن استاد تمام مهندسی در استنفورد، نقش مهمی در آموزش مهندسان کنترل صنعتی ایفا کرد.
ایرماگارد فلکه-لوتز قلب ریاضی و الگوریتمی کنترل صنعتی را توسعه داد. بدون نظریه‌ی او، اتوماسیون اولیه‌ی کارخانه‌ها (که به کنترل ساده روشن/خاموش وابسته بودند) شکل نمی‌گرفت. بعدها این نظریه پایه‌ای برای توسعه‌ی کنترل PID، سامانههای PLC و حتی کنترل هوشمند امروزی شد.
۳. نیمه دوم قرن بیستم: نرم‌افزارهای بحرانی و مهندسی کنترل
مارگارت همیلتون: سامانههای بی‌درنگ
نقش همیلتون در اتوماسیون صنعتی غیرمستقیم اما بنیادین بوده است وی به‌عنوان سرپرست تیم نرم‌افزار آپولو، رویکردی ابداع کرد که وظایف را اولویت‌بندی کرده و خطاها را در لحظه مدیریت می‌کرد.
نرم‌افزار بی‌درنگ[xi] او به صنایع این امکان را داد که فرآیندها را بدون توقف و با واکنش سریع به خطاها کنترل کنند.
مدل‌های مدیریت خطا و اولویت‌بندی همیلتون، پایه‌ای برای سامانههای اتوماسیون ایمن و هوشمند شد، بدون دستاوردهای او، بسیاری از سامانههای کنترل صنعتی امروز نمی‌توانستند به صورت ایمن و قابل اعتماد عمل کنند.
الیزابت لاوریک[xii]: اتوماسیون در صنعت الکترونیک
لاوریک (۱۹۲۵–۲۰۱۰) در شرکت Elliott Automation فعالیت می‌کرد که یکی از پیشگامان ساخت سامانههای کنترلی برای صنایع بریتانیا بود.
او با با ترکیب دانش فنی و مهارت مدیریتی، سامانه‌هایی ساخت که داده‌های تولید را جمع‌آوری، پردازش و برای کنترل خط تولید استفاده می‌کردند. و اینگونه پلی ساخت میان مهندسی سخت‌افزار و نرم‌افزار.
همچنین با طراحی و پیاده‌سازی سامانههای کنترل تولید در کارخانه‌ها. توسعه رادارهای صنعتی و تجهیزات کنترلی که نیازمند دقت و قابلیت اطمینان بالا بودند ساخت.
از کنترل تولید در کارخانجات تا رادارهای صنعتی، حضور او نشان داد که زنان می‌توانند نه‌تنها برنامه‌نویس بلکه مدیر پروژه‌های اتوماسیون باشند
سامانههای توسعه‌یافته توسط او، پایه‌ای برای اتوماسیون خطوط تولید و پایشپایش صنعتی شد.
نشان داد که حضور زنان در مهندسی سخت‌افزار و کنترل صنعتی می‌تواند به بهبود بهره‌وری و ایمنی کارخانه‌ها کمک کند.
الهام‌بخش زنان دیگر برای ورود به مهندسی و مدیریت پروژه‌های صنعتی در بریتانیا و جهان بود.
۴. اواخر قرن بیستم: سخت‌افزار و ارتباطات
لین کانوی: انقلاب ریزتراشه‌ها
لین کانوی[xiii] یکی از پیشگامان طراحی مدارهای مجتمع و ریزتراشه‌ها است که تأثیر مستقیم بر اتوماسیون صنعتی و توسعه‌ی سخت‌افزار سامانههای کنترلی داشته است.
کانوی با طراحی VLSI امکان تولید انبوه و ارزان تراشه‌ها را فراهم کرد. PLC ها، ربات‌های صنعتی و سامانههای پایشپایش کارخانه‌ای همگی بر پایه‌ی تراشه‌های VLSI توسعه یافتند.
وی با ارائه‌ی روش‌های مدولار و استانداردشده برای طراحی تراشه‌ها، مسیر تولید انبوه ریزپردازنده‌ها و تراشه‌های صنعتی را هموار کرد. ریزتراشه‌های ارزان و قابل تولید انبوه به PLCها، ربات‌های صنعتی و سامانههای پایش کارخانه‌ای امکان وجود یافتند. او کتاب‌ها و مقالات آموزشی مهمی منتشر کرد که نسل‌های بعدی مهندسان سخت‌افزار و سامانههای کنترل صنعتی از آنها بهره بردند.
بدون نوآوری‌های کانوی، PLCها، سامانههای پایش و ربات‌های کارخانه‌ای نمی‌توانستند در مقیاس وسیع تولید شوند.
لین کانوی نشان داد که زنان می‌توانند در لایه‌ی سخت‌افزاری اتوماسیون صنعتی نیز تأثیرگذار باشند و با نوآوری در طراحی تراشه، زمینه‌ی تحول کارخانه‌های هوشمند و صنعت 4.0[xiv] را فراهم کنند.
هیدی لامر[xv]: مادر اینترنت اشیاء
اختراع «پرش فرکانسی» توسط لامر، پایه‌گذار ارتباطات بی‌سیم امن شد. وی با همکاری جورج آنتیل، سامانه‌ای برای تغییر فرکانس‌های رادیویی به صورت پیوسته و هماهنگ ابداع کرد تا ارتباطات رادیویی جنگی امن شود.
اختراع وی مبنای فناوری‌های مدرن و پایه‌ای برای Wi-Fi، بلوتوث، ارتباطات بی‌سیم صنعتی و IoT شد.این فناوری امکان اتصال بی‌سیم ایمن بین دستگاه‌ها و ربات‌های کارخانه‌ای را فراهم کرد.
پرش فرکانسی هیدی لامار به شبکه‌های ارتباطی کارخانه‌های هوشمند امکان ایمن و پایدار کار کردن داد.
امروز بسیاری از ربات‌ها، حسگرها و سامانههای کنترل صنعتی که به شبکه متصل هستند، از اصول اختراع او بهره می‌برند.
۵. قرن بیست‌ویکم: رهبری زنان در Industry 4.0
کارول رایلی -پیشگام رباتیک خودران و هوش مصنوعی صنعتی
کارول رایلی[xvi] یکی از چهره‌های مهم در رباتیک خودران و فناوری هوش مصنوعی صنعتی است و نقش او در اتوماسیون صنعتی به ویژه در صنعت 4.0 برجسته است.
کارول رایلی با تمرکز بر رباتیک و خودروهای خودران، مسیر جدیدی برای اتوماسیون در صنایع حمل‌ونقل و کارخانه‌ها ایجاد کرد.
سامانههای هوشمند او می‌توانند مسیرها را تشخیص دهند، تصمیم بگیرند و بدون دخالت انسان حرکت کنند. فناوری‌های خودروهای خودران و الگوریتم‌های هوش مصنوعی او به سامانههای لجستیک و رباتیک کارخانه‌ای منتقل شدند. امروزه ربات‌های خودکار حمل‌ونقل مواد در کارخانه‌ها و انبارها از همین مفاهیم استفاده می‌کنند.
وی یکی از پیشگامان در AI صنعت است؛ الگوریتم‌های یادگیری ماشین او به مدیریت مسیر، کنترل ترافیک و هماهنگی ربات‌ها کمک میکند.
کارول رایلی نشان داد که هوش مصنوعی و رباتیک خودران می‌توانند صنایع را کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر کنند. دستاوردهای او در لجستیک هوشمند و ربات‌های کارخانه‌ای، نمونه‌ای از نسل جدید اتوماسیون صنعتی است که با صنعت 4.0 هماهنگ است.
کارول رایلی نمونه‌ی زنان پیشرو در نسل جدید اتوماسیون صنعتی است که با ترکیب رباتیک، هوش مصنوعی و شبکه‌های هوشمند، کارخانه‌های هوشمند و لجستیک خودکار را ممکن می‌سازند.
هنریتا سزکولی– معمار پروتکل‌های صنعتی
هنریتا سزکولی[xvii] یکی از چهره‌های برجسته در استانداردسازی پروتکل‌های صنعتی و اتوماسیون کارخانه‌های مدرن است. نقش او به‌ویژه در ایجاد ارتباط بین دستگاه‌ها و سامانههای هوشمند کارخانه‌ای حیاتی است.
استانداردهای صنعتی او با توسعه‌ی استانداردهای PROFIBUS و PROFINET، بستر ارتباط بین دستگاه‌های صنعتی را ساخت. امروز تقریباً هیچ کارخانه‌ی هوشمندی بدون این پروتکل‌ها کار نمی‌کند. وی با توسعه‌ی استانداردهای PROFIBUS و PROFINET، بستر لازم برای ارتباط قابل اعتماد بین دستگاه‌های صنعتی را فراهم کرد. این پروتکل‌ها امکان ارتباط سریع، امن و همزمان بین حسگرها، کنترل‌کننده‌ها و ربات‌های کارخانه‌ای را فراهم می‌کنند.
با کمک استانداردهای او، داده‌های تولید و کنترل از ماشین‌ها و ربات‌ها به صورت دقیق جمع‌آوری و تحلیل می‌شوند. این امر باعث بهبود بهره‌وری، کاهش خطا و مدیریت هوشمند فرآیندها شد.
هنریتا سزکولی پایه‌ی شبکه‌سازی و اتوماسیون هوشمند کارخانه‌ها را بنیان گذاشت. پروتکل‌های او ستون فقرات خطوط تولید هوشمند و رباتیک متصل هستند.
نقش او نمونه‌ای از زنان پیشرو در صنعت 4.0 است که نه تنها مهندسی بلکه استانداردسازی و ارتباطات صنعتی را متحول کردند.
نتیجه‌گیری
از نخستین الگوریتم آدا لاولیس تا پروتکل‌های صنعتی هنریتا سزکولی، زنان در قلب تحولات اتوماسیون صنعتی حضور داشته‌اند.
آنان بنیان‌گذاران برنامه‌نویسی، نظریه‌های کنترلی و طراحی تراشه‌ها بوده‌اند و اکنون در قرن بیست‌ویکم، زنان نه‌تنها پژوهشگر بلکه مدیران پروژه‌های کلان اتوماسیون در سطح جهانی هستند.
با وجود موانع تاریخی، زنان توانسته‌اند هم در لایه‌های نرم‌افزاری و هم سخت‌افزاری نقش‌آفرینی کنند و صنعت ۴.۰ را به پیش ببرند. آینده‌ی اتوماسیون صنعتی، با تنوع جنسیتی بیشتر، بی‌تردید نوآورانه‌تر و پایدارتر خواهد بود.
منابع و مراجع :
- افسونگر اعداد: گزیده‌ای از نامه‌های دختر لرد بایرون و شرح او از نخستین رایانه. تول، بتی الکساندر. آدا، ۱۹۹۲.
- آموزش یک رایانه. مجموعه مقالات نشست ملی انجمن ماشین‌های محاسباتی (ACM)، هاپر، گریس. ۱۹۵۲.
- کنترل خودکار ناپیوسته. انتشارات دانشگاه پرینستون، فلگه-لوتز، ایرماگارد..۱۹۶۸
- نرم‌افزار مرتبه بالا – رویکردی برای تعریف نرم‌افزار. آزمایشگاه ابزار دقیق MIT، همیلتون، مارگارت. ۱۹۷۶.
- تاریخ رایانه: ماشین اطلاعات. انتشارات بیسیک بوکز، کمپل-کِلی، مارتین و اسپری، ویلیام. ۱۹۹۶.
- مقدمه‌ای بر سامانههای VLSI. انتشارات اَدیسون-وِسلی، کانوی، لین و مید، کارور ۱۹۸۰.
- نبوغ هدی: زندگی و اختراعات شگفت‌انگیز هدی لامار. انتشارات دابل‌دی، رودز، ریچارد. ۲۰۱۱.
- توصیه‌هایی برای اجرای ابتکار راهبردی صنعت ۴.۰. آلمان – کاگرمان، هانس، والستر، وُلفگانگ و هِلبیگ، یوهانس. ۲۰۱۳
[i] Ada Lovelace
[ii] Grace Hopper
[iii]Margaret Hamilton
[v] Harvard Computers
[vi] Statistical Process Control
[vii] Material Requirements Planning
[viii] Enterprise Resource Planning
[ix] Irmgard Flügge-Lotz
[x] Bang-Bang Control
[xi] Real-Time
[xii] Elizabeth Laverick
[xiii]Lynn Conway
[xiv] Industry 4.0
[xv] Hedy Lamarr
[xvi]carol reiley
[xvii]Henrietta Szewczyk
