/4/

/

I

--------­---------­--------­

OUTOMATISASIE:

WONDERWERK OF EUWEL ?

Professorale Intreerede

deur

JOHAN GOUWS

Departement Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese

Randse Afrikaanse Universiteit

12 Augustus 1998

Uitgegee deur RAU Fakulteit Ingenieurswese

Posbus 524, Aucklandpark, 2006

Gedruk deur RAUPers

ISBN 0-86970-434-6

ABSTRAK

Vir sommige mense is outomatisasie een van ons eietydse wonderwerke, terwyl dit vir andere 'n euwel en 'n bedreiging is. In hierdie professorale intreerede word outomatisasie van nader beskou, ten einde 'n balans te vind tussen die wonderwerk-beskoui"ng en die euwe/-beskouing. Die aanbieding is nie hoogs tegnies van aard nie, ten einde 'n gehoor met verskillende agtergronde te akkommodeer.

Die verskille tussen meganisasie (vervanging/aanvulling van spierkrag) en outomatisasie (vervanging/aanvulling van breinkrag, sensoriese vermoens, en spierkrag) word eerstens uitgewys; en dan word die belangrikste dryfvere vir outomatisasie ondersoek - met onderskeid tussen behoefte-gedrewenheid en tegn%gie-gedrewenheid. Outomatisasie is 'n proses bestaande uit taakdefinisie, waarneming, verge/yking, bes/uitneming, en taakuitvoering. Afhangend van watter van hierdie take outomaties uitgevoer word, kan 'n outomatisasie-hierargie gedefinieer word; en voorbeelde van verskillende vlakke van outomatisasie (en van "skynoutomatisasie") word kortliks bespreek ten einde so 'n hierargie te verduidelik. Enkele potensiele voordele van outomatisasie, en tegnieke vir ontwerp en imple­mentering van outomatisasie word ook bespreek - uit 'n beheertegniek oogpunt.

Verskillende mense beskou outomatisasie soms om totaal verskillende redes as wonderwerk of as euwel; en die skeidslyn tussen hierdie twee beskou"ings is dikwels maar baie dun. Redes vir 'n ommeswaai vanaf die een beskou'ing na die ander, of waarom een spesifieke beskou'ing aangehang word, sluit in: verwagtinge wat nie vervul word nie, konflikte in die arbeidsmark (met gepaardgaande politieke bymotiewe), en persoonlike vooroordele.

Outomatisasie-vaardighede is 'n belangrike deel van die mondering van vele moderne Ingenieurs. In die lig hiervan word die RAU leerplan vir Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese oorhoofs beskou in terme van die bydrae wat dit maak tot die opleiding van kundiges op die gebied van outomatisasie. Alhoewel daar aspekte is wat in die toekoms meer aandag sal vereis in die leerplan (as gevolg van tegnologiese ontwikkelings en veranderings in industrie-tendense), verskaf die huidige leerplan 'n baie bruikbare, bree kennisbasis. Wat baie belangrik is, is dat daar gepoog word om, benewens tegniese kennis, ook 'n besef aan studente oor te dra oor die verantwoordelike gebruik van tegnologie - sodanig dat outomatisasie (en ander tegnologie) altyd s6 ontwikkel en aangewend sal word dat dit nader aan 'n wonderwerk, as 'n euwel sal wees.

As outomatisasie reg en verantwoordelik aangewend word, kan dit 'n uitstekende hulpmiddel wees. Outomatisasie kan die mens se lewe baie makliker maak, en dit kan bydra tot die verhoging van 'n land se algemene welvaart. Outomatisasie moet egter nie blindweg as 'n wonderwerk beskou word nie, want dan word die potensiele gevare en nadele daarvan verdoesel. Netso moet dit nie blindweg as 'n euwel beskou word nie, omdat dit wei voordele inhou. Alhoewel 'n Professor in Beheertegniek sekerlik ten gunste van outomatisasie sal wees, is 'n gebalanseerde beskou'ing daarvan altyd nodig. Aileen dan kan die voordele daarvan optimaal benut word, en die nadele daarvan optimaal afgeweer word.

Outomati.".ie: Wonderwerk of Euwel 7 Professorale Intreerede - Johan GOtlWS

Aandse Afrikaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.ii

ABSTRACT

GOUWS, J. Automation: Mirac/e or Evi/ ? Professorial inauguration lecture, Faculty of Engineering, Rand Afrikaans University, Johannesburg; August 12, 1998 (ISBN 0-86970-434-6)

For some people, automation is a modern-day miracle, while for others it is evil and a threat. This professorial inauguration lecture is aimed at establishing a balance between the miracle view and the evil view of automation. The presentation is not highly technical, in order to accommodate an audience with diverse backgrounds.

The differences between mechanisation (replacement/augmentation of muscle strength) and automation (replacement/augmentation of brain power, sensory abilities, and muscle strength) are highlighted, before the most important drivers for automation are investigated. A distinction is made between need-driven and technology-driven automation. Automation is a process consisting of task definition, measurement, comparison, decision-making and task execution. Depending on which of these are carried out automatically, an automation hierarchy can be defined; and examples of different levels of automation, and of "pseudo­automation", are briefly discussed in order to explain such a hierarchy. Some potential advantages of automation, as well as techniques for the design and implementation of automation aids are also discussed - from a control systems viewpoint.

Different people consider automation as miracle or as evil for totally different reasons, and the dividing line between these two views is often very thin. Reasons for a turn-around from one view to the other, or for holding one specific view, include: unfulfilled expectations, conflicts in the labour market (with associated political motives), and personal preferences.

Automation-skills are an important part of the mental kit of many modern Engineers. In the light of this, the RAU curriculum for Electrical and Electronic Engineering is briefly considered in terms of its contribution to the training of automation experts. Although there are aspects of the curriculum which will require revision in future (due to technological developments and changes in industry tendencies), the current curriculum provides a very useful, and broad knowledge base. What is of special importance, is that besides technical knowledge, an awareness of the need to use technology responsibly, is also conveyed to the students. This is necessary in order to ensure that automation (and other technology) will always be developed and used by RAU Engineers in a way that makes it closer to a miracle than to evil.

If automation is used responsibly, it can be a very useful aid. Automation can improve quality of life, and it can contribute to increased overall economic welfare. However, it must never be blindly considered as a miracle or as evil, since both potential disadvantages and potential advantages can then be obscured. Although a Professor in automatic control systems should certainly be in favour of automation, a balanced view is always essential. Only then can the advantages of automation be utilised optimally, and can the disadvantages be prevented optimally.

Outomati&asie: Wonderwerlr: of Euwel 7 Professorale tntreerede . Johan Gouws Aandse Afrikaanse Unlversltelt, 12 Augustus 1998 p.1l1

INHOUDSOPGAWE

ABSTRAK ABSTRACT

.

. .

1. INlEIDING

2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

OUTOMATISASIE Basiese konsepte Dryfvere vir outomatisasie Outomatisasie as proses Outomatisasie-hierargie Voorbeelde van verskillende vlakke van outomatisasie Ander voorbeelde van outomatisasie Skynoutomatisasie Potensiele voordele van outomatisasie

"

. .

. ' .

.

.

. .

ii iii

1

1 1 6 7 8

10 13 14 14

2.8.1 Aanvulling van arbeid en verbetering van werksomstandighede 15 2.8.2 Verhoogde produktiwiteit . 15 2.8.3 Verbeterde produkkwaliteit . 17 2.8.4 Meer effektiewe aanwending van hulpbronne . 17 2.9 Ontwerp en implementering . 17 2.9.1 Projekbestuur . 17 2.9.2 Stelselanalise en -sintese . 19

3. REDES VIR UITEENlOPENDE BESKOl1iNGS OOR OUTOMATISASIE 20

3.1 Verwagtinge wat nie vervul word nie 20 3.2 Konflikte in die arbeidsmark . .. 21 3.3 Persoonlike vooroordele 25

4. OUTOMATISASIE EN OPlEIDING VAN ElEKTRIESE EN ElEKTRONIESE INGENIEURS AAN DIE RAU 25

4.1 RAU Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese . . . . . . . . 25 4.2 Aspekte wat in die toekoms meer aandag behoort te kry 27 4.3 Entoesiasme en verantwoordelikheid 29

5. SlOTOPMERKINGS 29

6. DANKBETUIGINGS 30

7. LITERATUURVERWYSINGS 31

CURRICULUM VITAE . .. .... 34

Outomatis8sie: Wonderwerlc: of Euwel 7 Professorale Intreerede - Jonan Gouws Randse Afrikaanse Universiteit, 12 Augustus 199B

p.IV

1. INLEIDING

Die begrip outomatisasie beteken vir verskillende mense verskillende dinge - en selfs

die sogenaamde kenners verskil soms emstig van mekaar hieroor. Vir sommige is

dit een van ons eietydse wonderwerke, wat nog weer ander wonderwerke kan

verrig; vir ander is dit 'n euwel en 'n bedreiging; en vir nog ander is dit nie relevant

wat dit is nie. As Professor, in onder andere Beheertegniek, wat een van die

boustene van outomatisasie is, behoort dit niemand te verbaas dat ek ten gunste

van outomatisasie is nie. Maar, as Professionele Ingenieur is dit my plig om altyd

'n gebalanseerde beskou'ing van die beide die voordele en die nadele van

outomatisasie te oorweeg. Dit sluit nie net tegniese aspekte in nie, maar ook sosio,

ekonomiese aspekte.

Die fokus van hierdie intreerede is daarop gerig om die begrip outomatisasie van

nader te bekyk, ten einde enkele belangrike valse verwagtinge en valse vrese oor

die onderwerp uit te lig; en om 'n gebalanseerde beskou'ing van die rol wat

outomatisasie in ons modeme samelewing kan speel, te vestig. Dit word gedoen

deur outomatisasie kortliks te bekyk in terme van:

• die belangrikste konsepte daaragter;

• verskiilende vlakke van outomatisasie, en voorbeelde daarvan;

• enkele redes vir uiteenlopende beskou'ings oor die onderwerp; en

• die plek daarvan in die mondering van modeme Ingenieurs - soos opgelei aan

die RAU.

Aangesien 'n intreerede soos hierdie tipies gerig word tot 'n gehoor met 'n wye

verskeidenheid van agtergronde, is die aanbieding nie hoogs tegnies van aard nie.

2. OUTOMATISASIE

2.1 Basiese konsepte

Ten einde outomatisasie van nader te bekyk, moet daar eerstens gekyk word na

enkele definisies van die konsep. Daar bestaan 'n baie wye spektrum van gebruike

vir die woord outomatisasie - wat in woordeboeke gedefinieer word as iets wat self

Outomatisasie: Wonderwe,k at Euwel 7 Professorale Intreerede - Johan Gouws

Randse Afrlkaanse UniverSllelt, 12 Augustus 199B p. ,

werk, sonder menslike inmenging. Hierdie definisie is egter maar baie vaag, en moet

heelwat uitgebrei word ten einde outomatisasie werklik te verduidelik.

Veral bemarkingsbrosjures (deesdae ook op die Internet) word gebruik om inligting

oor sogenaamde outomatisasie van byna enige iets te verkondig, vanaf i!ankope­

outomatisasie, regdeur die alfabet - onder andere volledige outomatisasie van

fabrieke, toegangsbeheer, voorraadbeheer, ens. - tot by outomatiese lebra-volging

in wildtuine (soos die outomatiese bio-telemetriestelsels vir dierevolging" wat deur

AMLANER & MACDONALD (1980) bespreek word). As daar egter krities na baie

van hierdie toepassings gekyk word, is dit duidelik dat die woord outomatisasie

dikwels hoofsaaklik gebruik word om die leser se aandag te trek. So het ek al gesien

dat vurkhysers onder die vaandel van "outomatiese materiaalhantering" geadverteer

word; en gewone elektroniese komponente of persoonlike rekenaars onder die

vaandel van "gevorderde outomatisasie toerusting". Die verband met werklike

outomatisasie is egter dikwels maar baie skraps.

Tot 'n groot mate het outomatisasie reeds 'n totaal misbruikte term geword (baie

soos die misbruik van die woord Ingenieur). Dit is egter nie net bemarkers wat

hieraan skuldig is nie, maar dikwels val selfs tegnies-opgeleide persone in die

slaggat om dit te misbruik. 'n Aigemene fout wat gemaak word, is om meganisasie

en outomatisasie as sinonieme te gebruik. Meganisasie is die aanvulling (of

vervanging) van spierkrag d.m.v. masjiene. Alhoewel meganisasie die fisiese las van

werkers kan verlig, word werkers steeds benodig as operateurs, wat die

gebruiksaanwysings van die masjiene moet verstaan en uitvoer. Outomatisasie,

daarenteen, is die aanvulling (of vervanging) van spierkrag, breinkrag, en sensoriese

vermoens, deur middel van masjiene (hoofsaaklik aanpasbare rekenaar-gebaseerde

masjiene). Met outomatisasie kan sekere take totaal outonoom uitgevoer word deur

'n masjien - sonder enige inmenging of toesig deur 'n operateur.

'n Vurkhyser is beslis slegs 'n spiervervangingshulpmiddel - en Figuur 1 toon op 'n

effens oordrewe grappige wyse dat 'n vurkhyser nie breinkrag vervang nie, maar

slegs spierkrag. Eers wanneer die vurkhyser van Figuur 1 sonder 'n operateur kan

Outomatisa&ie: Wonderwerk of Euwe' ? Professorale lntraarede - Johan Gouws Randse Afrikaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.2

rondbeweeg, sonder om in obstruksies langs die pad vas te ry, en self kan besluit

watter kratte waar gehaal moet word, en waarheen dit dan geneem moet word, kan

vurkhysers en outomatisasie in dieselfde sin gebruik word.

Figuur 1: Vurkhyser as spiervervangingshulpmiddel (meganisasiel

Outonome waarneming en besluitneming deur 'n masjien, is die hoekstene waarop

outomatisasie gebou word - en by meganisasie word beide hierdie aspekte deur 'n

operateur gedoen. Dit is baie belangrik om daarop te let dat bes!uitneming deur 'n

masjien hoofsaak!ik op 'n geprogrammeerde wyse plaasvind - m.a.w. soos

voorgeskryf deur 'n menslike programmeerder; en met elke keer dieselfde resultaat

Outomatiusie: Wonderwerk of Euwel , Professorale Intreerede - Johan Gouws

Aandse Afnkaanse Unl'versltcH, 12 Augustus 1998 ~,3

I~

vir 'n gegewe stel insette (tensy willekeurigheid in die program ingebou word). Dit

verskil van menslike besluitneming, wat nie net van insette afhang nie, maar ook

van onvoorspelbare emosies.

Dikwels word daar verkeerdelik gedink dat take wat moeilik definieerbaar en moeilik

uitvoerbaar is, bloot geoutomatiseer moet word ten einde van die moeilikhede

ontslae te raak. Om dit reg te kry kom die beeld van 'n robot, in die vorm van 'n

meganiese mens, vol wonderlike elektronika, met bomenslike krag, maar net-net nie

genoeg verstand om tee te praat nie, dan in die gedagtes op (ENGELBERGER,

1980). Hierdie benadering is die basis van die "wonderwerk beskoui'ng" van

outomatisasie. Die werklikheid is egter dat die doelwitte en die basiese werking van

enige proses eers behoorlik verstaan moet word voordat dit geoutomatiseer kan

word. Maderne outomatisasie is bloot die rekenaarmatige implementering van

prosesse wat andersins deur 'n menslike operateur uitgevoer sou moes word. As

daar nie eers verstaan word wat die operateur sou moes doen nie, of as die taak

anmoontlik is vir 'n operateur, kan so 'n taak tog nie aan 'n rekenaar (of ander

masjien) oorgedra word am te doen nie. In een van Bill Watterson se Calvin &

Hobbes strokiesprente (wat weens kopiereg-beperkings nie hier gedupliseer kan

word nie), vind die volgende gesprek tussen Calvin en sy pa plaas:

Calvin (baie opgewonde): "If I had a computer, I'm sure I'd get better grades

on my book reports. "

Calvin se pa: "You'd still have to read the book and tell the computer what you

want to say, you know. "

Calvin lbaie teleurgesteld): "Man, what's all the fuss about computers ?I"

Hierdie gesprekkie illustreer duidelik dat 'n mens nie niks kan vat, en dit dan

rekenariseer, of outomatiseer, om van jou probleme ontslae te raak nie. Netso

onrealisties is die verwagtinge van die man in Figuur 2, wat glo 'n rekenaar en 'n

robot gaan al hul probleme oplos. Die rekenaar en die robot moet immers eers

bekostig word, en dan boonop nog geprogrammeer word, voordat dit kan help om

sulke choas in orde te omskep.

Outomlltisasie: Wonderwerk of Euwel ? Professorale rntreerede - Johan Gouws

Aandse Afrikaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.4

Figuur 2: Onrealistiese verwagtinge oar outomatisasie

Outamatisasie vat nie die mens se verantwoordelikheid weg nie - dit herskeduleer,

hergroepeer, en herdefinieer bloat die mens se funksies. Dit neem sekere

verantwoordelikhede oor, maar dit bring ander nuwe verantwoordelikhede in die

plek daarvan. So kan outomatisasie die nodigheid vir 'n operateur by 'n bepaa/de

Outomati&lI6ie: Wonderwe,k of Euwel 7 Professorale lnlraerade Johon Gouws Aandse Afrikaanse Unl .... ersltelt, 12 Augustus 1998 p.1.J

proses wegneem, terwyl dit die nodigheid skep vir Ingenieurs, Tegnici, en ambagslui

om 'n masjien te ontwikkel wat die operateur se taak kan oorneem. Een stel

menslike funksies word dus slegs deur 'n ander stel vervang. (Die redes waarom dit

gebeur word in afdelings 2.2 en 2.8 verder beskou.)

2.2 Dryfvere vir outomatisasie

In die loop van ekonomiese ontwikkeling in enige land, vind 'n natuurlike migrasie

van arbeid plaas, al hoer op in die ekonomiese hierargie (SINGELMANN, 1978). Jare

gelede het hierdie migrasie vinniger gebeur as wat tegnologiese ontv\tikkelings

plaasgevind het. Meganisasie en outomatisasie het dus hoofsaaklik leemtes gevul

wat reeds in die primere sektore se arbeidsmark ontstaan het weens die natuurlike

migrasie van arbeid - sogenaamde behoefte-gedrewe meganisasie en outomatisasie.

Mettertyd is 'n stadium egter bereik waar die tempo van arbeidsmigrasie na die hoer

sektore van die ekonomie begin afplat het, maar waar die tempo van tegnologiese

ontwikkelings terselfdertyd drasties toegeneem het. Dit word gese dat die huidige

verdubbelingstyd van kennis sowat 10 jaar is - m.a. w. die wereld se huidige

kennisbasis sal verdubbel in die volgende 10 jaar ! Hierdie gebeure het 'n situasie

laat ontstaan waar masjiene vinniger ontwikkel word as wat daar leemtes in die

arbeidsmark ontstaan; en dit gee aanleiding tot sogenaamde tegnologie-gedrewe of

vermoe-gedrewe meganisasie en outomatisasie. (In 1943 het Thomas Watson,

voorsitter van IBM, na bewering gese hy verwag 'n totale wereldmark vir sowat 5

rekenaars. Hy het duidelik nie met tegnologie-gedrewendheid van behoeftes

rekening gehou nie, waardeur nuwe behoeftes deurentyd geskep word a.g.v.

beskikbare tegnologie.)

Tegnologie-gedrewenheid het tot gevolg dat werkers wat nie opwaarts wil of kan

beweeg in die ekonomiese hierargie nie, se geleenthede om te kan werk bedreig

word deur outomatisasie. Die dryfveer vir outomatisasie het grootliks verander

vanaf 'n behoefte-gedrewenheid (Ieemtes waarvoor oplossings gesoek word). na

'n tegnologie-gedrewenheid (oplossings waarvoor probleme gesoek word). Om die

gevolge wat hierdie verskynsel op werkers het, reg te hanteer, verg noue

samewerking tussen Ingenieurs, sosioloe, ekonome, en bestuurders - en dit is

Outomatisl!lSie: Wonderwerk of Euwel ., Professorale Intreerede - JOhan Gouws Randse Afrikaanse Universiteit. 12 Augustus 199B p.6

samewerking wat nie altyd so maklik gebeur nie, weens kompartementalisering van

hierdie professies.

Die vraag kan nou gevra word hoekom tegnologie dan ontwikkel word waarvoor

daar nog nie behoeftes bestaan nie. Die antwoord is: grotendeels om die mens se

nuuskierigheid te bevredig. Dit is die kern van basiese navorsing - een van die

hoekstene waarop 'n universiteit gebou is.

2.3 Outomatisasie as proses

Breedweg gesien behels volledige outomatisasie die volgende aspekte

(blokdiagrammaties voorgestel in Figuur 3):

I Taakdefinisie

~----

wisel----.Taakuitvoeri ngBeslU1tneming .. I~.---~

'-(i-en-",-,e-II-"s-e,---~~~------- J

Figuur 3: Blokdiagram van outomatisasie as proses

• taakdefinisie (definisie van dit wat gedoen moet word, en hoe goed dit gedoen

moet word - oftewel definisie van die verlangde uitset);

• waarneming (bepaling I meting, en interpretasie van dit wat wei gedoen word ­

oftewel omskakeling van werklike uitset na gemete uitset);

• vergelyking (bepaling van afwykings tussen die verlangde- en dj· gemete uitset

- die sogenaamde foutsein);

• besluitneming (keuse van aksies gerig op uitskakeling van die foutsein, deur die

foutsein om te skakel na 'n geskikte beheersein, waarmee taakuitvoering

beheer kan word); en

• taakuitvoering (uitvoering van die taakdefinsie, met inaganame van resultate

van waarneming, vergelyking, en besluitneming).

Outomatisa&ie: Wonderwerk of Euwel ., Professorale Intraarade - Johan Gouws

Randse Atnkaanse Umversltelt, '2 Augustus 1998 p.l

Meganisasie behels hoofsaaklik die gebruik van masjienhulp vir taakuitvoering;

terwyl outomatisasie die gebruik van masjienhulp vir al vyf bostaande aspekte

behels. Dit is baie belangrik om daarop te let dat bogenoemde aspekte nie maar

bloot net een na die ander uitgevoer kan ten einde 'n proses te outomatiseer nie.

Hoe meer gesofistikeerd 'n outomatisasiestelsel raak, hoe meer iteratiewe interaksie

is daar tussen hierdie verskillende aspekte.

2.4 Outomatisasie-hierargie

Die proses soos voorgestel in Figuur 3 kan beskryf word as volledige outomatisasie.

Outomatisasie kan egter in verskillende grade gedoen word, en in 'n outomatisasie­

hierargie voorgestel word, soos in Tabel 1. rVerskiliende ander kombinasies as di~

wat in Tabel 1 getoon word, is ook nog moontlik; en die benamings is geensins

gestandaardiseerde terme nie.)

Outomatisasie word nie gerealiseer deur 'n klomp rekenaars of robotte in 'n kamer

toe te sluit. en te hoop dat hulle onder mekaar sal uitsorteer wat om te doen nie.

(Mense kry dit dikwels nie eers reg nie.) Daar is steeds menslike intelligensie nodig

om oorhoofs te definieer wat gedoen moet word, en om dan die nodige masjiene

te ontwikkel om dit te doen. Die terme masjienintelligensie en selflerende masjiene

word deesdae vryelik gebruik. Dit is egter terme wat versigtig gebruik moet word,

omdat masjiene nie kan dink in die menslike sin van die woord nie. Rekenaars kan

maar net doen soos wat hulle voorgeskryf word om te doen. Rekenaars kan wei

reageer op waarnemings gemaak deur sensors, en dan daarvolgens optree, maar die

optrede is nog steeds afhanklik van hoe dit oorspronklik geprogrammeer is om op

te tree. ('n Mens moet baie versigtig wees om nie menslike vermoens aan masjiene

te probeer toedig nie. Die menslike brein het sowat drie miljoen inkomende

informasie-draende vesels (WOOLDRIDGE, 1963 en YOUNG, 1973). Om net hierdie

eienskap in 'n masjien te probeer naboots is tans 'n onmoontlike opdrag. Om dan

nog die sensors waarvandaan hierdie vesels kom, en die verwerkings wat in die

brein plaasvind, ook te probeer naboots raak net nog moeiliker. Selfs baie van die

eenvoudigste insekte het meer intelligensie as gevorderde masjiene.)

Outomatisasie: Wonderwerk of Euwel 1 Professorale Intreerede Johan GOllWS

Randse Afrikaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.B

Tabel 1: Voorbeeld van 'n outomatisasie-hierargie

BENAMING BESKRYWING

Meethulpstelsel • Taakdefinisie word deur 'n operateur gedoen

• Outomatiese waarneming van werklike uitset (d.m.v. outomatiese meettoerusting). en terugvoering van gemete uitset na die operateur

• Operateur vergelyk gemete­ en verlangde uitset. neem besluite, en doen taakuitvoering (tipies met masjienhulp)

• Taakdefinisie word deur 'n operateur gedoenM e e t - e n berekenings­ • Outomatiese waarneming van die uitset hulpstelsel • Outomatiese vergelyking van gemete- en verlangde uitset.

en berekening van foutsein • Operateur reageer op foutsein en doen taakuitvoering op

grond daarvan (met masjienhulp)

• Taakdefinisie word deur 'n operateur gedoen • Outomatiese waarneming, vergelyking, en besluitneming,

met terugvoering aan operateur, wat besluit moet uitvoer

• Taakdefinisie word deur 'n operateur gedoen • Outomatiese waarneming, vergelyking, besluitneming en

taakuitvoering

• Outomatiese taakdefinisie, waarneming, vergelyking, besluitneming en taakuitvoering

• Geen direkte operateur betrokkenheid

Beheerhulp­stelsel

Outomatiese beheer

Volledige outomatisasie

Die eerste vier inskrywings in Tabe/1 maak telkens gebruik van 'n taakdefinisie wat

deur 'n operateur gedoen word - wat dit onderskei van volledige outomatisasie,

waar taakdefinisie deur 'n masjien (rekenaar) gedoen word. (Alhoewel die

taakdefinisie in die laaste geval deur 'n masjien gedoen word, moes 'n mens eers

vooraf die oorhoofse taakdefinisie doen, en moes hierdie opdrag in 'n rekenaar

ingeprogrammeer word. Eers daarna kan die masjien hierdie opdrag herhaaldelik

uitvoer .J

In die volgende afdeling word voorbeelde gegee van hierdie verskillende vlakke van

geoutomatiseerde prosesse, ten einde die inskrywings in Tabel 1 van nader te

illustreer.

Outomatiusie: Wonderwerk of Euwel 7 Professorale Intraarade - johan Gouws Randse Afnkaanse Unlvarslt6lt, 12 Augustus 1998 p.9

2.5 Voorbeelde van verskillende vlakke van outomatisasie

Die voorbeelde wat hier gegee word, bevat nie volle besonderhede nie; en alhoewel

die prosesse vir die doel van die voorbeelde uitmekaar getrek is, vind dit dikwels

interaktief en ge'lntegreerd plaas. (By elke voorbeeld word die name van die

prosesse wat outomaties gedoen word kursief gedruk.l

Indien die voorbeelde in hierdie afdeling eng beskou word, mag die idee dalk

ontstaan dat elke vlak van outomatisasie toenemend daarop gemik is om menslike

take minder te maak. Dit is egter beslis nie die geval nie. Wat wei gebeur,'is dat een

stel menslike take deur 'n masjien oorgeneem word, maar dat die ontwerp,

vervaardiging, en onderhoud van die masjien 'n nuwe stel menslike take meebring.

Agter elke suksesvolle outomaat staan steeds 'n span hardwerkende mense; en dit

moet in gedagte gehou word wanneer die volgende voorbeelde gelees word.

Tabel 2: Voorbeeld van 'n meethulpstelsel

Voorbeeld Omgewingswaarnemingstelsel op groot voertuie

Opmerkings 'n Opname by 'n militere basis het getoon dat die meeste botsings waarin 'n spesifieke tipe gevegsvoertuig betrokke was, plaasgevind het tydens agteruitry; en dat dit te wyte was aan die byna onmoontlikheid vir die drywer om direk agter die voertuig te sien.

'n Drywer besluit om in 'n spesifieke rigting agteruit te ry ­sonder om in 'n botsing betrokke te raak.

Sensors Ibv. 'n videokamera en ultrasoniese sensors) op die voertuig word outomaties geaktiveer sodra trurat ingeskakel word; en dit stuur seine (bv. beelde na 'n videoskerm en oudioseine), wat deur die drywer ge'interpreteer kan word.

Taakdefinisie

Waarneming

Vergelyking Die drywer interpreteer die seine om, saam met sy normaIe waarnemings, seker te maak dat daar nie obstruksies agter die voertuig is nie.

Indien daar 'n obstruksie agter die voertuig is, kan die drywer betyds 'n besluit neem om stil te hou, of van koers te verander.

Die drywer beheer die voertuig o.a. op grond van die oorspron kli ke ritdoelwit, eie waarnemings, en insette ontvang vanaf die meethulpstelsel.

Besluitneming

Taakuitvoering

Outomatiusie: Wonderwerll of Euwel .., Professorale Intreerede - Johan Gouws Aandse Afrikaanse Universiteit. 12 Augustus 1998 p.10

Tabel 3: Voorbee/d van 'n meet- en berekeningshulpstelsel

Voorbeeld Satellietvolging van geskaakte voertuie

Opmerkings Hierdie is 'n parasitiese effek in die ekonomie, omdat dit hulpbronne gebruik vir iets wat in 'n ordelike samelewing onnodig is. Gelukkig kan tegnologie help om die effekte van so 'n abnormaliteit te versag (al is dit teen hoe koste).

Die volgerstelsel-operateur bepaal dat 'n spesifieke voertuig se bewegings gevolg moet word, op grond van 'n noodsein vanaf 'n geskaakte voertuigbestuurder.

Seine word via satellietverbinding gestuur vanaf 'n transponder aanboord die voertuig na 'n beheerkamer.

Taakdefinisie

Waarneming

Vergelyking Rekenaarverwerking van die ontvangde seine en bepaling van die voertuig se posisie t.o.V. 'n verwysingspunt.

Die volgerstelsel-operateur interpreteer die gemete inligting, en gee dit deur aan die Polisie.

Die Polisie volg en herwin die voertuig op grond van insette vanaf die meet- en berekeningshulpstelsel.

Besluitneming

Taakuitvoering

Tabel 4: Voorbeeld van 'n beheerhulpstelsel

Voorbeeld Ekspertstelsel as ondersteuning vir 'n kaasmaker

Opmerkings Om kaas te maak hang baie af van die betrokke persoon se ervaring en voorkeure. 'n Rekenaar-gebaseerde ekspertstelsel kan egter gebruik word om die operateur te lei in die stappe wat gevolg moet word (BADENHORST, 1995).

Taakdefinisie 'n Operateur kies tipe kaas wat gemaak moet word; en dit bepaal o.a. die temperatuur-teen-tyd verloop vir die melk.

Waarneming Meting van pH, temperatuur, tydverloop, ens.

Vergelyking Vergelyk gemete waardes met verlangde waardes, en bepaal foutseine.

Op grond van die foutseine en inligting in die ekspertstelsel se databasis, besluit die rekenaar op verdere aksies wat geneem behoort te word, en gee terugvoering aan die operateur.

Die operateur kan die voorgestelde besluite uitvoer, maar het die opsie om sy eie besluite te inkorporeer. Die operateur word verlig van sleurwerk - soos om deurentyd sy horlosie baie goed dop te hou, en prosesveranderlikes te meet.

Besluitneming

Taakuitvoering

Outomatiusie: Wonderwerk of Euwel .., Professorale lntreerede . Johan Gouws

Randse Afnkaanse UnlverSltell, 12 Augustus 1998 p.ll

Tabel 5: Voorbeeld van 'n outomatiese beheerstelsel

Outomatiese spoedbeheer vir 'n voertuig IVoorbeeld

Sekere take van die voertuigbestuurder word deur 'n masjien oorgeneem, en outonoom uitgevoer.

Opmerkings

Verlangde spoed word deur die voertuigbestuurder ingestel.Taakdefinisie

Meting van die voertuig se werklike spoed, m.b.v. meetsensors.

Waarneming

Bepaling van afwykings tussen die verlangde spoed en die werklike spoed.

Vergelyking

Bepaling van die beste manier om die werklike spoed met die verlangde spoed te laat ooreenstem - bv. sonder om te lank te neem, maar ook sonder om spoedossillasies ("verbyskiet") te veroorsaak.

Besluitneming

Outomatiese regulering van brandstoftoevoer na die voertuigenjin, sodanig dat die werklike spoed ooreenstem met die verlangde spoed.

Taakuitvoering

Tabel 6: Voorbeeld van 'n volledige outomatisasie-stelsel

Melkoutomate om koeie te melkVoorbeeld

Opmerkings Melkoutomate is tans besig om 'n werklikheid te word - veral in Europa (GOUWS, 1993 en 1994). Ideaal behels dit 'n volledig outonome proses, met geen inmenging van 'n operateur nie.

Taakdefinisie Outomatiese vasstelling van die koei se speenposisies sodra sy gereed staan om gemelk te word (bv. met masjienvisie); en gebruik daarvan as stuurwaardes vir 'n robotarm wat speenhulse na die spene moet neem.

Waarneming Meting van die posisie van die robothand met die melkmasjien se speenhuls daarin.

Vergelyking Bepaling van afwykings tussen die speenposisies en die robothand se posisie (tipies Lt.v. drie-dimensionele ruimtelike koordinate).

Besluitneming Bepaling van die beste pad waarlangs die speenhulse na die spene toe beweeg kan word.

Taakuitvoering Beheer van die robot ten einde die speenhulse op die spene te plaas - selfs indien die koei effens sou beweeg.

Outomatiusie: Wonderwerlc of Euwel .., Professorale 'ntreerede - Johan Gouws Randse Afrikaanse Un;versiteit, 12 Augustus 1998 p.'2

Die melkoutomate wat in Tabel 6 bespreek word, kan 'n melkboer en sy werkers

verlig van die nodigheid om sewe dae per week, op ongemaklike tye, koeie te melk.

In die agtergrond het die ontwikkeling van sulke outomate egter geverg dat

ontwikkelingsingenieurs en -tegnici baie hard daaraan moes werk. Alhoewel Tabel

6 se dat die taakdefinisie deur die melkoutomaat self gedoen word, is dit net 'n deeI

van die waarheid. Die oorhoofse taakdefinisie is vooraf deur 'n mens gedoen - nl.

lokaliseer die koei se spene, en heg die melkmasjien se speenhulse daaraan. Daarna

is hierdie opdrag in 'n rekenaar ingeprogrammeer, wat dit dan herhaaldelik uitvoer.

Verder, as 'n melkoutomaat eers in bedryf is, sal onderhoudstegnici sewe dae per

week beskikbaar moet wees - en soms ook op ongemaklike tye moet gaan werk.

Die voordeel is dat die onderhoudspan slegs "op bystand" hoef te wees, met 'n baie

goeie kans dat 'n nag- of naweekwerkery nie nodig sal wees nie. Sonder die

outomate was nag- en naweekwerkery vir die boer en sy werkers beslis nodig.

2.6 Ander voorbeelde van outomatisasie

Behalwe die spesifieke voorbeelde wat in afdeling 2.5 hierbo gegee is, is daar

letterlik honderde ander voorbeelde vim gevorderde outomatisasie-stelsels wat

wereldwyd gebruik word. Enkeles hiervan, waarby ek al betrokke was (hetsy as

Ingenieur in die Suid Afrikaanse industrie, of as studieleier vir studentel. is:

• Landbou-outomatisasie (GOUWS, 1996). Navigasie van outonoom beheerde

voertuie soos trekkers en stropers; Monitering van dierebewegings (VAN DER

WESTHUIZEN, 1994); Klimaatbeheer in kweekhuise (PUTTER, 1996);

Klimaatbeheer in varkhokke (COAKLEY, 1997); Outomatiese voervrystelling aan

diere; en Beheer van veevoer-verpilling (GOOSEN, 1997).

• Vervoer-outomatisasie. Outomatiese banddrukbeheer vir voertuie wat dikwels

van een terrein na 'n ander beweeg (GREEFF, 1995 en GROENEWALD, 1996);

en Sluitwerende remme en traksiebeheer (DE KOKER, 1996).

• Militere outomatisasie. Outonome vliegtuie vir waarneming oor vyandelike terrein

(HATTINGH, 1998); Stabiliteitshulpstelsels en "outoloodse" vir hoogs

maneuvrli'rbare vliegtuie en missiele.

• Aigemene outomatisasie. Kontinue meting van liggaamstemperatuur, bloeddruk

en hartklop (DE JONG, 1994); outomatisasie van 'n teleskoop (COVENTRY,

Outomatiusie: Wonderwerk of Euwel ? Professorale Intraerede - Johan Gouws

Randse Afrikaanse Unl'versltclt, 12 Augustus 1998 p 13

1996); inersiele meting aanboord 'n robotarm (CRONJE, 1998); en satelliet

orientasiebeheer"

2.7 Skynoutomatisasie

Benewens die baie voorbeelde van outomatisasie wat algemeen aangetref word.

word skynoutomatisasie ook aangetref byvoorbeeld die sogenaamde

"outomatiese" swembadskoonmaker en "outomatiese" hekke en motorhuisdeure.

Hierdie apparate het geen vermoe tot waarneming, vergelyking, besluitneming of

korrektiewe aksies nie, maar is suiwer meganismes om spierkrag, en miskien 'n

klein bietjie breinkrag, te vervang. Daar is geen sprake dat 'n huidige generasie

swembadskoonmaker kan waarneem dat 'n sekere gedeelte reeds skoongemaak is,

of dat dit nou al baie lank in die hoekie sit en niksdoen nie. Vir so 'n

swembadskoonmaker is daar nie eens 'n behoorlike taakdefinisie, waarteen die

stelsel sy eie werking kan meet nie. Die skoonmaker word gewoon begrens deur

fisiese beperkings: die swembadmure, en die wateroppervlak; en dan moet dit

lukraak rondbeweeg. By "outomatiese" hekke en deure is daar darem meesal 'n

vooraf-gedefinieerde taak - alhoewel baie eenvoudig - naamlik "beweeg totdat die

hek/deur volledig oop/toe is". Sulke apparate word dikwels as 'n outomatisasie

wonderwerk - met intelligensie - bemark, terwyl dit in werklikheid meganisasie is,

wat slegs geskik is vir eenvoudige take. (Vergelyk ook WEBER, 1985.) Sulke

wanvoorstellings kan valse verwagtinge skep - wat tragiese gevolge kan he, soos

in afdeling 3.1 verder toegelig word.

2.8 PotensiiHe voordele van outomatisasie

Outomatisasie wat nie omsigtig ge"implementeer word nie, kan groot nadele inhou.

IEnkele moontlike nadele word in afdeling 3 hieronder uitgelig.) Aan die positiewe

kant kan outomatisasie egter verskeie voordele inhou - soos byvoorbeeld aanvulling

van die vermoens van werkers, en verbetering van hul werksomstandighede;

verhoogde produktiwiteit; verbeterde produkkwaliteit; en meer effektiewe

aanwending van hulpbronne. Hierdie potensiele voordele word kortliks in hierdie

afdeling bespreek.

Outomatisasie: Wonderwerk of Euwel1 Professorale Intreerede - Johan Gouws Randse Afrikaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.14

2.8.1 Aanvulling van arbeid en verbetering van werksomstandighede

Weens die moontlikhede wat gevorderde sensortegnologie bied om 'n groot

hoeveelheid menslike waarnemingsvermoens na te boots, kan dit 'n belangrike rol

speel in outomatisasiestelsels vir die aanvulling van arbeid. Hierdie aspek is veral

belangrik by take waar omgewingstoestande onaangenaam is vir operateurs, of

waar kontinue proseswaarnemings noodsaaklik is. (Dit is baie belangrik om daarop

te let dat arbeidsaanvulling, en nie blindelingse arbeidsvervanging nie, hier ter

sprake is. Daar is steeds take wat nie so akkuraat deur robotte gedoen kan word

as deur mense nie, en dit sal dom wees om robotte op sulke take af te forseer ­

BRITTAN,1996.)

Benewens die aanvulling van arbeidsvermoens, kan outomatisasie ook bydra tot die

verbetering van werks- en lewensomstandighede van werkers. Dit vind plaas op die

volgende maniere:

• Werkers kan verlig word van stremmende take (soos byvoorbeeld wanneer groot

hoeveelhede produkte ge'inspekteer, gesorteer en verpak moet wordl.

• Verligting van deurlopend vermoeiende take (bv. om produksieprosesse kontinu

aan die gang te hou).

• Verligting van gevaarlike take (bv. interaksie met gevaarlike prosesse, masjiene.

en diere).

2.8.2 Verhoogde produktiwiteit

Produktiwiteit word gedefinieer as die verhouding van opbrengs tot insetkoste - wat

nie verwar moet word met verhoogde produksievlakke nie. Die klem val nie op

vergrote produksie nie (wat vermy moet word in gevalle van oorproduksie), maar

op meer koste-effektiewe produksie (SPEELMAN, 1989). Produktiwiteit word

dikwels slegs met die vermoens, houdings en kennis van werkers geassosieer.

Alhoewel werkers 'n sentrale rol hierin speel, moet al die produksiefaktore

(natuurlike hulpbronne. arbeid. kapitaal, ondernemerskap en tegnologie) reg

ingespan word ten einde produktiwiteit te optimeer.

OUlomatil5asie: Wonderwerk of Euwel 1 Pro1essorale Intreerede - Johan Gouws Randse Afrikaanse UOlverslUHl. 12 Augustu~ 1998 ~ 15

Navorsing deur FALKENA (1979) het aangedui dat die korrekte gebruik van

tegnologiese hulpmiddels een van die belangrikste faktore is wat hoe vlakke van

produktiwiteit moontlik maak. CRONJE et al (1993) se: "Tegnologiese ontwikkeling,

en die suksesvolle implementering daarvan, is een van die belangrikste faktore wat

'n bydrae tot produktiwiteitsverhoging kan lewer. Suid-Afrikaanse ondernemings

maak egter nog nie genoegsaam gebruik van die voordeel wat verbeterde tegnologie

kan bied nie - in baie gevalle is Suid-Afrikaanse ondernemings nog besig om teen

die kompleksiteite van nuwe tegnologie te stry. Daar bestaan in Suid-Afrika 'n groot

gaping tussen die beskikbare tegnologie en die gebruik daarvan in die handel en

fabriekswese. Daar is derhalwe 'n dwingende behoefte aan die keuse van toepaslike

tegnologiee en die gepaste implementering daarvan, wat besliste

produktiwiteitsvoordele sal meebring. "

As ons in Suid Afrika ernstig is oar verhoging van produktiwiteit, sal veral politici

en vakbondleiers moet ophou am tegnologie, soas outomatisasie, as 'n euwel te

beskou (wanneer dit hulle polities pas am hierdie beskou'lng te he), en sal daar op

'n doelgerigte manier gewerk moet word am ons tegnologiese vermoens uit te bou.

en tot almal se voordeel aan te wend. Ongelukkig word ondernemers se soeke na

verhoogde produktiwiteit dikwels geiHiketteer as deel van "die boosheid van

kapitalisme ". Die waarheid is egter dat die strewe na verhoogde produktiwiteit op

die langeduur tot almal se voordeel is - soos reeds in die agtiende eeu beredeneer

is deur die ekonoom Adam Smith (SMITH, 1776).

'n Voorbeeld van outomatisasie-gedrewe produktiwiteitsverhoging word beskryf in

'n artikel Technology AND job preservation - a success story, in die Maart 1998

uitgawe van die tydskrif SA Instrumentation and Control. In hierdie geval is 'n

fabriek se produktiwiteit met 30% verhoog binne drie maande, deur gebruikmaking

van 'n meethulpstelsel. Geen werkers is vervang nie, maar outomatisasie is gebruik

am hul vermoens aan te vul. Die artikel word afgesluit met "Automation success

stories like this are the secret to the future of a successful and growing economy.

/. .. .] If we will not willingly improve productivity, then {automatic] monitoring

systems must be put in place to enforce it - for the good of the workforce and our

entire economy. Automation need not be seen as the technological evil out to

remove jobs. In fact, it might well be the saviour of our jobs. "

2.8.3 Verbeterde produkkwaliteit

Prosesherhaalbaarheid. uitskakeling van menslike oordeelsfoute. en kontinue

\ produkverwerking is maar enkele faktore wat produkkwaliteit kan verhoog. Een van

die norme wat dikwels deur verbruikers gebruik word am produkkwaliteit te bepaal

(en am dus die prys wat produsente kan behaal, vas te stell. is

produkeenvormigheid. Dit is veral die gevolg van herhaalbaarheid tydens sortering

en verpakking - bv. gebottelde produkte, snyblomme, vrugte. en groente. In al

hierdie gevalle lei eenvormigheid tot verbeterde produkkwaliteit in die oe van die

verbruiker, en dus hoer winsgewendheid vir die produsent. Vir 'n menslike operateur

is dit baie moeilik (selfs onmoontlik) am konsekwentheid te handhaaf in

produkhantering, terwyl dit vir 'n outomatiese masjien die natuurlike ding is am te

doen.

2.8.4 Meer effektiewe aanwending van hulpbronne

In fabrieke met 'n 40 ure werksweek, word toe rusting vir minder as 25% van die

tyd gebruik; en gaan baie tyd verlore wanneer prosesse aan- en afgeskakel word.

Ten einde hierdie probleme te oorkom. is die een alternatief am meer as een skof

per dag te werk - wat nie 'n aangename oplossing vir aile werkers is nie. Die ander

alternatief is outomatisasie. wat meebring dat prosesse deurlopend voortgaan

sander dat operateurs deurentyd nodig is.

2.9 Ontwerp en Implementering

2.9.1 Projekbestuur

f

Ten einde aile implikasies van 'n outomatisasieprojek deeglik in ag te neem, behoort

'n gestruktureerde benadering gevolg te word; en moet die projek behoorlik bestuur

word. Dit sluit tipies in: " • Behoeftebepaling en uitvoerbaarheidstudie. Voordat 'n antwoord gesoek kan

word, moet die vraag eers verstaan word; en dan moet daar vasgestel word of

'n oplossing enigsins moontlik is.

OutomatisllIsie: Wonderwerk 01 Euwel ? Professorale Intreerede - Johan Gouws Oulomill,iSllsie: Wonderwerk of Euwel 7 Professorale Intreerede - Johan Gouws Rand:<>e Afnkaanse Universiteit. 12 Augustus 1998 p.16 Randse Afrikaanse Universlteit, 12 Augustus' 998 p.17

• Beplanning. Geen projek kan sinvol aangepak en uitgevoer word sonder deeglike

beplanning daarvan nie. Dit sluit in: taakdefinisie, skedulering, identifisering van

benodigde hulpbronne, en toewysing van verantwoordelikhede. Die gevolge van

afgeskeepte beplanning kos dikwels later 'n klomp geld om reg te maak.

GOODWIN (1987) se: "No matter how you choose to undertake automation, the

most important step is the planning stage. "

• Konsepontwerp. Verskillende moontlike oplossings (insluitend handhawing van

die status quo) vir die gestelde probleem moet ge"identifiseer en volledig oorweeg

word d.m.v. 'n afspeelmodel (GOUWS, 1993) - insluitend tegniese-, koste-, en

skedule-implikasies, sowel as risiko's en impak op die omgewing en op huidige

werkers. Uit hierdie analise moet die mees geskikte konsep dan gekies word.

• Detailontwerp. Die gekose oplossing moet volledig ontwerp word - tegnies sowel

as in terme van integrasie met bestaande prosesse, en arbeids- en

bestuurspraktyke; en ook uit 'n onderhoudsoogpunt.

• Implementering. Die ontwerpte stelsel moet gebou, ge'installeer en in bedryf

gestel word. Dit sluit ook volledige toets en evaluasie in, sowel as herontplooi"ing

van bestaande arbeiders, indien nodig. Vir al die projekstappe, maar veral vir

implementering, is projekbestuur van groot belang ten einde 'n optimum balans

te kry tussen koste, skedule, en werkverrigting. (Baie Ingenieurs het al gedink

projekbestuur is iets wat sommE'r so terloops gedoen kan word. Hierdie

benadering lei egter gewoonlik daartoe dat 'n stelsel tegnies wonderlik is, maar

te duur is, of te laat is om sinvol gebruik te kan word.)

• Integrasie. Vir suksesvolle bedryf van 'n nuwe outomatisasiestelsel is integrasie

daarvan nodig met operateurs en toesighouers, asook opleiding van gebruikers

Lo.v. gebruik van die nuwe toerusting. As hierdie stap reg gedoen word, kan dit

baie groot voordele inhou. 'n Artikel in die April 1987 uitgawe van Engineering

se: "Improved labour relations has been a surprise benefit for many new robot

users. Before installing a robot system, many firms expect opposition from the

shopfloor. In practice, only about 2% of the firms f. ..J have encountered any

opposition. This {...J can be put down to early consultation and planning. "

• Bedryf en Onderhoud. Beide geskeduleerde en voorkomende onderhoud is

noodsaaklik ten einde duur produksieonderbrekings te voorkom (GOUWS, 1995),

• Terugvoering en verbetering. Uitsette van die nuwe stelsel moet gemeet en

vergelyk word met die verlangde uitsette, probleemareas moet ge'identifiseer

word, en terugvoering na vorige projekfases moet geskied, vir opgradering van

die hele proses, indien nodig.

Bostaande is nie die enigste model van hierdie aard wat gebruik word nie

(ROCKWELL AUTOMATION (1997) beskryf 'n soortgelyke ses-stadium model),

maar bostaande model verteenwoordlg 'n generiese benadering tot

ingenieursontwikkeling, wat help verseker dat aile implikasies van 'n projek goed

oorweeg word. So 'n benadering is veral belangrik vir 'n outomatisasieprojek, omdat

dit tegniese, sowel as sosio-ekonomiese implikasies het.

2.9.2 Stelselanalise en -sintese

Uit 'n beheertegniek-oogpunt sluit die tipiese opsies wat beskikbaar is vir die analise

en sintese (detailontwerp) van outomatisasiestelsels, die volgende in:

• Klassieke beheertegniek, wat veral in die eerste helfte van die twintigste eeu

goed ontwikkel is; en wat baie goed gedokumenteer is in 'n horde van

handboeke - bv. FRANKLIN et al (1994) en SHINNERS (1992); asook in

vaktydskrifte 5005 die IEEE Transactions on Automatic Control en IEEE

Transactions on Robotics and Automation. (Sommige van hierdie tegnieke is

reeds so vroeg as 2000 vC deur die Egiptenare gebruik vir beheerde besproei'ing.

In 1750 het Andrew Meikle 'n meganisme ontwikkel om windmeulens

outomaties in die wind te rig, vir maksimum effektiwiteit; en in 1788 het James

Watt 'n outomatiese spoedreeHaar vir stoomenjins ontwikkel. Maxwell het in

1868 die eerste teoretiese werk oor outomatiese beheer gepubliseer. GOUWS

(1985) gee 'n kort historiese oorsig van hierdie ontwikkelinge.)

• Syferbeheer, wat gemik is op die gebruik van rekenaartegnologie om meet- en

beheertoerusting mee te implementeer. Hierdie tegniek is veral in die laaste helfte

van die twintigste eeu goed ontwikkel, en word steeds sterk aangedryf deur

nuwe ontwikkelings op die gebied van rekenaartegnologie. (Dit word ook baie

goed gedokumenteer in 'n wye reeks van handboeke en vaktydskrifte.l

Outomllti•••i.: Wond.,we,k of Euwel 7 Professorale Intreerede - Johan Gouws Outomatisasie: Wonderwerk of Euwel ..,Randse Afnkaanse UOIverslt8lt, 12 Augustus 1998 p.18 Professorale lntreerede - Johan Gouws R<lodse Afrikaanse Unlverslteit. 12 Augustus 1998

p.19

• Wasige logika, is 'n relatief nuwe manier is om beheerstelsels mee te

implementeer (ZADEH, 1965). Dit poog om 'n menslike operateur se denkwyse

en handelinge na te boots in outomatiese beheerders (5HAW, 1990 en PUTTER,

1995); en is tans die onderwerp van ekstensiewe navorsing en verskeie

publikasies - bv. in die IEEE Transactions on Fuzzy Systems.

• Kunsmatige neurale netwerke (HA YKIN, 1994). en Ekspertstelsels

(BREDENKAMP, 1995 en JOVIC, 1992). wat ook pogings is om menslike

denkwyses in 'n rekenaar te kan naboots, ten einde outomatisasie daarmee te "

implementeer. Daar word ook tans baie oor hierdie onderwerpe geskryf - bv. in

vaktydskrifte soos die IEEE Transactions on Neural Networks.

Analoog- en syferelektronika het steeds 'n plek in die implementering van

bogenoemde tegnieke, maar rekenaar-gebaseerde stelsels (vanaf relatief eenvoudige

programeerbare logiese beheerders (PLCs) , tot baie gevorderde verspreide

rekenaarstelsels, wat via lokale netwerke asook die Internet met mekaar verbind is)

word toenemend vir outomatisasie implementerings gebruik. Die belangrikste redes

hiervoor is:

• gevorderde rekenaars kan meer en meer van die funksies wat in Figuur 3 getoon

is, ge"lntegreerd uitvoer; en

• programmatuur word baie makliker gewysig en opgedateer as toegewyde

elektronika. (In hierdie verband se BYLINSKY (1994): "Software is becoming

more important than hardware - more important than machine tools - in American

factories. ")

3. REDES VIR UITEENLOPENDE BESKOUi"NGS OOR

OUTOMATISASIE

3.1 Verwagtinge wat nie vervul word nie

Wanneer 'n persepsie by gebruikers geskep word (hetsy deur verkeerde bemarking

of deur swak produkdokumentasie) dat outomatiese meganismes menslike

intelligensie het, en dat dit wondere vir die mens kan verrig, ontstaan die persepsie

ook dikwels dat sulke meganismes heeltemaal veilig m6et wees. Dit kan dan

Professorale In(raarade Johan GouwsOutomati.,uie: Wonde"-I.,k ot Euwel1 p.20Randse Afrtkdanso Unlversltell, 12 Augustus 199B

aanleiding gee tot bewustelike of onbewustelike nalatige gebruik van die

meganismes - wat tragiese gevolge kan he. 50 kan baie sogenaamde outomatiese

hekke en deure byvoorbeeld nie waarneem as daar 'n obstruksie in die pad daarvan

is nie. 'n Gautengse kleuter is 'n tyd gelede doodgedruk deur so 'n deur, bloot

omdat die deurmeganisme geen waarnemings- en besluitnemingsvermoe had, en

dus nie gestop het toe dit 'n obstruksie tref nie. Dit is 'n voorbeeld van uiters

onverantwoordelike gebruik van tegnologie, deurdat ontwerpers, bemarkers, en

gebruikers nie die moontlike gevare vooruit raakgesien en verhoed het nie. 50 'n

tragedie veroorsaak dan dat iets wat eers as 'n wonderwerk beskou is, skielik as

'n euwel beskou word (en daarmee saam sommer aile ander tegnologie). Die

halfleeftyd van so 'n tragedie is egter gewoonlik maar kort, en die onrealistiese

wonderwerk-beskou'ing kruip weer na vore, omdat die waarde van die gerief weer

groter word as die potensiele gevaar.

Dit is die plig van elke Ingenieur, en ook van verwante beroepsmense, om moontlike

gevare van tegnologiese hulpmiddels in wisselwerking met gebruikers, baie goed te

deurdink voordat dit ge"implementeer word. 50doende sal meer realistiese

verwagtinge by gebruikers bestaan, en sal tegnologiese hulpmiddels nie so maklik

verkeerdelik as wonderwerke vereer word nie - "wonderwerke" wat tragedies kan

veroorsaak, en dan veroorsaak dat tegnologiese hulpmiddels vir 'n tyd lank as

euwels uitgekryt word. Aan die RAU werk ons hard daaraan om Ingenieurs op te

lei wat realistiese verwagtinge by die bree publiek kan skep - onder andere deur hul

eie beperkinge te besef, en deur altyd voldoende, eerlike, en realistiese

produkinligting daar te stel.

3.2 Konflikte in die arbeidsmark

Enersyds wi! baie werkers in arbeidsintensiewe bedrywe graag minder hard werk

(dis maar 'n natuurlike menslike behoefte); maar andersyds wil dieselfde werkers

graag 'n groot salaris kry. Sulke werkers beskou outomatisasie enersyds as 'n

wonderwerk wat kan help om werksladings te verlig; maar andersyds word dit

dikwels deur dieselfde werkers beskou as 'n euwel wat hulle van werkgeleenthede

gaan ontneem. In 'n ideale vryemarkekonomie word salarisse deur vraag en aanbod

Outomlltisasi.e: Wonderwerk of Euwel '1 Professorale Intreerede - Johan Gouws Randse Afrikaanse Universiterl, 12 Augustus 1998 p.2l

bepaal (ongeag of 'n minister van finansies nou die mark as 'n amorfe entiteit

beskou, of nie). Aangesien ons baie versteurings van die vryemarkbeginsels beleef

in ons ekonomie, is owerheidsinmenging in die ekonomie noodsaaklik. Sulke

inmenging laat egter sommige werknemers en sommige werkgewers voel dat hulle

nie regverdig behandel word nie, en dit gee dikwels aanleiding tot arbeidsdispute

(wat boonop nog vir politieke doeleindes aangeblaas en misbruik word). Sommige

werkgewers sien dan outomatisasie as 'n wonderkuur om arbeidsprobleme te

oorkom. Dieselfde werkgewers kan dit egter baie maklik later as 'n euwel beskou,

wat ten duurste onderhou en gereeld opgegradeer moet word - indien 'r; behoorlike

koste-analise nie vir die totale lewensiklus gedoen is nie. BRITTAN (1996) verwoord

hierdie verskynsel as volg: "Ironically, one trend that can worsen [production]

disruptions is the growth of automation. f. .. ] A company will often replace an old,

slow machine with its gleaming high-tech counterpart, yet fail to take into account

the consequences of a breakdown. While a relatively simple machine can usually

be fixed quickly and locally, [ ... ] repairing a sophisticated computer-controlled

machine may cost a day or more in downtime. '

In die 1980s het ongeveer 20 000 Amerikaners hul werk verloor as gevolg van

robotika, maar terselfdertyd het die Amerikaanse robot-industrie meer as 70 000

nuwe werkgeleenthede geskep (KRUTZ & MAILANDER, 1983). Die verlore

Hy beplan seker am ons eendag almaI met 'n groot, duur masjien te vervang !

werkgeleenthede was hoofsaaklik vir die minder geskoolde werkers, terwyl die

nuwe geleenthede hoer vlakke van opleiding geverg her. Dit impliseer dat werkers

nou leef in 'n tyd waar voortdurende opleiding, ten einde hulself beter te bekwaam,

noodsaaklik geword her. Ten einde stabiliteit in die ekonomie te verseker moet

werkers (en hul vakbond-organiseerdersl enersyds besef dat outomatisasie besig is

om te knaag aan bestaande werkgeleenthede; en andersyds dat dit nuwe - meer

uitdagende - werkgeleenthede skep. In 'n vryemarkekonomie is dit elke werker se

eie verantwoordelikheid om te sorg dat hy I sy nie oorbodig raak nie; en dat daar

nie vir ewig vasgehaak kan word by die ou manier van dinge doen nie.

Werksekerheid hang af van werkers se persoonlike groei. As werkers nie persoonlik

ontwikkel nie, ontstaan die gevaar beslis dat hulle deur masjiene vervang sal word ­

soos deur Figuur 4 uitgebeeld.

Outometi•••ie: Wonderwerk of Euwel1 Professorale Intreerede - Johan Gouws

Randse Afrikaanse UnlV8rSIlelt, 12 Augustus 199B p.22

Figuur 4: Stagnante werkers word deur masjiene vervang

Werkers wat soos rekenaars is, in die sin, soos dit op Engels gese word "You have

to punch instructions into them ", word maklik deur rekenaars vervang (want

rekenaars slaan nie terug nie). KLEINMAN (1987) se: "The individual who knew

everything that has ever been said or done about one particular aspect of the work,

Outomllltiu6ie: Wonderwerk of Euwel? Professorale lntreerede - Johan Gouws Rilndse Afrikaanse Unlversiteit, 12 Augustus 1998 p.23

and onlv that has become an instrument to be used and eventually replaced by a

[computerised] data bank. " Aan die ander kant is daar egter altyd ruimte vir werkers

wat hulself ontwikkel. BYLINSKY (1994) voorspel: "By [the year] 2000, about half

of today's [American] auto workers wJ1l have retired, and we can create an

automotive labor force consisting entirely of skilled workers - problem solvers. "

Werkers wat probleemoplossers is - en nie maar soos geprogrammeerde zombies

werk nie - sal in die toekoms in aanvraag wees.

Beter bekwaamde werknemers is 'n voorvereiste vir ekonomiese groei op die

langtermyn - en dit is iets wat Suid Afrika bitterlik nodig het. Werkgewers moet

egter ook verantwoordelik optree deur nie blindelings outomatisasie te implementeer

ten einde bestuursprobleme tussen werkgewers en werknemers te probeer

verdoesel nie. Enige outomatisasie behoort slegs ge'implementeer te word na volle

oorweging van die tegniese, ekonomiese, en sosiale implikasies daarvan. ('n

Impakstudie, meer omvattend - en beslis meer objektief - as dit wat deur Figuur 5

uitgebeeld word, is noodsaaklik.)

Veels geluk U is deur ons rekenaar gekies om deel te neem aan ons ' navorsingsprogram oor die impak van outomatisasie op werknemers.

Figuur 5: Onvolledige impakstudie oor outomatisasie

Professorale Intr6erede - Johan GouwsOutomati..8Ie: Wonderwe,k of Euwel ., p.24Rands6 Afnl(aans6 Unlvefsltelt, 12 Augustus 1996

Werknemers behoort die geleentheid te kry om hulself betyds te bekwaam vir werk

hoer op in die ekonomiese hierargie; en werkgewers behoort die geleentheid te kry

om 'n behoorlike ondernemersloon te verdien deur outomatisasie te gebruik as dit

voordelig kan wees. Aileen as werknemers (en hul vakbondel en werkgewers

gebalanseerd na outomatisasie kyk, sal 'n gesonde balans bereik kan word tussen

die uiterstes op die spektrum tussen wonderwerk en euwel.

Dit is duidelik dat beide werkgewers en werknemers outomatisasie om totaal

verskillende redes soms as wonderwerk en soms as euwel kan beskou - en dat die

skeidslyn tussen die twee beskou"ings dikwels maar baie dun kan wees. Juis daarom

is dit so belangrik dat aile implikasies van outomatisasie altyd eers baie goed

oorweeg sal word voordat so 'n projek aangepak word.

3.3 Persoonlike vooroordele

Daar is heelwat voorbeelde in die literatuur waar die voor- en nadele van

outomatisasie van spesifieke prosesse bespreek word. Die fokus op voordele of op

nadele hang dikwels af van die verskillende outeurs se persoonlike vooroordele, en

hul eie posisies op die spektrum tussen outomatisasie as wonderwerk of as euwel.

Twee voorbeelde van sulke beskou'ings is NORDWALL (1996) wat fokus op

potensiele nadele van outomatisasie in lugverkeerbeheer; en HUGHES & SHOTT

(1986) wat fokus op voordele van outomatisasie van die produksie van

ge'integreerde stroombane. Persoonlike voorkeure speel dikwels 'n oorheersende rol

in individue se plasing van outomatisasie op die spektrum tussen wonderwerk en

euwel; en dit moet altyd in gedagte gehou word wanneer iemand se sieninge in

hierdie verband geevalueer word.

4. OUTOMATISASIE EN OPLEIDING VAN ELEKTRIESE EN ELEKTRONIESE INGENIEURS AAN DIE RAU

4.1 RAU Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese

Outomatisasie is tot dusver in hierdie aanbieding uit 'n paar oogpunte beskou.

Aangesien Ingenieurs dikwels die prim{!re drywers is wanneer outomatisasie

ontwikkel word, wil ek nou kortliks kyk na die voorbereiding wat die RAU kursus

Outomatisasie: Wonderwerk of Euwel ? Professorale Intreerede - Johan Gouws Ritndse Afnkaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.25

in Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese bied aan studente wat moontlik in die

toekoms outomatisasiestelsels sal ontwikkel.

Suiwer uit 'n tegniese oogpunt beskou, is daar verskeie vakrigtings wat 'n rol speel

in die outomatisasie van 'n proses. Figuur 3 is niks anders as 'n tradisionele

beheerstelseldiagram - waar die werklike uitset gemeet word en dan met die

verlangde uitset vergelyk word, en op grand daarvan word aktueerders ingespan om

die verskil tussen werklike- en verlangde uitset te minimeer. Die vakrigting

Beheertegniek is dus duidelik 'n belangrike boublok; en aangesien dit tans my

verantwoordelikheid in die RAU Departement Elektriese en Elektroniese

Ingenieurswese is, is die versoeking groot om te glo dat dit die hE!E!1 belangrikste

boublok vir outomatisasie is. Ek kan egter (baie teesinnig) nie aan hierdie versoeking

toegee nie, omdat ek uit ondervinding weet dat verskeie ander vakrigtings ook van

groot belang is. Die onderstaande Iys toon die belangrikstes van hierdie vakrigtings

(maar dit is geensins 'n volledige Iys nie):

• Wiskunde, Fisika, Chemie en Toegepaste Wiskunde - waarsonder die

modellering, beskrywing, en verstaan van prosesse wat geoutomatiseer moet

word, nie moontlik is nie.

• Rekenaartegniek vir implementering van die berekenings- en

besluitnemingstelsels. Soos in vele moderne tegnologiese stelsels speel beide

rekenaarapparatuur en -programmatuur toenemend 'n groter ral; en is hierdie

vakgebied vinnig besig om die dominante ral in outomatisasie te begin vertolk

(soos wat rekenaars trouens op verskeie ander terreine ook besig is om te doen).

• Meettegniek en Sensortegnologie - akkurate meting van die werklike uitsette en

van "tussentydse veranderlikes" is noodsaaklik ten einde stelselwerking te

beheer - verwys na Figuur 3.

• Telekommunikasie en Seinverwerking - vir die oordra van inligting van een punt

in 'n stelsef, na ander punte; en oOk vir die verwerking van gemete data.

• Elektronika - vir integrasie van komponente tot substelsels wat vir meting,

berekening, kommunikasie, seinverwerking. ens. gebruik kan word.

• Meganika, Sterkteleer, Materiaalkunde, Stromingsleer, Termodinamika, Elektriese

Masjiene, ens. - vir die keuse van geskikte aktueerders en meganiese strukture.

Wanneer bostaande Iys vergelyk word met die RAU leerp/an vir Elektriese en

Elektroniese Ingenieurswese. is dit duidelik dat die meeste van hierdie aspekte goed

aangespreek word deur ons leerplan. Dit is daarom nie verba send nie dat ons

graduandi dikwels belangrike rolspelers word in die ontwikkeling en die bedryf van

gevorderde outomatisasietoerusting en -stelsels vir be ide die plaaslike en die

internasionale industrie.

4.2 Aspekte wat in die toekoms meer aandag behoort te kry

Industrie-behoeftes verander voortdurend saam met tegnologie; en daarom kan ons

as dosente nie op ons louere rus nie. Ons moet voortdurend ons leerplanne in

oenskou neem, en dit aanpas by veranderende omstandighede - en dit doen ons

inderdaad ook. Aspekte wat in die nabye toekoms meer aandag in die RAU leerplan

vir Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese sal moet kry, is:

• Meettegniek. Nie net outomatisasie nie, maar baie ander aspekte van

Ingenieurswese berus baie sterk op korrekte metings. Die sterrekundige Kepler

het glo gese: "Om te meet, is om te weet". As daar egter onakkuraat gemeet

word - veral in 'n outomatisasiestelsel - kan daar groot amok ontstaan. Akkurate

seflsors en meettegnieke is daarom aspekte wat toenemend meer aandag vereis

in 'n moderne Ingenieursleerplan.

• Rekenaartegniek. 'n Beskou"lng van industrie-tendense toon duidelik dat die

vakgebied Rekenaartegniek deurentyd 'n belangriker deel van die mondering van

die moderne Ingenieur uitmaak - veral diE! Ingenieur wat met outomatisasie te

make het. Ons is egter bewus van hierdie tendens, en brei daarom vanaf 1999

die Rekenaartegniek komponent van ons leerplan uit. Verder ondersoek ons tans,

in samewerking met die RAU Departement Rekenaarwetenskap, die instelling van

'n nuwe leergang met groot klem op Inligtingstegnologie.

• Logistieke Ingenieurswese. Hierdie vakgebied sluit aspekte soos stelsel­

betraubaarheid en -onderhoubaarheid in. Uit 'n outomatisasie-oogpunt is dit

belangrik ten einde te verseker dat geoutomatiseerde stelsels betroubaar kan

funksioneer sonder inmenging deur'n operateur, sonder gevaar vir mense, en dat

dit betyds en bekostigbaar onderhou kan word. Alhoewel hierdie vakgebied tans

Outomatisasie: Wonderwerk of Euwel 7 Pro'essorale Intreerede - Johan GouwsOulom.li••••• : Wonderw.rk of Euwel 7 Professorale IntrOBrade . Johan Gouws Rilndge Afnkaanse Unrversileit, 12 Augustus 1998

Aandse Afnkaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.26 p.27

in beperkte mate op nagraadse vlak aandag kry in ons Fakulteit, sal studente in

die toekoms reeds vroeer hiervan moet kennis neem.

• Projekbestuur. 5005 reeds in afdeling 2.9.1 hierbo gese, is behoorlike

prajekbestuur 'n belangrike voorvereiste vir projeksukses; en daar word beoog

om hierdie aspek as deel van 'n nuwe vak in die RAU Elektriese & Elektroniese

leerplan in te sluit vanaf 1999.

• Ondernemingsbestuur. Ten opsigte van benadering tot bestuur, val Ingenieurs

dikwels in een van drie kategoriee, nl.:

Die wat bestuur as 'n onnodige oorhoofse koste beskou, en reken dit kan

sommer as 'n terloopse taak deur administratiewe personeel gedoen word.

Die wat bestuur as 'n wegsteekplek vir tegnies onbekwame Ingenieurs beskou.

- Die wat bestuur as 'n noodsaaklike hulpmiddel tot wereldklas-prestasie beskou.

Alhoewel ons huidige leerplan 'n semesterkursus insluit oar Bestuursbeginsels en

Praktyk, voel ek persoonlik dat hierdie aspek in die toekoms meer aandag sal

moet kry. (Hierdie siening is ook in Iyn met die S.A. Raad vir Ingenieurswese se

vereiste dat minstens 10% van 'n B.llig. leerplan gewy moet word aan

"komplementere studies".)

• Entrepreneurskap. Saam met ondernemingsbestuur gaan ook 'n grater behoefte

aan Entrepreneursontwikkeling by Ingenieurstudente. So dikwels ward daar gese

Suid Afrika kort net meer Ingenieurs om ekonomiese groei te verseker, maar dit

is net 'n deel van die storie. Sonder entrepreneurskap en behoorlike bestuur, is

die prentjie nog ver van voltooid af. Ingenieurs kan die mooiste outomatisasie­

toe rusting ontwerp, maar as dit nie ekonomies sin maak nie, of as dit nie sosiaal

aanvaarbaar is nie, of as daar nie iemand is om die idee te dryf nie, is dit

gedoem.

• Dokumentasie. Die belang van goeie dokumentasie is reeds aangeraer in afdeling

3.1 hierbo. Hierdie aspek kan egter nie oorbeklemtoon word nie. Ek se dikwels

vir my studente daar bestaan 'n mite dat Ingenieurs produkte maak. Die waarheid

is dat produkte gemaak word deur tegnici, ambagslui, en produksiewerkers.

Ingenieurs maak primer dokumentasie. Sonder behoorlike dokumentasie is geen

ontwerp geskik vir graotskaalse produksie en gebruik nie. Ons het in die onlangse

verlede ons derdejaarkursus Aanbieding van Vakkundige Inligting hersien en

uitgebrei. Ek beskou hierdie kursus as een van ons kroonjuwele, wat nog meer

uitgebou moet word in die toekoms. (NAGLE, 1996 beskryf dokumentasie as 'n

ontwerpproses, met stappe soortgelyk aan die in afdeling 2.9.1 hierbo.)

Alhoewel ons bewus is van hierdie aspekte wat meer omvattend aangespreek kan

word in ons leerplan, is die leerplan reeds baie vol; en poog ons steeds om

Ingenieurs op te lei met 'n bree kennisbasis - eerder as om te vroeg te spesialiseer.

Ten einde iets nuuts tot die leerplan toe te voeg, moet daar noodwendig iets anders

in die slag bly, en dit is altyd 'n baie moeilike keuse om te maak - 'n keuse wat nie

geoutomatiseer kan word nie !

4.3 Entoesiasme en verantwoordelikheid

Outomatisasie is 'n onderwerp wat my na aan die hart Ie, en ek poog om dieselfde

entoesiasme daarvoor oor te dra aan my studente. Ek poog egter ook om

terselfdertyd 'n verantwoordelikheidsin oor te dra oor hoe sulke tegnologie tot

gebalanseerde voordeel van die totale samelewing gebruik kan, en behoort te word;

en ook om 'n balans te probeer vind tussen tegnologie-gedrewendheid en behoefte­

gedrewenheid. Ek vertrau dat die Ingenieursprofessie - en veral Ingenieurs wat aan

die RAU opgelei word - outomatisasie altyd 56 sal ontwikkel en aanwend, dat dit

nader aan 'n wonderwerk, as aan 'n euwel sal wees.

5. SLOTOPMERKINGS Outomatisasie is 'n realiteit wat nie weggewens kan word nie. As die huidige tempo

van tegnologiese ontwikkeling voortduur, is daar 'n goeie kans dat ons nageslagte

sal terugkyk na ons vlakke van outomatisasie, en dan sal wonder hoe ons so

primitief kon lewe. Hierdie besondere hoe tempo van tegnologiese ontwikkeling stel

hoe eise aan elke persoon om seker te maak dat sy / haar werk nie volledig deur

masjiene oargeneem sal word nie. Om dit te verhoed, moet elkeen van ons

sekermaak dat ons ons talente behoorlik gebruik, en nie ons dagtaak aanpak bloot

asof ons masjiene is nie. Enige persoon wat maar net werk 5005 'n masjien, loop

beslis die gevaar om deur outomatisasie vervang te word - en dan is dit nie

tegnologie se skuld nie, maar die persoon se eie skuld ! Niemand kan houtgerus

Professorale Intrearede - Johan GouwsOucomati•••ie: Wondel...,e,k of Euwet 7 Professorale Intreerede - Johan Gouws Outometis8sie: Wonderwerk of Euwel1

p.2S Randse Afrikaanse Universiteil. 12 Augustus 1998Randse Afrikaanse Unlversittut, 12 Augustus 1998 p.29

terugsit nie. Selfs sekere take van ons as dosente word reeds in 'n mate deur

masjiene oorgeneem, in die vorm van multi-media vir onderrig. Dosente kan nie

bekostig om vas te haak by 'n primitiewe beskou'ing van dosent-student interaksie

nie. Nuwe onderrigmodelle, soos rekenaar-gesteunde afstandonderrig, is vinnig

besig om te ontwikkel; en daarom moet ons voortdurend vernuwe in ons denke en

ons metodes, en moet ons ons aandag fokus op die aspekte wat nie beter gedoen

kan word deur masjiene nie. Gelukkig is persoonlike interaksie tussen dosent en

student steeds van groot waarde. 'n Dosent se ander pligte benewens klasgee,

naamlik navorsing en gemeenskapsontwikkeling, verg steeds intelligensie ver bo die

vlakke wat tans in masjiene gesetel is.

As outomatisasie reg en verantwoordelik aangewend word, kan dit 'n baie goeie

hulpmiddel vir die mens wees. Outomatisasie kan die mens se lewe baie makliker

maak, en dit kan bydra tot die verhoging van 'n land se algemene welvaart.

Outomatisasie moet egter nie blindweg as 'n wonderwerk beskou word nie, want

dan word die potensiele gevare en nadele daarvan verdoesel. Netso moet dlt nie

blindweg as 'n euwel beskou word nie, omdat dit wei groot voordele vir die

mensdom kan inhou. Alhoewel ek persoonlik baie ten gunste van outomatisasie is,

is 'n gebalanseerde beskou'ing daarvan altyd nodig. Aileen dan kan ons die voordele

daarvan optimaal benut, en die nadele daarvan optimaal afweer.

6. DANKBETUIGINGS

Ek bedank graag die Topbestuur van die RAU, asook die Bestuur en my kollegas van

die Fakulteit Ingenieurswese vir die vertroue wat in my gestel is deur my as

Professor aan te stel. Ek onderneem om solank ek aan die RAU verbonde is, hierdie

taak steeds met ywer uit te voer, en by te dra tot:

• die oordra van kennis aan ons studente, sodat hulle Diens deur Kennis kan lewer

aan die bree samelewing, tot voordeel van ons almal;

• die oopkrap van nuwe kennis, deur navorsing en studieleiding aan studente; en

• die RAU se gemeenskapdiens (want aileen binne 'n gelukkige bree gemeenskap

kan individue gelukkig wees).

OUlom8ti•••ie: Wond.rwerk of Euwel 1 Professorale Intreerede - Johan Gouws Rands. Afrlkaanse Unlverslllul, 12 Augustus 1998 p.30

Ek bedank graag my ouers, vir hul steun deur al die jare. Hulle het baie opgeoffer

om my groot gemaak te kry; en het sekerlik soms gewens vir outomatisasiehulp

daarvoor. By hulle het ek my belangrikste lewenswaardes en -vaardighede geleer ­

'n proses wat nooit geoutomatiseer kan word nie !

Dankie ook aan my vrou, Leonie - wat nie net 'n goeie huweliksmaat is nie, maar

as mede-Ingenieur ook 'n goeie vennoot en 'n baie gewillige luisteraar is na my

Ingenieurstories en -probleme. My seuns Wynand, Anton, en Stefan, hou ook my

gedagtes opgeskerp met voortdurende "hoekom ... ?" en "wat sal gebeur ... ?" vrae.

Ek is bevoorreg om 'n gesin te he wat my voluit ondersteun in dit wat ek doen.

As Christen-gelowige kan ek nie anders as om dankbaar te wees teenoor ons

Skepper vir die voorreg om 'n klein deeltjie van die skepping te verstaan; en ook om

'n klein invloed daarop uit te oefen. Die .volgende aanhaling word aan Einstein

toegedig: "Elkeen wat ernstig gemoeid is met die wetenskap en die tegnologie, raak

bewus van 'n Gees wat homself daarin openbaar - 'n Gees wat oneindig groter ;s

as die van die mens." Ek kan maar net in nederigheid hierdie siening onderskryf; en

hoop dat my werk altyd op 'n verantwoordelike wyse sal geskied - sodanig dat dft

wat ek doen, vir andere nader aan 'n wonderwerk, as 'n euwel, sal wees.

7. L1TERATUURVERWYSINGS AMLANER. C.J. & MACDONALD. D.W. (reds.l A Handbook on Biotelemetry and Radio Tracking; Pergamon Press, Oxford; 1980

ANONIEM. Reactions to Robots; Engineering (uitgegee deur The Design Council, Londen), April 1987; pp.227-230

ANONIEM. Technology AND job preservation - a success story; SA Instrumentation and Control, Vo1.14, No.3, Maart 1998; p,46

8ADENHORST. 8.P. The Process Control of a Cheese Maker using Fuzzy Logic; B.lng. IElektries en Elektroniesl-skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, November 1995

BREDENKAMP. J.D. 'n Rekenaar-gebaseerde Klassifikasiestelsel vir Lithops; B.lng. IElektries en Elektronies)-skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, Junie 1995

BRITTAN, D. When bad things happen to good factories; Technology Review (lSSN: 0040-1692), vo1.99. Julie 1996; pp.14-15

BYLINSKY, G. The digitalfactory; Fortune (ISSN:001 5-82591. vol. 130, 14 Nov. 1994; pp.50-57

Outomatisasie: Wonderwerk of Euwel 1 Professorale Intreerede - Johan Gouws Randse Afrikaanse Universiteit, 12 Augustus 1998 p.31

COAKLEY, A.N. Programmable Temperature Controller for Heating Mats; B.lng. (Elektries en Elektroniesl-skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, November 1997

COVENTRY, T. Automation of an Astronomical Telescope; B.lng. (EJektries en Elektroniesl-skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, November 1996

CRONJE, G.J. DE J.; HUGO, W.M.J.; NEULAND, E.W. & VAN REENEN, M.J. (reds.) Inleiding tot die Bestuurswese (derde uitgawel; Southern Boekuitgewers, Midrand; 1993

CRONJE, H.A. Gyroscopes as Feedback Sensors for Position Control of a Flexible Robot Arm; M.lng. (Elektries en Elektroniesl-verhandeling, Randse Afrikaanse Universiteit, Julie 1998

DE JONG, W. Kontinue Bloeddruk-, Pols-, en Liggaamstemperatuurmeting; B.lng. (Elektries en Elektroniesl-skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, Junie 1994

DE KOKER, P.M. Fuzzy Control for Antilock Braking and Antisil'p Regulation of Wheels; M.lng. (Meganies en Vervaardiging)-verhandeling, Randse Afrikaanse Universiteit, Junie 1996

ENGELBERGER, J.F. Robotics in Practice - Management andApplications of Industrial Robots; Kogan Page, Londen; 1980

FALKENA, H.B. Die Makro-ekonomiese Verband tussen die Openbare en Privaatsektorin Suid Afrika; DOktorale Proefskrif in Ekonomie, Rijksuniversiteit te Groningen, Nederland; 1979

FRANKLIN, G.F.; POWELL, J.D. & EMAMI·NAEINI, A. Feedback Control of Dynamic Systems (Third edition); Addison-Wesley, Reading, MA; 1994

GOODWIN, S. Putting automation within reach; Machine Design (ISSN:0024-91141. vo1.59, 10 September 1987; p.290

GOOSEN, G.R. Beheer van die Verpilproses in 'n Veevoerfabriek; 8.lng. (Elektries en Elektroniesl­skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, November 1997

GOUWS, J. Beheertegnieke vir Stelsels met meer as een Nie-lineariteit; M.lng. (Elektries en Elektroniesl-verhandeling, Randse Afrikaanse Universiteit, Mei 1985

GOUWS, J. The Systematic Development ofa Machine Vision Based Milking Robot; Ph.D. proefskrif, Landbouwuniversiteit Wageningen, Nederland; ISBN 90-5485-068-X; Januarie 1993

GOUWS, J. Tegnologie vir ten volle geoutomatiseerde melking van koeie; Suid Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie, Vol. 13, No.4, Desember 1994; pp.120-124

GOUWS, J. Masjienvisie in die landbou; Suid Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie, Vo1.15, No.4, Desember 1996; pp.161-167

GOUWS, l.E. Maintenance Management with Emphasis on Condition Monitoring of Excavation Machines; M.lng. (Ingenieursbestuur)-verhandeling, Randse Afrikaanse Universiteit, November 1995

GREEFF, A. 'n Ondersoek na Banddrukbeheer vir Militere Voertuie; 8.lng. (Meganies en Vervaardigingl-skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, November 1995

GROENEWALD, M.l. Techniques for Tvre pressure Control of Vehicles in Motion; M.lng. (Elektries en Elektronies)-verhandeling, Randse Afrikaanse Universite.t, Junie 1997

HATTINGH, W.A. Application of Strapdown System Algorithms for Camera-to-Target Vector Estimation; D.lng. (Elektries en Elektroniesl-proefskrif, Randse Afrikaanse Universiteit, Me' 1998

rofessorale Intreerede . Johan GouwsOutom8tl••e.e: onderwerk 0 Euwel 1

p.32Randse Afllkaanse UntVersltell, 12 Augustus 1998

HAYKIN. S. Neural Networks - A Comprehensive Foundation; IEEE Press, Brllssel; 1994

HUGHES, R.A. & SHOTT, J.D. The future of automation for high-volume wafer fabrication and ASIC manufacturing; Proc. IEEE, vol.74, Desember 1986; pp.1775-1793

JOVIC, F. Expert Systems in Process Control; Chapman and Hall, Londen; 1992

KLEINMAN, D. What to look for in tomorrow's employee; Personnel Journal, Vo1.66, No.1 0, Oktober 1987; pp.l02-104

KRUTZ, G.W. & MAILANDER, M.P. Automatic Combine; Robotics and Intelligent Machines in Agriculture: Proc. First International Conference on Robotics and Intelligent Machines in Agriculture; ASAE, Michigan, 1983; pp.128-137

NAGLE, J.G. Handbook for Preparing Engineering Documents - From Concept to Completion; IEEE Press, New York; 1996

NORDWAl, B.D. Automation: Help or Hindrance 1; Aviation Week & Space Technology (ISSN: 0005-2175), vo1.145, 4 November 1996; p.85

PUTTER, E. Multivariable Control Techniques for Greenhouses; M.lng. (Elektries en Elektronies)­verhandeJing, Randse Afrikaanse Universiteit, Desember 1996

ROCKWELL AUTOMATION. Automating a Changing World - Rockwell Automation Capabilities; Rockwell International Corporation, Publication 5058EN; Junie 1997

SHAW, I.S. Expert Fuzzy Control based upon Man-in-the-Loop Model Identification; D.1ng. (Elektries en Elektroniesl-proefskrif, Randse Afrikaanse Universiteit, Februarie 1990

SHINNERS, S.M. Modern Control System Theory and Design; Wiley, New York; 1992

SINGELMANN, J. From Agriculture to Services, The Transformation of Industrial Employment; Sage Publications, Beverly Hills; 1978

SMITH, A. An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth of Nations; Oorspronklik uitgegee in 1776; herdruk deur Penguin, Londen, 1970

SPEELMAN, l. Van Zaaier to Robot, Beelden van Landbouwtechniek; Professorale Intreerede, Landbouwuniversiteit Wageningen, 29 Junie 1989

VAN DER WESTHUYZEN, E.J. Monitoring System for Animals; B.lng. (Elektries en Elektroniesl­skripsie, Randse Afrikaanse Universiteit, November 1994

WEBER, D.M. More versatile tools speed factory automation; Electronics (ISSN:0883-49891, vol.58, 28 Oktober 1985; pp.52-55

WOOLDRIDGE. D.E. The Machinery of the Brain; McGraw-Hili, Kogakusha; 1963

YOUNG, J.F. Robotics; Butterworths, London; 1973

ZADEH, l.A. Fuzzy Sets; Information & Control, Vol.8, 1965; pp.338-353

Outomatislllsie; Wonderwerk of Euwel ? Professorale Intreerede - Johan Gou ws Randse Afrikaanse Universiteit. 12 Augustus 1998 p.33