ما هي هندسة القيادة والسيطرة الصناعية؟
تعتبر هندسة القيادة والسيطرة الصناعية فرعًا هندسيًا حيويًا يركز على استخدام نظريات القيادة والسيطرة في تصميم الأنظمة. الهدف الرئيسي هو تحقيق الأداء المطلوب من خلال التحكم الدقيق في متغيرات النظام المختلفة.
تعتمد هذه الهندسة على قياس أداء المخرجات باستخدام أجهزة الاستشعار. يتم استخدام هذه القياسات لإرسال إشارات التغذية الراجعة إلى المدخلات، مما يسمح بإجراء التصحيحات اللازمة لتحسين الأداء.
فرص عمل مهندس القيادة والسيطرة
يمكن لمهندس القيادة والسيطرة الصناعية العمل في مجموعة واسعة من المجالات، سواء كانت هندسية أو إدارية. تشمل هذه المجالات:
- التحكم في العمليات الصناعية
- إدارة الإنتاج
- أتمتة المصانع والمباني
- أنظمة التحكم الموزعة (Distributed Control Systems)
- وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)
- التحكم الإشرافي وتحصيل البيانات (SCADA)
- التصميم الصناعي والاستشارات
- المبيعات الهندسية وضمان الجودة
- العمليات والصيانة والدعم الفني
- التحكم والروبوتات الصناعية وأجهزة القياس
تتنوع القطاعات الصناعية التي يمكن لمهندس التحكم الصناعي العمل بها، وتشمل:
- قطاع النفط والغاز الطبيعي
- البتروكيماويات
- الهندسة الكيميائية
- الصناعات التحويلية
- البحث العلمي
- النقل والمواصلات
- البنية التحتية
الأوصاف الوظيفية لمهندس القيادة والسيطرة
يمكن لمهندس القيادة والسيطرة الصناعية شغل العديد من المناصب الوظيفية، مثل:
- مهندس قيادة وسيطرة
- مهندس نظم
- مهندس ميكاترونكس
- باحث علمي
- مدير هندسي
- مهندس أجهزة قياس
- مهندس تحكم بالعمليات
الخطة الدراسية لهندسة القيادة والسيطرة
يدرس طلاب هندسة القيادة والسيطرة الصناعية مجموعة متنوعة من المواد التي تغطي الجوانب النظرية والعملية للمعرفة والمهارات اللازمة في هذا المجال. تشمل هذه المواد:
- طرق القيادة والسيطرة التقليدية
- القيادة والسيطرة المثالية
- القيادة والسيطرة الذكية
- القيادة والسيطرة التكيفية
بالإضافة إلى ذلك، يدرس الطلاب المواد الأساسية في الفيزياء والرياضيات والهندسة الكهربائية.
القدرات المطلوبة لمهندس القيادة والسيطرة
يتمتع مهندس القيادة والسيطرة الصناعية بمجموعة من المهارات الأساسية، بما في ذلك:
- القدرة على اتخاذ قرارات فعالة في المسائل الصعبة والمعقدة المتعلقة بأجهزة القياس وهندسة القيادة والسيطرة.
- القدرة على استخدام التفكير الفعال لفهم كيفية عمل الأجزاء المختلفة وترابطها، وكيفية توصيلها بالعالم الخارجي في الوقت الحقيقي.
لمحة عن تاريخ هندسة القيادة والسيطرة
كانت القيادة والسيطرة الصناعية جزءًا من العمليات الصناعية منذ منتصف القرن التاسع عشر، وكانت تعتمد بشكل كبير على أنظمة التحكم المفتوحة. في هذه الأنظمة، كان يتم إعطاء تعليمات معينة للعاملين لاتخاذ الإجراءات المناسبة.
في عام 1932، تم فهم واستخدام مفهوم الارتجاع السلبي في نظرية القيادة والسيطرة، وتم تطبيقه في تصميم أنظمة القيادة والسيطرة. يعتبر هذا المفهوم أساسًا لأنظمة القيادة والسيطرة المغلقة.
يرى الباحثون أن الفترة من 1935 إلى 1950 تمثل الفترة الكلاسيكية للقيادة والسيطرة الصناعية. بدأت القيادة والسيطرة الحديثة في الخمسينات من القرن العشرين، عندما بدأ الباحثون في مراعاة اللاخطية والخطأ في النظام.
في عام 1956، تم استخدام أنظمة القيادة والسيطرة الرقمية لأول مرة. وفي عام 1968، ظهرت أول وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs). تطورت القيادة والسيطرة الصناعية بشكل كبير منذ ذلك الحين، واليوم يتم التركيز على تطبيقاتها مع الأمن السيبراني والأنظمة السحابية وتطبيقاتها في الجيل الرابع للصناعة.
