自動化的發展與應用

2015-12-11 14:20:16

自動化（Automation）是指機器設備、系統或過程（生產、管理過程）在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標的過程。自動化技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。采用自動化技術不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產率，增強人類認識世界和改造世界的能力。因此，自動化是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。

1946年，美國福特公司的機械工程師D.S.哈德最先提出“自動化”一詞。

50年代，自動調節器和經典控制理論的發展，使自動化進入以單變量自動調節系統為主的局部自動化階段。

60年代，隨現代控制理論的出現和電子計算機的推廣應用，自動控制與信息處理結合起來，使自動化進入到生產過程的最優控制與管理的綜合自動化階段。

70年代，自動化的對象變為大規模、復雜的工程和非工程系統，涉及許多用現代控制理論難以解決的問題。這些問題的研究，促進了自動化的理論、方法和手段的革新，于是出現了大系統的系統控制和復雜系統的智能控制，出現了綜合利用計算機、通信技術、系統工程和人工智能等成果的高級自動化系統。

自動化的概念是一個動態發展過程。過去，人們對自動化的理解或者說自動化的功能目標是以機械的動作代替人力操作，自動地完成特定的作業。這實質上是自動化代替人的體力勞動的觀點。后來隨著電子和信息技術的發展，特別是隨著計算機的出現和廣泛應用，自動化的概念已擴展為用機器(包括計算機)不僅代替人的體力勞動而且還代替或輔助腦力勞動，以自動地完成特定的作業。

今天看來自動化的上述概念也還不完善。把自動化的功能目標看成是用機器代替人的體力勞動或腦力勞動是比較狹窄的理解。這種理解甚至在某種程度上阻礙了自動化技術的發展，例如，有人就認為，中國人多，搞自動化沒有很大的必要。

今天，自動化已遠遠突破了上述傳統的概念，具有更加寬廣和深刻的內涵。

自動化的廣義內涵至少包括以下幾點：在形式方面，制造自動化有三個方面的含義：代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，制造系統中人機及整個系統的協調、管理、控制和優化。在功能方面，自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是自動化功能目標體系的一部分。自動化的功能目標是多方面的，已形成一個有機體系。在范圍方面，制造自動化不僅涉及到具體生產制造過程，而是涉及產品生命周期所有過程。

隨著社會的發展以及對于信息技術的發展應用，自動化已經遍布各個領域，并且在每個領域都逐漸取得重視與主導。

70年代以后，自動化開始向復雜的系統控制和高級的智能控制發展，并廣泛地應用到國防、科學研究和經濟等各個領域，實現更大規模的自動化，例如大型企業的綜合自動化系統、全國鐵路自動調度系統、國家電力網自動調度系統、空中交通管制系統、城市交通控制系統、自動化指揮系統、國民經濟管理系統等。自動化的應用正從工程領域向非工程領域擴展，如醫療自動化、人口控制、經濟管理自動化等。自動化將在更大程度上模仿人的智能，機器人已在工業生產、海洋開發和宇宙探測等領域得到應用，專家系統在醫療診斷、地質勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農業自動化將成為新技術革命的重要內容，并得到迅速發展。