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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，
并用來描述發(fā)動機汽缸的自動傳送和加工的過程。50年代，自動調(diào)節(jié)器和經(jīng)典控制理論的發(fā)展，使自動化進(jìn)入以單變量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)為主的局部自動化階段。60年代，隨現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)和電子計算機的推廣應(yīng)用，自動控制與信息處理結(jié)合起來，使自動化進(jìn)入到生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制與管理的綜合自動化階段。
70年代，自動化的對象變?yōu)榇笠?guī)模、復(fù)雜的工程和非工程系統(tǒng)，涉及許多用現(xiàn)代控制理論難以解決的問題。這些問題的研究，促進(jìn)了自動化的理論、方法和手段的革新，于是出現(xiàn)了大系統(tǒng)的系統(tǒng)控制和復(fù)雜系統(tǒng)的智能控制，出現(xiàn)了綜合利用計算機、通信技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等成果的高級自動化系統(tǒng)，如柔性制造系統(tǒng)、辦公自動化、智能機器人、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)等。
自動裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用是在18世紀(jì)。自動化技術(shù)形成時期是在18世紀(jì)末～20世紀(jì)30年代。1788年英國機械師
J.瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器（又稱飛球調(diào)速器），并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構(gòu)成蒸汽機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了近代自動調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用的新紀(jì)元，對第一次工業(yè)革命及后來控制理論的發(fā)展有重要影響。人們開始采用自動調(diào)節(jié)裝置，來對付工業(yè)生產(chǎn)中提出的控制問題。這些調(diào)節(jié)器都是一些跟蹤給定值的裝置，使一些物理量保持在給定值附近。自動調(diào)節(jié)器應(yīng)用標(biāo)志著自動化技術(shù)進(jìn)入新的歷史時期。進(jìn)入20世紀(jì)以后，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用各種自動調(diào)節(jié)裝置，促進(jìn)了對調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行分析和綜合的研究工作。這一時期雖然在自動調(diào)節(jié)器中已廣泛應(yīng)用反饋控制的結(jié)構(gòu)，但從理論上研究反饋控制的原理則是從20世紀(jì)20年代開始的。1833年英國數(shù)學(xué)家C.巴貝奇在設(shè)計分析機時首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系統(tǒng)與控制的專業(yè)研究機構(gòu)成立，為20世紀(jì)40年代形成經(jīng)典控制理論和發(fā)展局部自動化作了理論上和組織上的準(zhǔn)備。
20世紀(jì)40～50年代是局部自動化時期第二次世界大戰(zhàn)時期形成的經(jīng)典控制理
論對戰(zhàn)后發(fā)展局部自動化起了重要的促進(jìn)作用。在問題的過程中形成了經(jīng)典控制理論﹐設(shè)計出各種精密的自動調(diào)節(jié)裝置﹐開創(chuàng)了系統(tǒng)和控制這一新的科學(xué)領(lǐng)域。這一新的學(xué)科當(dāng)時在美國稱為伺服機構(gòu)理論﹐在蘇聯(lián)稱為自動調(diào)整理論﹐主要是解決單變量的控制問題。經(jīng)典控制理論這個名稱是1960年在第一屆全美聯(lián)合自動控制會議上提出來的。1945年后由于戰(zhàn)時出版禁令的解除﹐出現(xiàn)了系統(tǒng)闡述經(jīng)典控制理論的著作。1945年美國數(shù)學(xué)家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統(tǒng)。50年代以后﹐經(jīng)典控制理論有了許多新的發(fā)展。。經(jīng)典控制理論的方法基本上能滿足第二次世界大戰(zhàn)中軍事技術(shù)上的需要和戰(zhàn)后工業(yè)發(fā)展上的需要。但是到了50年代末就發(fā)現(xiàn)把經(jīng)典控制理論的方法推廣到多變量系統(tǒng)時會得出錯誤的結(jié)論。經(jīng)典控制理論的方法有其局限性。
20世紀(jì)40年代中發(fā)明的電子數(shù)字計算機開創(chuàng)了數(shù)字程序控制的新紀(jì)元﹐雖然當(dāng)時還局限于自動計算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐開創(chuàng)了電子數(shù)字程序控制的新紀(jì)元。電子數(shù)字計算機的發(fā)明為60～70年代在控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用程序控制和邏輯控制以及廣泛應(yīng)用電子數(shù)字計算機直接控制生產(chǎn)過程奠定了基礎(chǔ)。
20世紀(jì)50年代末起至今是綜合自動化時期，這一時期空間技術(shù)迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。于是誕生了現(xiàn)代控制理論。現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展為綜合自動化奠定了理論基礎(chǔ)。同時微電子技術(shù)有了新的突破。1958年出現(xiàn)晶體管計算機，1965年出現(xiàn)集成電路計算機，1971年出現(xiàn)單片微處理機。微處理機的出現(xiàn)對控制技術(shù)產(chǎn)生了重大影響﹐控制工程師可以很方便地利用微處理機來實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制，使綜合自動化成為現(xiàn)實。“自動化(Automation)”是美國人D.S.Harder于1936年提出的他認(rèn)為在一個生產(chǎn)過程中，機器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運就是“自動化”。
概念介紹編輯
自動化的概念是一個動態(tài)發(fā)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(biāo)是以機械的動作代替人力操作，自動地完成特定的作業(yè)。這實質(zhì)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(shù)的發(fā)展，特別是隨著計算機的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)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(yè)。
自動化的廣義內(nèi)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(tǒng)中人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)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(biāo)體系的一部分。自動化的功能目標(biāo)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(chǎn)制造過程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過程。
研究內(nèi)容編輯
自動化是一門涉及學(xué)科較多、應(yīng)用廣泛的綜合性科學(xué)技術(shù)。作為一個系統(tǒng)工程，它由5個單元組成：
程序單元
作用單元
傳感單元
制定單元
控制單元
過程自動化：石油煉制和化工等工業(yè)中流體或粉體的化學(xué)處理自動化。一般采用由檢測儀表、調(diào)節(jié)器和計算機等組成的過程控制系統(tǒng)，對加熱爐、精餾塔等設(shè)備或整個工廠進(jìn)行最優(yōu)控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優(yōu)控制等。
機械制造自動化：這是機械化、電氣化與自動控制相結(jié)合的結(jié)果，
處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產(chǎn)線。20世紀(jì)60年代以后，由于電子計算機的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)型式的柔性制造系統(tǒng)（FMS）。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動化車間，加上信息管理、生產(chǎn)管理自動化，出現(xiàn)了采用計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的工廠自動化。
管理自動化：工廠或事業(yè)單位的人、財、物、生產(chǎn)、辦公等業(yè)務(wù)管理自動化，是以信息處理為核心的綜合性技術(shù)，涉及電子計算機、通信系統(tǒng)與控制等學(xué)科。一般采用由多臺具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端組成的局部網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)代已在管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制出決策支持系統(tǒng)（DSS），為高層管理人員決策提供備選的方案。
對社會的影響自動化是新的技術(shù)革命的一個重要方面。自動化技術(shù)的研究、應(yīng)用和推廣，對人類的生產(chǎn)、生活等方式將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。生產(chǎn)過程自動化和辦公室自動化可極大地提高社會生產(chǎn)率和工作效率，節(jié)約能源和原材料消耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，改進(jìn)生產(chǎn)工藝和管理體制，加速社會的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革和社會信息化的進(jìn)程。 [1]
實施時機編輯
記錄生產(chǎn)過程。
進(jìn)行增值分析，把哪些非增值性的操作項目鑒定出來。
把非增值性操作盡可能多地消除掉。
評估“新的經(jīng)過該站”的過程，對在該過程匯總應(yīng)用自動化進(jìn)行成本效益分析。
如果效益大于成本，或者能取得顯著的質(zhì)量效益，則實行自動化。
發(fā)展趨勢編輯
現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對自動化技術(shù)提出越來越高的要求，
同時也為自動化技術(shù)的革新提供了必要條件。70年代以后，自動化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級的智能控制發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到國防、科學(xué)研究和經(jīng)濟等各個領(lǐng)域，實現(xiàn)更大規(guī)模的自動化，例如大型企業(yè)的綜合自動化系統(tǒng)、全國鐵路自動調(diào)度系統(tǒng)、國家電力網(wǎng)自動調(diào)度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動化指揮系統(tǒng)、國民經(jīng)濟管理系統(tǒng)等。自動化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴展，如醫(yī)療自動化、人口控制、經(jīng)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(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)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(nóng)業(yè)自動化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。
培養(yǎng)目標(biāo)編輯
本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生具備電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等較寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識，能在運動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)運行、科技開發(fā)及研究等方面工作的高級工程技術(shù)人才。
主要課程編輯
電路原理、高等數(shù)學(xué)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、計算機原理及應(yīng)用、計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、過程工程基礎(chǔ)、電機與電力拖動基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、自動控制理論、現(xiàn)代控制理論、半導(dǎo)體變流技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)、單片機原理與應(yīng)用、信號與系統(tǒng)分析、過程檢測及儀表、運籌學(xué)、計算機仿真、計算機網(wǎng)絡(luò)、過程控制、運動控制、系統(tǒng)辨識基礎(chǔ)、計算機控制系統(tǒng)、系統(tǒng)工程導(dǎo)論、復(fù)變函數(shù)與積分變換、自動化概論、嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計。
就業(yè)方向編輯
主要從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗分析、研制開發(fā)、經(jīng)濟管理以及電子與計算機技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域的工作。自動化就業(yè)面很廣泛，一般可以選擇自動化以及自動化儀表公司，如西門子，E+H，ABB等公司；可以選擇到化工廠、醫(yī)藥、食品制造等企業(yè)中進(jìn)行生產(chǎn)過程的自動控制；可以選擇自動機器人方向的研究；可以向數(shù)據(jù)采集、挖掘，模式識別等方面發(fā)展；當(dāng)然也可以深入高科技領(lǐng)域，比如航天航空器控制的研究制造等等。
國外現(xiàn)狀編輯
國外自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是系統(tǒng)化、柔性化、集成化和智能化。
自動化設(shè)備
自動化技術(shù)不斷提高光電子、自動化控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)制造等行業(yè)的技術(shù)水平和市場競爭力，它與光電子、計算機、信息技術(shù)的融合和創(chuàng)新，不斷創(chuàng)造和形成新的行業(yè)經(jīng)濟增長點，同時不斷提供新的行業(yè)發(fā)展的管理戰(zhàn)略哲理。
如并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等。數(shù)控技術(shù)于模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體和智能化；CAD/CAM系統(tǒng)面向產(chǎn)品的整個生命周期；自動控制內(nèi)容發(fā)展到對產(chǎn)品質(zhì)量的在線監(jiān)測與控制，設(shè)備運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測、診斷和事故處理、生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控和設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制與連鎖保護，以及廠級管理決策與控制等；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)普遍以通用計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)；自動化控制產(chǎn)品正向著成套化、系列化、多品種方向發(fā)展；以自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)為一體的綜合性系統(tǒng)裝置成為國外工業(yè)過程控制的主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)場總線成為自動化控制技術(shù)發(fā)展的第一熱點；可編程控制器（PLC）與工業(yè)控制系統(tǒng)（DCS）的實現(xiàn)功能越來越接近，價格也逐步接近，國外自動控制與儀器儀表領(lǐng)域的前沿廠商已推出了類似PCS（Process Control System）的產(chǎn)品。
世界自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。傳感器技術(shù)、開放式工業(yè)過程自動化系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術(shù)等自動化技術(shù)已形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，其中90年代傳感器在美國、日本的市場總銷售額已超過100億美元。
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