一、自動(dòng)化技術(shù)

　　　　1．什么是自動(dòng)化
　　　　
　　　　一提到自動(dòng)化，人們很自然地就會(huì)想到銀行的自動(dòng)取款機(jī)，只要你把卡片送入自動(dòng)取款機(jī)，并輸進(jìn)你的戶頭密碼及取款額，自動(dòng)取款機(jī)就能很快地送出現(xiàn)款；自動(dòng)包餃子機(jī)不用你動(dòng)手，就能自動(dòng)制皮、填餡、捏合、裝盒包裝；等等。因此，通俗地說(shuō)，自動(dòng)化就是用機(jī)器設(shè)備或系統(tǒng)代替人完成某種生產(chǎn)任務(wù)，或者代替人實(shí)現(xiàn)某種過(guò)程，或代替人進(jìn)行事務(wù)管理工作。嚴(yán)格——點(diǎn)說(shuō)，自動(dòng)化就是指在沒(méi)有人的直接參與下，機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過(guò)程通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過(guò)程。 自動(dòng)化技術(shù)包括了生產(chǎn)控制自動(dòng)化和經(jīng)營(yíng)管理自動(dòng)化兩個(gè)方面。它們相互聯(lián)系、相互滲透、相互促進(jìn)。
　　　　
　　　　2．自動(dòng)控制系統(tǒng)
　　　　
　　　　自動(dòng)控制系統(tǒng)是具有一定功能，可以完成某種控制任務(wù)的系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和工作原理與人體的構(gòu)成和工作機(jī)理有很多相似之處：自動(dòng)控制系統(tǒng)中有相當(dāng)于人的感覺(jué)器官的傳感器，有相當(dāng)于人的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的控制裝置，也有相當(dāng)于人的手、腿及其肌肉的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。傳感器用于檢測(cè)指令信息、外界變 化信息以及被控對(duì)象的狀態(tài)信息，并將其變換成電信號(hào)傳給控制裝置。控制裝置則計(jì)算出被控對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)(稱為被控量，或系統(tǒng)的輸出量)與所希望的狀態(tài)(稱為輸入信號(hào))之差，并根據(jù)。
　　　　
　　　　這一偏差(稱為誤差信號(hào))按一定規(guī)律產(chǎn)生出控制信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大，送給操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象運(yùn)動(dòng)，直到它的狀態(tài)達(dá)到所希望的狀態(tài)為止。這種把系統(tǒng)的輸出或系統(tǒng)的另外一些受控變量和系統(tǒng)的輸入作比較后，形成的控制稱為閉環(huán)控制或反饋控制。較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)常采用所謂的開(kāi)環(huán)控制。它只是由控制裝置改變被控對(duì)象的狀態(tài)，這種控制中，系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒(méi)有影響，既不需要對(duì)輸出量進(jìn)行檢測(cè)，也不需要將輸出量反饋到系統(tǒng)輸入端與輸入量進(jìn)行比較。有的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括了許多小系統(tǒng)(稱為子系統(tǒng))。這種系統(tǒng)規(guī)模龐大，構(gòu)造復(fù)雜，目標(biāo)多樣，影響因素多，且常帶有隨機(jī)性質(zhì)。這樣的系統(tǒng)我們稱為大系統(tǒng)。
　　　　
　　　　系統(tǒng)的控制原理多種多樣，如尋找某些性能為最好的最優(yōu)控制系統(tǒng)；自動(dòng)適應(yīng)外界環(huán)境變化并使性能優(yōu)良的自適應(yīng)控制系統(tǒng)；能自動(dòng)識(shí)別圖像和自然語(yǔ)言，會(huì)學(xué)習(xí)，能自主地進(jìn)行推理、進(jìn)行規(guī)劃和決策的智能控制系統(tǒng)，等等。
　　
　　
　　　　二、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
　　　　
　　　　自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械加工、采礦冶煉、化學(xué)工業(yè)、電力系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生、軍事技術(shù)、航空航天、科學(xué)研究、辦公服務(wù)等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
　　　　
　　　　1．工業(yè)自動(dòng)化
　　　　
　　　　工業(yè)自動(dòng)化主要包括自動(dòng)完成加工生產(chǎn)的設(shè)備自動(dòng)化，自動(dòng)完成正常生產(chǎn)進(jìn)程的過(guò)程自動(dòng)化，以及自動(dòng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理的管理自動(dòng)化。工業(yè)自動(dòng)化當(dāng)前發(fā)展的特征是智能化和集成化，也就是，一方面制造和應(yīng)用智能機(jī)器(如電腦和機(jī)器人)代替人的體力勞動(dòng)和部分腦力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高水平自動(dòng)化生產(chǎn)；另一方面，綜合運(yùn)計(jì)算機(jī)、制造技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)、通訊技術(shù)和管理科學(xué)等學(xué)科知識(shí)，采用設(shè)備集成、信息集成實(shí)現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、管理銷售等功能的集成。
　　　　
　　　　2．辦公自動(dòng)化
　　　　
　　　　辦公自動(dòng)化最初是用文字處理機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等辦公設(shè)備，實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)辦公自動(dòng)化，例如，代替秘書(shū)完成起草文稿、打印文件和留底存檔等工作。后來(lái)，由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，又出現(xiàn)了電子銀行、電子郵件等高水平的辦公自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)。電子銀行是指采用電子計(jì)算機(jī)、終端設(shè)備及自動(dòng)出納機(jī)等組成的系統(tǒng)，用以快速地完成銀行或用戶之間的資金轉(zhuǎn)移，或者完成自動(dòng)取存款業(yè)務(wù)，即用戶持信用卡，由自動(dòng)出納機(jī)辦理存款祁取款的業(yè)務(wù)。電子郵件是指利用現(xiàn)代通訊手段，傳遞信件、資料等文字和語(yǔ)音信息的系統(tǒng)。辦公自動(dòng)化給人們帶來(lái)了極大的效益和方便。現(xiàn)代辦公自動(dòng)化正朝著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。
　　　　
　　　　3．家庭自動(dòng)化
　　　　
　　　　家庭自動(dòng)化，主要是指自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)生活服務(wù)或提供信息服務(wù)。例如，家里裝上空調(diào)機(jī)，在炎熱的夏天，就能使室內(nèi)自動(dòng)保持適宜的溫度。一臺(tái)自動(dòng)洗衣機(jī)，能自動(dòng)地把衣服洗干凈，等等。家庭生活服務(wù)自動(dòng)化把人們從繁重的家務(wù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，并創(chuàng)造出一個(gè)舒適的生活環(huán)境。實(shí)現(xiàn)家庭自動(dòng)信息服務(wù)，則可以極大地改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞健＠纾糜喥毕到y(tǒng)，可以預(yù)訂到世界各地任何一家航空公司的任何一條航線的機(jī)票，并為你安排好旅游日程。在家里辦公，是家庭自動(dòng)化的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。在家里通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)就可以掌握現(xiàn)場(chǎng)情況和有關(guān)資料，并控制指揮生產(chǎn)過(guò)程，或完成某些工作任務(wù)。在家里辦公，能夠大大地減少社會(huì)設(shè)施，還可以提高工作效率。
　　　　
　　　　4．農(nóng)業(yè)自動(dòng)化
　　　　
　　　　農(nóng)業(yè)是一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)獲得了飛速發(fā)展，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家用3個(gè)勞動(dòng)力就能養(yǎng)活100個(gè)人。因此現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，采用自動(dòng)化技術(shù)是大有作為的。我國(guó)已有了用計(jì)算機(jī)管理農(nóng)田灌溉的系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中引人注目的是在某些作業(yè)中采用農(nóng)業(yè)機(jī)器人，如采用農(nóng)業(yè)機(jī)器人移植秧苗、灌溉田地、栽培蔬菜、采摘果實(shí)、養(yǎng)豬養(yǎng)魚(yú)、擠牛奶、剪羊毛等。
　　　　
　　　　5．軍事自動(dòng)化
　　　　
　　　　‘自動(dòng)化技術(shù)對(duì)軍事技術(shù)的變革起著重要的作用。自動(dòng)化學(xué)科中的各種理論和技術(shù)，已成為軍事技術(shù)的核心，并對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的格局產(chǎn)生了極大的影響。軍事自動(dòng)化主要有武器裝備自動(dòng)化，軍事指揮自動(dòng)化，作 戰(zhàn)、訓(xùn)練仿真模擬化等。武器裝備自動(dòng)化能大大提高武器的殺傷力。各種遙控武器，包括軍用機(jī)器人的發(fā)展，正受到各國(guó)政府的重視。軍事指揮自動(dòng)化是指軍隊(duì)指揮員及司令部采用電子計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備及自動(dòng)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬部隊(duì)進(jìn)行控制與指揮。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以提供一個(gè)“作戰(zhàn)的實(shí)驗(yàn)室”，對(duì)作戰(zhàn)進(jìn)行模擬。這樣不僅能省去大規(guī)模軍事演習(xí)和實(shí)彈軍事訓(xùn)練，節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)和許多時(shí)間，而且能很好地完成部隊(duì)訓(xùn)練任務(wù)，提高作戰(zhàn)能力。
　　
　　三、自動(dòng)化與人類社會(huì)的發(fā)展
　　　　
　　　　1．自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展
　　　　
　　　　人的一切活動(dòng)都是為了生存和發(fā)展。古代人靠人力與自然作斗爭(zhēng)，那時(shí)人好像今天的機(jī)器一樣，人類的生產(chǎn)和生活模式是：人—自然界。隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類制造出了自動(dòng)機(jī)器，如我國(guó)的指南車、記里鼓、漏壺，以及17世紀(jì)歐洲出現(xiàn)的鐘表、風(fēng)車控制裝置等。1784年瓦特在改進(jìn)的蒸汽機(jī)上采用了離心式調(diào)速裝置，開(kāi)創(chuàng)了自動(dòng)化裝置應(yīng)用的新篇章。應(yīng)用自動(dòng)裝置把入的體力放大了千萬(wàn)倍，把人的四肢延長(zhǎng)了干萬(wàn)倍，使人類的生活和生產(chǎn)模式變成了：人—機(jī)器—自然界。當(dāng)然，這樣的發(fā)展結(jié)果并不是一帆風(fēng)順的。但是，機(jī)械化和初級(jí)自動(dòng)化卻促進(jìn)了生產(chǎn)力的大發(fā)展，使無(wú)數(shù)農(nóng)民、手工業(yè)者變成了工人，出現(xiàn)了機(jī)器大工業(yè)。人用自己制造的機(jī)器(和技術(shù))把自己從“出力的機(jī)器”的 地位上解脫了出來(lái)。人和機(jī)器、技術(shù)和實(shí)踐交替地發(fā)展，推動(dòng)著技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)著整個(gè)人類的進(jìn)步。而社會(huì)的進(jìn)步又促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)的需要是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。
　　　　
　　　　20世紀(jì)40年代，為解決火炮射擊精度等問(wèn)題；誕生了自動(dòng)控制理論，并創(chuàng)造出了許多自動(dòng)控制裝置(或系統(tǒng))，為自動(dòng)化技術(shù)的形成奠定了基礎(chǔ)。研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)造、性能、設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用的理論，就是控制理論。40—50年代，單機(jī)自動(dòng)化和單個(gè)過(guò)程自動(dòng)化得到了廣泛的應(yīng)用。
　　　　
　　　　50年代以后，自動(dòng)控制理論得到了飛速的發(fā)展，形成了所謂的現(xiàn)代控制理論，其中有保證系統(tǒng)某種(某些)性能指標(biāo)為最佳的設(shè)計(jì)方法(最優(yōu)控制)；在系統(tǒng)和環(huán)境的信息不齊備的情況下，如何改變自身性能，保證系統(tǒng)具有良好工作品質(zhì)的控制方法—(自適應(yīng)控制)；分析和設(shè)計(jì)大系統(tǒng)的方法(大系統(tǒng)理論)。
　　　　
　　　　60年代以后，由于控制技術(shù)的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)的倔起，工業(yè)機(jī)器人的問(wèn)世，以及柔性制造系統(tǒng)的出現(xiàn)，綜合自動(dòng)化得到了極大的發(fā)展。
　　　　
　　　　2．現(xiàn)代社會(huì)離不開(kāi)自動(dòng)化技術(shù)
　　　　
　　　　在當(dāng)今的社會(huì)里，在家庭、辦公室，在工廠、公共場(chǎng)所，不論是工作、學(xué)習(xí)和休息，可以說(shuō)處處都離不開(kāi)自動(dòng)化設(shè)備。人類發(fā)展了自動(dòng)化技術(shù)，它反過(guò)來(lái)又為人類建立了新的、完美的、先進(jìn)的生產(chǎn)和生活方式。然而，對(duì)此卻有一個(gè)認(rèn)識(shí)過(guò)程。50年代，美國(guó)有一個(gè)以反對(duì)自動(dòng)化為宗旨的革命委員會(huì)，聲稱如果無(wú)節(jié)制地發(fā)展自動(dòng)化，到1970年將使美國(guó)失去700萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。但是，隨著經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，到1970年前后，美國(guó)反而增加了幾百萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。同樣在機(jī)器人問(wèn)世以后，許多國(guó)家由于擔(dān)心大 量使用機(jī)器人會(huì)使工人失業(yè)，推遲了機(jī)器人的研究。而日本卻在同期大量發(fā)展了工業(yè)機(jī)器人，結(jié)果使它的機(jī)器人業(yè)、汽車、機(jī)床以及其他一些產(chǎn)業(yè)得到了極大發(fā)展。可以說(shuō)，在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的時(shí)代，發(fā)展現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)可以贏得企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的勝利。
　　　　
　　　　發(fā)展現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)，用智能機(jī)器代替人的部分腦力勞動(dòng)，使人的生產(chǎn)和生活模式變成了人—機(jī)器／智能機(jī)器—自然界。自動(dòng)化水平越高；機(jī)器就越復(fù)雜，這就需要人去提高自己的素質(zhì)，去創(chuàng)造，去研究，去發(fā)展新的設(shè)備和技術(shù)，這正是人為萬(wàn)物之靈的關(guān)鍵所在!這也是人類自身不斷發(fā)展的關(guān)鍵所在!自動(dòng)化的進(jìn)展能提高人類明。