自動化技術的發展

徐鼎昱 遼寧省阜新市高級中學

自動化技術的發展

徐鼎昱 遼寧省阜新市高級中學

隨著社會的發展，自動化技術在不斷地發展，日益完善。如今的社會是信息化與智能化的社會，可以說，現在的社會已經離不開自動化。我們可以從身邊的事物發現，自動化技術廣泛用于工業、農業、國防、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務以及家庭等各方面。我們有理由相信，自動化會發展的越來越好，自動化一定會有更廣闊的未來！

一、自動化的基本概念

所謂自動化，是指機器或裝置在無人干預的情況下用各種元件和儀表按規定的程序自動地進行操作運行或控制以達到預定的要求。廣義地講，自動化還包括模擬或再現人的活動。

自動化是一個涉及學科較多、應用廣泛的綜合性科學技術，歸屬于控制科學與工程的范疇。

從應用觀點來看，研究內容有過程自動化、機械制造自動化、武器及軍事自動化、辦公室自動化和家庭自動化等等。

采用自動化技術可以把人類從笨重，單調，重復性的勞動中解放出來。但僅僅如此是不夠的，要進一步解放人力，就要求對機器不斷的改進，在不確定或變化的環境中自動保持必要的功能，以達到預定目標的能力。

由此可見，自動化在人類社會中的地位至關重要。因此專家學者說，自動化是一個國家或社會現代化水平的重要標志。

二、自動化技術的發展史

具有不同程度＂自動化＂功能的裝置自古就有。

在我國的古代，很多的能工巧匠就發明了許多原始的自動裝置，以滿足生產、生活和作戰的需要。其中比較著名的就有以下幾種：指南車，銅壺滴漏，飲酒速度的自動調節，記里鼓車，漏水轉渾天儀，候風地動儀，水運儀象臺等等。中國古代人民在原始的自動裝置的創造和發明上作出了輝煌的成就，也為后來自動化的發展奠定了基礎。

自動化的發展在世界的其他地方也有很大的發展。古埃及和希臘的教堂廟門自動開啟、銅祭司自動灑圣水、投幣式圣水箱等。17世紀以來，隨著生產的發展，在歐洲的一些國家相繼出現了多種自動裝置，其中比較典型的有：法國物理學家B.帕斯卡發明的加法器；荷蘭機械師C.惠更斯發明的鐘表；英國機械師E.李發明的帶有風向控制的風磨；俄國機械師H.波爾祖諾夫發明了蒸氣鍋爐水位保持恒定用的浮子式閥門水位調節器。

第一次工業革命后，自動化調節有了更廣泛的應用。到了20世紀20~30年代，美國開始采用PID調節器。第二次世界大戰后工業迅速發展，隨著高速飛行、核反應堆、大電力網和大化工廠提出了新控制問題。1946年，美國福特公司的機械工程師D.S.哈德最先提出了“自動化”一詞，并用來描述發動機汽缸的自動傳送和加工的過程。20世紀50年代研制出了電動單元組合儀表，這些為工業自動化提供了必不可少的技術工具，并使得構成和設計自動控制系統更簡便、更工程化了。

60年代，隨著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年代后，微處理機的出現對實現各種復雜的控制任務起了重大的推動作用，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，如辦公自動化、智能機器人、專家系統、決策支持系統、計算機集成制造系統等。

三、自動化技術的內容與應用

自動化技術的內容包括：控制理論，工程系統與控制，系統科學與系統工程，模式信息處理，人工智能，機器人學與機器人技術。它研究的是如何通過各種技術工具和系統（包括計算機）進行信息獲取、處理和決策控制的功能，從而更好地進行生產和生活，以提高勞動生產率和生活質量。

自動化技術時時在為人類“謀”福利，可謂無所不在。

自動化技術正在迅速地滲入家庭生活中。比如全自動洗衣機，不用人動手就能把衣服洗得干干凈凈。電腦控制的微波爐，不但能按時進行自動烹調，做出美味的飯菜，而且安全節電。電腦控制的電冰箱，不但能自動控溫，保持食物鮮美，而且能告訴食物存儲的數量和時間，還能為烹飪美味佳肴提供建議。還有空調機能提供溫暖如春的環境，清掃機器人能打掃房間等。

在工廠，人們使用各種自動化裝置或系統，如機器人、自動化小車、數控機床、柔性生產線和計算機集成制造系統等，完成產品的加工、裝配、包裝、運輸、存儲等工作。

在辦公室，人們廣泛地引入微型電腦及信息網絡、文字處理機、電子傳真機、專用交換機、多功能復印機和秘書機器人等技術和設備，不斷實現辦公自動化。

在交通運輸中采用自動化設備，實現交通工具自動化及管理自動化。

在醫療保健事業及圖書館、商業服務行業中，在農作物種植、養殖業生產過程中，都可實現自動化管理及自動化生產。

在生態環境和社會等復雜系統中，控制科學和技術為人類開辟了嶄新的研究途徑，為決策和管理的科學化提供了可能。

在現代的和未來的戰場上，飛機、艦艇、戰車、火炮、導彈、軍用衛星以及后勤保障、軍事指揮等，更是時時離不開控制和自動化技術。

四、自動化的發展展望

自動化技術的發展水平是一個國家在高技術領域發展水平的重要標志之一。隨著自動化技術的發展，計算機集成制造系統將得到進一步的發展，人們可以在這些計算機中存入“專家知識”，使它更善于處理未曾遇到過的問題，例如火星探測車，從而滿足人類無法身臨其境實現的更高要求。而機器人技術將應用于生產和社會生活的各個方面，高速列車和太空飛行器的智能控制將有一番新天地，虛擬現實技術更將我們帶入一個新的世界，數字地球與機敏傳感網絡將更加發達，巡航導彈和預警飛機使祖國更加安全，人們的社會生活將得到大大改善。自動化技術的發展及應用將徹底改變人類的生存模式、生產模式和生活模式，必將引發深刻的人類社會變革。

五、結語

伴隨著計算機技術的發展，自動化技術仍在飛速發展。只有把握現在，才能改變未來；只有抓住機遇，迎接挑戰，才能謀求發展。

[1]萬百五.自動化概論[M].武漢大學出版社.

[2]劉仙洲.中國機械工程發明史[M].科學出版社.

[3]吳蘊章.自動控制理論基礎[M].西安交通大學出版社.