自動化：理論“化”實踐，匠心促“自動”

對自動化的疑惑和選擇

許多人對“自動”有誤解，簡單地將它理解為脫離人力而能自我運行。其實，對自動化而言，缺一不可的是機械、電氣等裝置，以及我們這群直接操作的“幕后黑手”。

我不是一開始就對自動化有具體認識的。我對自動化的模糊記憶，源于兒時對賽車的喜愛。彼時心里常有疑問：遙控器里有什么神奇魔法，為什么能自如地控制賽車？為此我甚至把賽車拆了，發現除了電池，還有許多綠色的、布滿密密麻麻小零件的板塊。后來，我看了說明書才知道“電路板”這一名詞概念，那些小零件則被叫作“電器元件”。但電路板是如何具體完成控制的呢？不得而知。后來，長輩閑談時說起，掌握自動化原理就能操作、制作各種機械設備。當時我就暗暗地想：我將來也要學自動化，給自己做一臺專屬賽車。而后十幾年的求學歷程，從小學到中學，我的數理成績一直都不錯，高考后便帶著少時的疑惑和夢想，填報了自動化專業。

真正接觸自動化專業后才發現，少年時的想法太過單純，以為上幾節課就能一觀自動化之大略。事實上，直至大一結束，我面對專業分流時仍是茫然的，只能通過老師的教授和查閱網絡知識來了解。自動化涉及機械工程、電子技術、計算機科學和控制工程等多個領域，很多人會將自動化與機械自動化混為一談。前者偏向軟件，是利用計算機技術和控制技術對生產過程進行自動化控制，以實現生產自動化和高效率;后者偏向硬件，是制造各種機器和機械設備的加工與制造過程，如車床安裝零件、制作零件等。兩者是完全不同的，比如我想要一探賽車控制原理的究竟，選擇的方向應該是需要對硬件有精準把握與制作能力的機械自動化。

從理論“化”為實踐

自動化更側重于“化”，即“轉化”，只有將理論轉化為實踐，才能真正實現機械、電氣的自動運行。自大一分流專業方向后，我學到了很多理論知識，如電路原理、自動控制原理、C語言程序設計、單片機原理及應用、計算機網絡、傳感器與檢測技術、電機與電力拖動基礎等。當年有關賽車遙控的疑惑，也逐漸得到解答：電機驅動可以讓賽車運動，傳感器與檢測技術可以將遙控器中的指令傳達到賽車的電路板中，自動控制原理可以讓賽車運行得更加穩定、準確、快捷……當然，還有基礎數理課：線性代數、大學物理、高等數學等。這些都是我們需要掌握的基礎知識。

但更重要的仍是實際操作，這是將理論轉化為實踐的關鍵。我們學校開設了電子電力技術、工程制圖、模擬電子技術等課程。其中，我最喜歡的是工業機器人系統操作課程，這是我第一次操作控制機器人，也是第一次發現原來在機器人的世界里只有坐標系，利用不同坐標移動機器人，就會發生不同的變化。機器人的手臂有三種功能：射激光、吸盤、夾取。我們通過手中的控制器，一步步設置程序，從手動控制到自動控制，再到自動重復運行，完成老師下達的任務。看似簡單的步驟，卻要經過長時間學習才能獨自操作。在此基礎上，我努力考取了工業機器人系統操作員四級證書，期待自己將來能解決更多的實際問題。

大一時，我參加了浙江大學楊啟帆教授主講的數學建模講座，從此對數學建模的興趣逐漸濃厚，并加入了校數學建模實驗室，專業實踐能力得到了進一步提升。經過訓練，我們寫了數篇不同方向的論文：有基于CatBoost機器學習算法對制備C4烯烴模型的探討，還有基于模糊 C-均值聚類的古玻璃文物分析與鑒定等，雖然研究的方向不同，但運用了大量與自動化專業相關的知識。參加數學建模大賽更是充分鍛煉了我的編程運算能力、數學邏輯思維能力、論文寫作能力及團隊合作精神。在比賽中，我接觸到了大量新的編程方法，對高數、線代、統計等知識的綜合運用，使我的邏輯思維能力得到提升。為了組織好語言，把比賽中建立的直觀模型及研究成果用抽象的文字更準確地表達出來，我閱讀了大量文獻，從前人著作中汲取經驗，磨煉寫作技能。在比賽中我們分工明確、密切配合，為獲得大大小小八次大賽佳績提供了堅實的保障與前提。于我而言，這已非簡單的比賽，是對專業能力的一次次鍛煉和拓展。

自動化專業的實習經歷帶給我更直觀的體驗與震撼。實習公司的辦公桌堆滿了機械、電氣的制作圖紙、草稿。工作人員在接連不斷的電話聲中，為各地工廠做著專業的回復和解答。生產車間里，每個人都在忙碌著，技術師傅們拿著電焊槍，電光石火間，機器的各個部件就被緊密地銜接在了一起。他們技術嫻熟，焊接迅速且美觀。我在旁邊盯了很久，直到他們問我想不想學時，才回過神來。本以為機操會簡單得多，但當我自己拿起模型圖紙時，卻始終不得要領，在接連不斷的卡頓與卡殼中，把零件軋得七扭八歪，最后只能向車床師傅尋求幫助。在那一刻我才意識到，這已經不再是課本中的紙上談兵，實踐才是檢驗真理的唯一標準。

打磨匠心促“自動”

“自動”的實現是環環相扣的過程，每一個環節都要精確、精準，容不得毫厘之失。我時刻記得，第一堂機械零件制造課上，老師一再強調：“工匠精神是我們這個行業所必備的，它就像醫生做手術，刀不能偏離分毫，希望大家能時時打磨自己的匠心。”

讓我印象最深的是機械制圖課程。老師要求我們將復雜的零件繪在圖紙上，特別是用專業繪圖軟件繪制畫齒輪模型時，不但要確保齒形無誤，精確到毫米，甚至微米級也毫不為過。為此我不得不仔細研究嚙合原理，嚴格參照教科書的標準圖紙，反復檢查每一個尺寸和角度，不斷修改與調整，很是考驗耐性。

如果你也想學習自動化，成為一名優秀的自動化人，那么一定要學會打磨自己的匠心，并且先從基礎的理論知識入手，如電路原理、數電、模電等。這些基礎知識學得扎實，不僅能為更深層次的學習鋪設道路，也能為以后的實踐打下基礎。此外，參加各類學科競賽，如數學建模競賽、機器人競賽等，也可以幫助我們更好地鞏固學科知識，培養合作意識，發揚創新精神。

就實習與工作經歷的感受而言，大學的自動化學習仍十分基礎。投入現實工作才會發現，隨著職業方向的不同，我們會經歷不同的深入與轉向。如果選擇電氣工程方向，則有可能進入制造業，專注于機械零件的組裝和精密機械設備的操縱，如數控機床等，質量檢測或優化生產也是其中一環。如果選擇自動化設備方向，則會從事設計和改變自動化生產線，要學會如何編程PLC（可編程邏輯控制器）、調試機器人等，以自己所學提升生產效率。而真正能夠更深入地進行學科研究的是二者的綜合，這或許只能在較為前沿的科技公司才可能實現。

對大多數人而言，真正走上自動化之路更多意味著重復、枯燥，而一旦選擇了它，我們就走上了一條需要不斷打磨匠心的道路，畢竟一絲不茍、不厭其煩才是優秀的自動化專業人士最真實的寫照。

采寫：翁靈龍

【自動化】

學科代碼

080801

門 類：工學

專業類別：自動化類

選考學科建議：物理/技術

適合人群：具有探究精神、愛鉆研，有較強的數學基礎和邏輯思維以及突出的動手能力、創新意識、團隊精神，對自動化有足夠興趣

相近專業：軌道交通信號與控制、機器人工程、郵政工程、核電技術與控制工程、工業智能、智能工程與創意設計等

優勢學校：清華大學、浙江大學、上海交通大學、北京航空航天大學、西安交通大學、北京理工大學、華中科技大學等

理想職業：電子/電氣工程師、軟件工程師、電子技術研發工程師、設備工程師、高級軟件工程師、嵌入式軟件工程師、研發工程師、軟件開發工程師、程序員等

專業拓展

是否有一些推薦使用的學習工具或學習網站？

本專業就像是信息與機械的結合，因此信息類軟件，如PS、PR、AE、AU、AI、ID等，都是值得推薦的。與專業緊密相關的軟件，我比較推薦CSDN（App）、MATLAB。B站、中國大學慕課、網易公開課等平臺上也有很多與大學專業相關的課程。

該專業在上大學后可以參加的比賽有哪些？

全國大學生智能汽車設計大賽、中國大學生計算機設計大賽（人工智能分賽）、中國高校智能機器人創意競賽、“西門子”杯中國大學生智能制造挑戰賽、全國大學生數學建模競賽、ACM國際大學生設計競賽、大學生機器人競賽、大學生程序設計競賽、大學生物理實驗與科技創新競賽、大學生機械創新設計大賽等。

對自動化專業感興趣的同學可以閱讀哪些圖書？

可以看普及類圖書，如《大話自動化》《穿越自動化》等，此外就是與專業相關的學術專著和教材。

該專業必備的證書有哪些？

程序員初級證書、安全員證書、注冊自動化系統工程師證書等。