自动化科学与技术发展方向

于奇

摘 要：现今中国绝大部分的高校都设有自动化类型的专业，并且中国自动化科学与技术也在快速的发展，本文借鉴自动化科学与技术发展的历史过程，根据我国现有技术对自动化应用领域的需求，对未来自动化技术发展方向进行了分析。

关键词：自动化科学与技术；应用领域；发展方向

引言

在如今的日常生活中，自动化技术以及成为了必不可少的核心技术，自动化技术应用广泛，尤其是在制造业当中，无论是离散工业制造过程又或者是石油等重要的原材料工业都离不开自动化技术。也正是自动化技术，产品的质量、生产效率都可以得到提高。如今各大制造业企业都在自动化科学与技术方面进行研究，提高自动化技术水平成为每一个制造业企业需要做的。同时自动化技术也在一些运载工具的控制、导航以及机器人的运动轨迹等多方面起到不可取代的作用。

1 自动化科学与技术的定义与特征

自动化意义甚广，界定并没有统一的明确，而且自动化的定义也会根据科技的发展而改变，不过自动化始终不变的是它的核心目标。自动化核心目标在与帮助人类更高效的完成生产、生活以及管理等，减轻人类的劳动力负担，提高生产力。因为我国大多数的高校都设有自动化科学与技术专业，并且国家也很看重这类学科的发展，设立有关部分负责自动化科学与技术的发展，所以对于给自动化进行定义也是必不可少的。

自动化的广义定义是指在日常的生活以及生产中用一定的技术手段，让人类的完成任务时所付诸的劳动力更少，同时提高工作效率。因此可见只要涉及人类活动，自动化就必不可少，人们不会停止对自动化的追求。现今的自动化科学与技术的研究对象主要有两个方面，首先是固定的工业装备，另一个方面是以运载器为主的物体。自动化的目的是减少人类的体力脑力劳动，增强人类改造世界的能力。同时自动化科学与技术总共4个明显的特征：

1）交叉性

自动化科学与技术是一门交叉性极强的学科，像数学、物理等多门学科帮助自动化科学与技术建立其理论基础，自动化科学与技术所研究的系统涉及到控制科学与工程、信息与通信工程等学科的知识。总的来说自动化科学与技术是集合多项学科知识的一项学科。

2）使能性

动态系统的建模、控制与优化的理论方法是自动化科学与技术的核心理论基础。核心基础理论具有动态仿真与控制、优化决策等功能的设计方法实现了自动化技术。自动化科学与技术的使能性包括许多方面，其中控制理论跟方法提供了反馈、前馈、控制器设计方法等可以有利于机械、电气等学科领域的控制系统的设计与分析。

3）系统性

自动化科学与技术重要特征之一是系统性，动态建模、控制、优化决策这些都是自动化科学与技术从“系统”方面来进行分析的，尤其是反馈控制系统，反馈机制可以很好的改善对象的动态特性。现如今很多大型复杂的物理系统都与分布式计算单元相结合，应用于检测、控制、管理以及优化决策。智慧城市、智慧交通这类有人参与的信息物理系统正是自动化技术才能更好实现节能减排，改善人们的生活。

4）广泛性

我们从前面所说的自动化科学与技术的三个特性方面能看的出来，自动化还具有广泛性，这种特性准确的来说可以说是研究对象的性质，自动化它的研究对象可以工业制造中的一些大型机械这种固定的物体，也可以是运载工具这种移动的物体，也可以是像企业管理系统、交通系统这类人参与的系统。不仅是研究对象，自动化在应用领域方面也极具广泛性。工业、农业、军事、交通、医疗、商业等各个领域都有涉及自动化科学与技术研发出的自动化系统。

2 自动化科学与技术的发展历程

很久以前自动化科学与技术的雏形就以及产生，在过去大自然就存在反馈机制，而人类将反馈机制应用到风车上，人类用反馈机制发明了离心调速器，让风车保持恒定速度运行。在19世纪初期，Sperry发明了陀螺仪，这就是典型的PID控制器，也成为了自动化科学与技术的开端。在之后各种各样的控制器被人们发明，在上个世界60年代，计算机问世，自此自动化科学与技术就真正的走入每家每户。

3 自动化科学与技术面临的挑战与发展方向

我们可以从自动化科学与技术的发展历史当中能发现以下几个启示：1）人类发展过程的需求推动了自动化科学的发展2）自动化科学与技术的发展跟控制科学与工程学科息息相关3）人类的需求以及实现技术推动了之后的控制系统的发展4）控制系统的设计需求推动了控制理论的发展5）工业的固定物体以及飞行器等移动的运动体的控制系统推动了之后控制理论的发展。

我国自改革开放之后，自动化科学与技术的发展迅速，现已经有巨大成就，这些成就体现在控制理论以及智能系统中，在基礎方面我国的自动化科学与技术已经是先进水平。不过我国的自动化科学与技术缺少领跑的实际研究成果。另一方面我国一直在快速的发展，在各个方面的需求也在提高。互联网、云计算等领域都需要继续发展。为了适应之后国家的需求，人们在自动化科学与技术会有新的要求。控制系统正在向智能自主化进行发展。

在生产过程中，智能自主的控制系统的愿景功能是：能够智能感知一些生产的条件变化，智能的改变回路设定值，使输出能够很好的跟着设定值，对设备的运行情况能够很好的远程被控。让生产过程更加的安全可靠。

智能协同控制系统的愿景功能是：能够很好的感知运行情况，给出一定目标，设备能工综合生产，自主控制系统可以让设备最佳运行。预测异常的情况，进行自优化控制。

智能决策的愿景功能是：感知市场信息以及生产条件，让企业更加高效更加环保，让企业能够计划调度，自主学习自我优化决策。

而运动的物体，例如汽车、飞行器等运载工具的愿景功能是：快速感知周围环境，能够识别出环境对于本身任务的影响，使运载工具能够进行自动调节，修改自我行为去适应环境。最终安全的完成任务。

以上愿景是自动化科学与技术未来的的发展方向，朝着这几个方向进行研究，完成以上几个愿景是未来自动化发展的趋势，而我国如果能够按着趋势走，跟紧节奏，那么未来自动化科学与技术依旧可以继续推动我国的经济发展，为我国国家安全作出贡献。

4 结论

本文的核心思想是为了探究未来自动化科学与技术学科的发展。以社会的发展以及国家的安全作为科学技术的导向，提出未来自动化科学与技术的几个大方向。文中所提到的几个方向将会成为大势所趋。也是未来自动化发展过程中必不可少的。

这几种发展方向在未来都可以对我国安全以及经济发展都能够有所帮助，而如果要实现以上目标必定需要许多专业人才，这就需要有关部门重新考虑我国自动化专业人才的培养方式，对现在培养方式中存在的问题进行改正。培养新一代优秀的自动化人才。

参考文献

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