自動化論文發(fā)表期刊推薦《科技創(chuàng)新導(dǎo)報》是經(jīng)國家新聞出版總署批準的，由中國航天科技集團公司主管、中國宇航出版社-北京合作創(chuàng)新國際科技服 務(wù)中心主辦的科技綜合類期刊；《科技創(chuàng)新導(dǎo)報》雜志面向國內(nèi)外公開發(fā)行；讀者對象定位于各單位科研管理人員、科技企業(yè)科研開發(fā)人員、高等院校師生、科研院 所工作人員、各大企業(yè)的廣大科技工作者和關(guān)心高科技轉(zhuǎn)化的社會各界人士。
摘要:論述了自動化技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展與應(yīng)用，對機械制造設(shè)計主動引入人工智能技術(shù)作了介紹.

關(guān)鍵詞:自動化,發(fā)展,應(yīng)用

1自動化的基本概念

何謂“自動化”?簡單地說，自動化就是在無人的情況下，用各種傳感器執(zhí)行控制功能。它始于人們用機器實現(xiàn)按固定程序自動進行的各種操作，把人類從笨重、單調(diào)、重復(fù)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機器不斷提高在不確定或變化的環(huán)境中自動保持必要的功能以達到預(yù)定目標的能力。因此，自動化系統(tǒng)必須是開放和可控的，不斷從外界環(huán)境中獲取信息并進行必要的分析、處理、判斷、決策、調(diào)整和控制。自動化技術(shù)研究的是如何通過各種技術(shù)工具和系統(tǒng)(包括計算機)延伸人的信息獲取、處理和決策控制的功能，從而更好地進行生產(chǎn)和生活，以提高勞動生產(chǎn)率和生活質(zhì)量。

2自動化技術(shù)的發(fā)展

具有低層次“自動化”功能的裝置古已有之。我國古代的木牛流馬、指南車、銅壺滴漏，歐洲的鐘表報時裝置和一些手工機械，無一不反映出人類追求自動化的聰明才智。但真正刻意設(shè)計出來取代或增強人的智能，從而能在不確定的條件下保證實現(xiàn)預(yù)定目標的自動裝置最早應(yīng)屬木制水輪灌溉系統(tǒng)。其后瓦特發(fā)明的蒸汽機的離心調(diào)速器，也自覺地運用了自動原理，從而能在鍋爐壓力和負荷變化的條件下把轉(zhuǎn)速保持在一定的范圍。20世紀20年代，電子信息技術(shù)的發(fā)展提供了信息反饋和隨機處理的各種強有力手段，使得自動控制和信息處理技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，并逐漸形成了一門新興學科－自動化。到了五六十年代，數(shù)字計算機廣泛的應(yīng)用大大提高了進行復(fù)雜數(shù)值計算和簡單邏輯判斷的能力，使得自動化技術(shù)真正應(yīng)用于從工業(yè)生產(chǎn)到航空航天的各個領(lǐng)域。錢學森的“控制論”在此基礎(chǔ)上應(yīng)運而生，從而為人類自覺地實現(xiàn)自動化奠定了理論基礎(chǔ)。但由于當時的“老式”計算機體積龐大功能不全，所以一些較為復(fù)雜的問題，仍然不能得到很好的解決。七八十年代以來，芯片集成技術(shù)飛速提升，使計算機擁有了更加全面的功能:可以高速地對圖象、聲音等各種信息進行存取和運算，可以對數(shù)據(jù)和符號進行定性、模糊的推理和判斷，可以容許局部出現(xiàn)錯誤或故障而保持整體的優(yōu)良性能。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(xiàn)的更高要求�？傊�，自動化進一步深入發(fā)展和其它一些學科發(fā)展的相互作用，將徹底改變?nèi)祟惖纳�產(chǎn)結(jié)構(gòu)體系和生活質(zhì)量體系，成為影響未來社會進程最具影響力的

前沿科學。

3自動化技術(shù)的內(nèi)容及應(yīng)用

自動化技術(shù)的內(nèi)容按其理論歸納、技術(shù)手段和處理對象的不同，可以大致劃分為控制理論、工程系統(tǒng)與控制、系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程、模式信息處理、智能系統(tǒng)與知識工程，以及機器人學和機器人技術(shù)六大部分。

3.1控制理論

控制理論研究的是根據(jù)被控對象和所處環(huán)境的特性，能動地運用信息施加控制作用而使系統(tǒng)正常運行并達到預(yù)定的功能�？刂评碚摓榻鉀Q當今社會的許多挑戰(zhàn)性問題發(fā)揮了重大作用，提供了科學的思想方法論，這是人類實現(xiàn)自動化的理論基礎(chǔ)。

3.2工程系統(tǒng)與控制

工程系統(tǒng)與控制技術(shù)是研究各種工程系統(tǒng)控制和設(shè)計的問題。從單一的自動控制裝置到一個生產(chǎn)(生活)過程的自動化，直到整個工廠、企業(yè)的控制、管理和經(jīng)營決策一體化，都是其研究的內(nèi)容。工程系統(tǒng)與控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。其中最具影響力的、發(fā)展前景最為可觀的當屬現(xiàn)代集成運行系統(tǒng)。從最廣的意義說，可以包括從企業(yè)長遠規(guī)劃、市場分析、研發(fā)策略、產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計投產(chǎn)、資源分配，到全系統(tǒng)的具體計劃調(diào)度、生產(chǎn)活動的全程監(jiān)控、質(zhì)量控制、產(chǎn)品檢驗，直到銷售服務(wù)、市場反饋等整個企業(yè)經(jīng)營的全過程。這樣一種全盤、綜合自動化的生產(chǎn)過程可以使企業(yè)以更高效高質(zhì)的服務(wù)更好地滿足市場需求，提高企業(yè)效益，增強企業(yè)的市場競爭力。航天工程和具有世界先進水平的中國高速鐵路運行客車是這一現(xiàn)代集成運行系統(tǒng)的最好典范。

3.3系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程

系統(tǒng)科學研究的是在最一般意義下，由相互作用、相互聯(lián)系的事物按一定結(jié)構(gòu)組成并具有某種總體功能的各種系統(tǒng)的運動規(guī)律、行為特征以及如何進行設(shè)計和控制的問題。它主要應(yīng)用了運籌學、控制論、信息論等多個學科分支，成為自動化學科的一個重要研究領(lǐng)域并得到蓬勃的發(fā)展。數(shù)控機床、無人飛機、探測月球、火星的工程車是這一工程的杰出代表。

3.4模式信息處理

模式識別，亦稱模式信息處理，其本來意義是研究用計算機對一般由人類感覺器官接受的圖象、文字、語音等模式信息進行處理、描述和分類的學科。模式識別也可泛指任何對一般事物抽取概念特征進行判斷和分類的過程。模式識別的應(yīng)用方向包括計算機視覺，文字、文本識別，語音識別和理解等多個領(lǐng)域。中國在模式識別領(lǐng)域正處于世界領(lǐng)先地位，許多中國學者都為此做出了重要貢獻。自動翻譯系統(tǒng)，自動識別系統(tǒng)顯示了這一技術(shù)廣闊發(fā)展遠景。

3.5人工智能

人工智能研究的主要是如何用機器模仿人類智能活動的某些方面，延伸人腦功能的問題。現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展和重大進步，已經(jīng)對控制和系統(tǒng)科學提出了新的更高的要求，自動化控制理論正面臨著新的發(fā)展機遇和嚴峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)控制理論在解決一些具有不確定性、難以構(gòu)建精確數(shù)學模型、復(fù)雜多變的問題上遇到了不少難題。這就需要建造出這樣的機器，使它在復(fù)雜多變的環(huán)境中，能夠?qū)崟r應(yīng)變，靈活判斷、迅速決策以實現(xiàn)更高層次的自動化系統(tǒng)智能控制。簡單地說，自動控制的最高要求就是實現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化。人工智能作為一個前沿科學，發(fā)展極為迅速，最具影響力的分支有“知識表達”的專家系統(tǒng)和“簡單處理器的復(fù)雜系統(tǒng)”———人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。這些領(lǐng)域不僅具有深刻的認識論意義，而且在自動控制、信息處理以及將計算機用于判斷決策和問題求解的應(yīng)用領(lǐng)域里都得到了廣泛的應(yīng)用，人、機象棋對決，而象棋大師屢屢敗北顯示了這一技術(shù)的巨大的生命力。各種自動運行中的車輛、農(nóng)業(yè)機械、飛機、艦船等都是這一技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。它也是徹底代替人工完成各種復(fù)雜技能的主要工具。

3.6機器人學與機器人技術(shù)

機器人學與機器人技術(shù)是一類特殊的自動化機器，它具有與人的四肢相比擬的運動機構(gòu)，接受視覺、聽覺、觸覺等傳感信息，在中央處理器(相當于人腦)的指揮下完成各種操作功能。機器人不僅可以把人類從惡劣條件、繁重單調(diào)的作業(yè)中解放出來，而且在力量、精度和速度，以及在特殊環(huán)境下生存和工作能力各方面都有人類無法替代的優(yōu)點。正因如此，機器人技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學實驗中得到了日益廣泛的應(yīng)用，并且有力地推動了相關(guān)學科和技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，從而使它成為現(xiàn)代自動化學科中一個活躍而富有魅力的研究領(lǐng)域。戰(zhàn)場上的機器人、惡劣環(huán)境中作業(yè)的機器人是將人類從各個危險領(lǐng)域中徹底解放出來的主要替代者。

4結(jié)論

自動化技術(shù)的發(fā)展為替代人類從事各種復(fù)雜、險惡笨重等等生產(chǎn)和科學實驗領(lǐng)域由夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。它將無所不能地在人類無法到達的領(lǐng)域(如火星、深海、沙漠等地)按人類的指令完成各種復(fù)雜的任務(wù)。它將過去主要替代人的體力勞動向既替代人的體力勞動又替代人的腦力勞動轉(zhuǎn)變。它的發(fā)展及應(yīng)用將徹底改變?nèi)祟惖纳�存模式、生產(chǎn)模式和生活模式。這是最具震撼力的技術(shù)革命，這一不斷發(fā)展的科技革命———自動化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，必將引發(fā)深刻的人類社會變革。

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