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贡献者：电子狂热者 浏览：6219次 创建时间：2009-05-30
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自动化 名称:自动化
英文：automation
机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
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【发展简况】
【研究内容】
【发展趋势】
【开设院校】
【英文解释】
[编辑本段]【发展简况】
1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。
60年代，随现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。
70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进了自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算机、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统，如柔性制造系统、办公自动化、智能机器人、专家系统、决策支持系统、计算机集成制造系统等。
自动装置的出现和应用是在18世纪以前。古代人类在长期生产和生活中﹐为了减轻自己的劳动﹐逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力﹐以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望﹐经过经过漫长岁月的探索﹐他们互不相关地造出一些原始的自动装置。古代中国的指南车以及17世纪欧洲出现的钟表和风磨控制装置﹐虽然都是毫无联系的发明﹐但对自动化技术的形成却起到了先导作用。
自动化技术形成时期是在18世纪末～20世纪30年代。1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)﹐并把它与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元﹐对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。人们开始采用自动调节装置﹐来对付工业生产中提出的控制问题。这些调节器都是一些跟踪给定值的装置﹐使一些物理量保持在给定值附近。自动调节器应用标志着自动化技术进入新的历史时期。进入20世纪以后﹐工业生产中广泛应用各种自动调节装置﹐促进了对调节系统进行分析和综合的研究工作。这一时期虽然在自动调节器中已广泛应用反馈控制的结构﹐但从理论上研究反馈控制的原理则是从20世纪20年代开始的。1833年英国数学家C.巴贝奇在设计分析机时首先提出程序控制的原理。939世界上第一批系统与控制的专业研究机构成立﹐为20世纪40年代形成经典控制理论和发展局部自动化作了理论上和组织上的准备。
20世纪40～50年代是局部自动化时期第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在问题的过程中形成了经典控制理论﹐设计出各种精密的自动调节装置﹐开创了系统和控制这一新的科学领域。这一新的学科当时在美国称为伺服机构理论﹐在苏联称为自动调整理论﹐主要是解决单变量的控制问题。经典控制理论这个名称是1960年在第一届全美联合自动控制会议上提出来的。1945年后由于战时出版禁令的解除﹐出现了系统阐述经典控制理论的著作。1945年美国数学家维纳﹐N.把反馈的概念推广到一切控制系统。50年代以后﹐经典控制理论有了许多新的发展。。经典控制理论的方法基本上能满足第二次世界大战中军事技术上的需要和战后工业发展上的需要。但是到了50年代末就发现把经典控制理论的方法推广到多变量系统时会得出错误的结论。经典控制理论的方法有其局限性。
20世纪40年代中发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的新纪元﹐虽然当时还局限于自动计算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐开创了电子数字程序控制的新纪元。电子数字计算机的发明为60～70年代在控制系统中广泛应用程序控制和逻辑控制以及广泛应用电子数字计算机直接控制生产过程奠定了基础。
20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展﹐迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。于是诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。同时微电子技术有了新的突破。1958年出现晶体管计算机﹐1965年出现集成电路计算机﹐1971年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响﹐控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制﹐使综合自动化成为现实。
“自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder于1936年提出的他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化”。
自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。
今天看来自动化的上述概念也还不完善。把自动化的功能目标看成是用机器代替人的体力劳动或脑力劳动是比较狭窄的理解。这种理解甚至在某种程度上阻碍了自动化技术的发展，例如，有人就认为，中国人多，搞自动化没有很大的必要。
今天，自动化已远远突破了上述传统的概念，具有更加宽广和深刻的内涵。
自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。
自动化是一个动态概念，有着十分广泛和深刻的内涵。目前制造自动化技术的研究非常活跃，
[编辑本段]【研究内容】
自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。作为一个系统工程，它由5个单元组成：①程序单元。决定做什么和如何做。②作用单元。施加能量和定位。③传感单元。检测过程的性能和状态。④制定单元。对传感单元送来的信息进行比较，制定和发出指令信号。⑤控制单元。进行制定并调节作用单元的机构。自动化的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面，包括理论、方法、硬件和软件等，从应 用观点来看，研究内容有过程自动化、机械制造自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等。
过程自动化 石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理自动化。一般采用由检测仪表、调节器和计算机等组成的过程控制系统，对加热炉、精馏塔等设备或整个工厂进行最优控制。采用的主要控制方式有反馈控制、前馈控制和最优控制等。
机械制造自动化 这是机械化、电气化与自动控制相结合的结果，处理的对象是离散工件。早期的机械制造自动化是采用机械或电气部件的单机自动化或是简单的自动生产线。20世纪60年代以后，由于电子计算机的应用，出现了数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计、计算机辅助制造、自动化仓库等。研制出适应多品种、小批量生产型式的柔性制造系统（FMS）。以柔性制造系统为基础的自动化车间，加上信息管理、生产管理自动化，出现了采用计算机集成制造系统（CIMS）的工厂自动化。
管理自动化 工厂或事业单位的人、财、物、生产、办公等业务管理自动化，是以信息处理为核心的综合性技术，涉及电子计算机、通信系统与控制等学科。一般采用由多台具有高速处理大量信息能力的计算机和各种终端组成的局部网络。现代已在管理信息系统的基础上研制出决策支持系统（DSS），为高层管理人员决策提供备选的方案。
对社会的影响 自动化是新的技术革命的一个重要方面。自动化技术的研究、应用和推广，对人类的生产、生活等方式将产生深远影响。生产过程自动化和办公室自动化可极大地提高社会生产率和工作效率，节约能源和原材料消耗，保证产品质量，改善劳动条件，改进生产工艺和管理体制，加速社会的产业结构的变革和社会信息化的进程。
[编辑本段]【发展趋势】
现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以后，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。
[编辑本段]【开设院校】
（部分）
沈阳理工大学 中国石油大学（华东） 吉林农业大学.北京印刷学院 重庆工商大学 西南科技大学 四川理工学院 昆明理工大学 西安理工大学 西安建筑科技大学 西安矿业学院 陕西理工学院 兰州理工大学 青海大学 北京工商大学 北京工业大学 北方工业大学 北京服装学院 北京建筑工程学院 北京机械工业学院 北京联合大学 首钢工学院 天津科技大学 天津工业大学 河北大学 河北工程大学 河北工业大学 河北理工学院 河北科技大学 河北师范大学 燕山大学 太原理工大学 内蒙古大学 内蒙古科技大学 内蒙古工业大学 沈阳工业大学 辽宁科技大学 辽宁工程技术大学 沈阳化工学院 大连轻工业学院 辽宁工业大学 沈阳大学 大连大学 长春工业大学 吉林化工学院 吉林工程技术师范学院 黑龙江大学 黑龙江矿业学院 齐齐哈尔大学 佳木斯大学 哈尔滨理工大学 上海工程技术大学 上海大学 南京工业大学 江苏大学 扬州大学 浙江工业大学 杭州应用工程技术学院 宁波大学 安徽大学 安徽工业大学 安徽理工大学 安徽工程科技学院 集美大学 南昌大学 南昌航空大学山东科技大学 青岛科技大学 济南大学 山东大学 山东农业大学 山东轻工业学院 山东理工大学 青岛大学 山东新华电脑学校 郑州大学 郑州轻工业学院 河南科技大学 中原工学院 河南大学 武汉工业学院 湖北汽车工业学院 武汉科技大学 湘潭大学 广东工业大学 广西大学 桂林理工大学 广西工学院 东北林业大学 华北电力大学 东北电力学院 上海电力学院 武汉大学 河海大学 沈阳建筑大学 北京邮电大学 北京信息工程学院 杭州电子科技大学 重庆邮电学院 电子科技大学 西安电子科技大学 北京交通大学 大连交通大学 华东交通大学 中南大学 西南交通大学 兰州交通大学 大连海事大学 武汉理工大学 长沙交道学院 长安大学 中国科学技术大学 哈尔滨工程大学 北京石油化工学院 辽宁石油化工大学 大庆石油学院 湖北科技大学 西南工业大学 西安石油大学 北京理工大学 长春理工大学 南京理工大学 西安工业学院 北京航空航天大学 西北工业大学 哈尔滨工业大学 株洲工学院 清华大学 北京科技大学 北京化工大学 南开大学 天津大学 大连理工大学 东北大学 吉林大学 同济大学 上海交通大学 华东理工大学 东华大学 东南大学 江南大学 浙江大学 合肥工业大学 厦门大学 中国海洋大学 华中科技大学 湖南大学 中南林业科技大学 中山大学 华南理工大学 西南大学 重庆大学 四川大学 深圳大学 中国计量学院 南京邮电学院 襄樊学院 南昌航空大学 东华理工学院 西安邮电学院 天津商学院 大连民族学院 北华大学 上海应用技术学院 南京农业大学 浙江师范大学 绍兴文理学院 景德镇陶瓷学院 西北第二民族学院 武汉工程大学 曲阜师范大学 武汉科技大学中南分校 天津理工大学 福建工程学院 长江大学 湖北工业大学
[编辑本段]【英文解释】
Automation (ancient Greek: = self dictated) or industrial automation is the use of computers to control industrial machinery and processes, replacing human operators. It is a step beyond mechanization, where human operators are provided with machinery to help them with manual work. The most visible part of automation can be said to be industrial robotics. Some advantages are repeatability, tighter quality control, waste reduction, integration with business systems, increased productivity and reduction of labour. Some disadvantages are high initial costs and increased dependence on maintenance.
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