浅谈自动化领域

张国华

（南京化工职业技术学院，江苏 南京 210048）

1 自动化的基本概念

简单地说，自动化就是在无人的情况下，用各种元件和仪表执行控制。自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它始于人们用机器实现按固定程序自动进行的各种操作，把人类从笨重、单调、重复性的劳动中解放出来。但仅仅如此是不够的，要进一步解放人力就要求机器不断提高在不确定或变化的环境中自动保持必要的功能以达到预定目标的能力。因此，自动化系统必须是开放的，不断从外界环境中获取信息并进行必要的分析、处理、判断、决策、调整和控制。由此可知，自动化技术研究的是如何通过各种技术工具和系统（包括计算机）延伸人的信息获取、处理和决策控制的功能，从而更好地指导生产，以提高生产能力、生产水平和劳动生产率。

2 自动化技术的内容及应用

自动化的内容按其理论途径、技术手段和处理对象的不同，可以将之大致划分为控制理论、工程系统与控制、系统科学与系统工程、模式信息处理、智能系统与知识工程，以及机器人学和机器人技术六大部分。

（1）控制理论。控制理论研究的是如何按被控对象和环境的特性，通过能动地采集和运用信息施加控制作用而使系统正常运行并具有预定的功能。控制理论在20世纪的人类科技进步中起到了举足轻重的作用，为解决当今社会的许多挑战性问题产生了积极的影响，提供了科学的思想方法论，为许多产业领域实现自动化奠定了理论基础。

（2）工程系统与控制。工程系统与控制研究各种工程系统控制和设计的问题。从单一的自动控制装置到一个生产过程的自动化，直到整个工厂、企业的控制、管理和经营决策一体化，都是其研究的内容。

（3）系统科学与系统工程。系统科学研究的是在最一般意义下，由相互作用、相互联系的事物按一定结构组成并具有某种总体功能的各种系统的运动规律、行为特征以及如何进行设计和控制的问题。它主要应用于运筹学、控制论、信息论等多个学科分支，成为自动化学科的一个重要研究领域并得到蓬勃的发展。

（4）模式信息处理。模式识别，亦称模式信息处理，其本来意义是研究用计算机对一般由人类感觉器官接受的图像、文字、语音等模式信息进行处理、描述和分类的学科。在更广的含义下，模式识别也可泛指任何对一般事物抽取概念特征进行判断和分类的过。模式识别的应用方向包括计算机视觉，文字、文本识别，语音识别和理解等多个领域。中国在模式识别领域正处于世界领先地位，许多中国学者都为此做出了重要贡献。

（5）人工智能。人工智能研究的主要是如何用机器模仿人类智能活动的某些方面，延伸人脑功能的问题。

（6）机器人与机器人技术。机器人是一类特殊的自动化机器，它具有与人的四肢相比拟的运动机构，可接受视觉、听觉、触觉等传感信息，在处理器的指挥下完成各种机器操作功能。机器人不仅可以把人类从恶劣条件、繁重单调的作业中解放出来，而且在力量、精度和速度，以及在特殊环境下生存和工作能力各方面都有人类无法替代的优点。

3 自动化专业的就业方向

自动化专业的基本上是弱电控制，也可进行强电的操作，不过很少。①电厂（包括各个公司，工厂的配电室）。②软件开发（特别是单片机或EDA等）。③PLC（大体是工控方向，搭建操作平台等）。④各个矿山，或金属冶炼场所（进行自动化设备的维护，操作等）。⑤去学校当老师。⑥做销售工作（专门卖自己专业相关的东西）。⑦公务员，每个专业都可以的。⑧各种研究所。

4 如何学习自动化

对于新事物新知识的学习开始于对它的了解，但仅如此是远远不够的。当真正了解一门学科之后，更重要的是真正去进入它、去学习它。

（1）学好数学。作为几乎一切工科知识的必备理论工具，应该首先引起我们的高度重视。数学好的人不一定专业知识出众，但一个专业强的人必定拥有扎实的数学功底。因此，自动化专业的学习应该把数学的学习放在首位。

（2）掌握专业理论知识。没有深厚广博的专业理论知识就不可能在本专业方向有所成就，其次，自动化学科内容繁多，对于更高层次学习之前，应该对自己的发展方向有一个大致的规划设想。不求面面俱到，而应有所突破；不求泛泛而谈，而应深刻领会，使自己对于专业知识不仅“广博”而且“精专”。这样才能在未来的人才战场上得到一个较好的军衔。

（3）实践。自动化专业不仅仅是一门理论，更是一门广泛应用于生产实践的技术，因此理论实践对于自动化的学习而言，是不可或缺的。“实践是检验真理的唯一标准”，一门理论只有应用于实践才能显现出其本来的面貌。对于自动化而言，专业的学习最终是指向工作的，因此，在学习阶段就加强理论的实践环节，无疑对以后工作有百益而无一害。

（4）知识更新。自动化，作为新兴的前沿学科，几乎每天都在发生着巨大的变化。真正要学好自动化专业，最起码得保证自己能跟上时代发展的进程。对于飞速发展的科技知识要保持高度的敏锐感和终生学习的基本素质。

[1]万百五.自动化概论[M].武汉：武汉大学出版社，2007.

[2]刘仙洲.中国机械工程发明史[M].武汉：科学出版社，1965.

[3]吴蕴章.自动化控制理论基础[M].西安：交通大学出版社，1999.

[4]管晓宏.自动化科学与技术的发展[J].信息科学技术概论，1980.

[5]张永青.高等教育原理[M].重庆：西南师范大学出版社，1992.