自动化科学与技术发展方向浅谈

摘 要：文章首先分析了自动化科学技术的主要特征，随后文章介绍了自动化科学技术的未来发展方向，包括在各个运行系统功能发展需求以及自动化科学技术的主要研究方向等，希望能给相关人士提供一些参考。

关键词：自动化科学;自动化技术;发展方向

引言：随着我国各个领域的不断发展，我国的自动化科学技术也取得了较大的进步，主要可以体现在社会经济、机器人领域、智能系统、模式识别、检测技术、控制与制导、导航、系统工程以及控制工程等领域。而众所周知的，自动化在21世纪有着无可限量的使用价值与开发潜力。本文就此分析了自动化科学技术在未来的主要研究发展方向。

一、自动化科学技术的主要特征

自动化科学技术具有下面几种特征，一是交叉性特征。何为交叉特征，通俗的话讲就譬如化学中的配合物，不同的配体可以结合出不同的产物。自动化科学技术相关理论基础主要是由计算机、物理、数学科学以及研究对象相关领域学科相互交叉形成的，研制出来的自动化系统涉及到人工智能、数学、计算机技术、通信工程、控制科学等各个领域。相关物理学家、经济学家、数学家和工程控制专家等都作出了巨大的贡献。其次就是使能性，何为使能性？古人云：三曰进贤，四曰使能。讲究的是效率与快速优化系统的能力。自动化科学技术的理论基础就是动态系统的优化、控制与建模的方法。自动化科学技术中的使能性主要体现在相关动态系统建模方法与理论中的参数和建模可以有效应用于其他学科建立数学动态模型，或是进行动态特性分析等方面的研究。最后自动化科学技术中的最重要的特征与弊端，就是系统性。因其通常都是从系统角度进行分析，固一旦中枢系统失灵，整个工作体系将陷入群龙无首的混乱之中

随着我国经济和国家安全逐渐加快发展步伐，人们对于管理、生活和生产等领域也提出了更高的要求，我国新发布的人工智能Atificial Intelligence、大数据、互联网+等重要发展战略也需要自动化科学技术的进一步发展[1]尤其是人工智能的诞生，能有效解决自动化对管理人员高专业水平的苛刻要求。为了满足人们生活与国家发展的需要，一些基础设施系统，比如通讯系统、医疗系统、生物系统、水资源系统、能源系统、交通系统以及工业系统等也开始朝着智能化和网络化的方向发展，因此对决策系统、管理系统和控制系统等提出了更高的要求，控制系统等也逐渐朝着智能化的方向发展。

二、自动化科学技术的未来发展方向

1.各个运行系统的功能发展需求

针对生产制造自主控制系统未来的功能需求是能够自动感知各种生产条件的改变，同时对决策控制回路进行自主设值，让回路控制模块能够对设定值进行准确追踪，对控制系统运行状况进行优化控制、可视化监控以及远程监控等操作。

对于企业生产制造过程中所需的智能决策系统、智能协调优化控制系统等方面的功能愿景是能够自动感知整个工况的运行变化，将优化综合生产指标作为主要的发展目标，促进生产过程中所有生产设备的智能化控制，对生产过程中的各种异常状况进行移动监控和远程监测，通过自由化控制系统，有效解决各种异常问题，从而保证系统的稳定运行，促进整个生产流程的优化运转。

智能决策优化的未来功能发展愿景就是能够对市场中不断变化的流动信息进行实时感知，对整个制造流程的运行状态和生产条件等信息进行实时感知，将绿色发展和高效运转作为主要的发展目标，促进控制指令、生产指令、运行指标、计划调度、企业目标等元素的一体化决策优化[2]。

针对陆用武器、汽车、航天器等关键运输工具中的自动化控制系统未来功能愿景是能够对所经过的环境信息进行快速感知，同时准确识别出环境中的各种多元化任务和不确定任务，让控制对象成为一种智能主体，从而对自身的异常行动进行及时修正，更好地适应不断变化的环境，保证各项任务的安全完成。

2.自动化科学技术的发展方向

马克思说过，事物是永恒发展且普遍联系的，用这句话来描述自动化领域真是在贴切不过。事物的发展就是新事物代替旧事物的过程。新事物是旧事物发展的结果，新事物代替旧事物也是必然的。为了能够更好满足未来生产发展的需求，应该将自动化系统转化成五大系统，分别是虚拟制造系统、智能决策优化系统、全过程协同控制系统、过程自主控制系统等，由这五大系统形成一种两层结构模式的现代化生产系统。为了能够满足运载工具在未来的发展要求，应该将自动化运载系统转化成三大系统，分别是一体化导航制导控制系统、多元智能体的协调控制系统以及智能控制系统等。将实现上述功能为研究目标进行系统研究，有助于我国智能制造的发展。

自动化技术除了能够应用在海洋运载、汽车、轨道交通、航天航空等领域外，也逐渐应用于通讯系统、医疗系统、能源系统、交通系统等基础设施建设当中，通过对上述内容进行技术、决策理论、仿真、建模等方面的优化研究能够推动自动化科学技术的不断发展。

信息技术的发展在一定程度上也推动了智能交通、智能电网以及智慧层城市等方面的发展，在生物系统、微纳制造等领域也有所应用，为此应该将自动化科学技术作为未来发展方向研究的主要研究内容，具体进行下面几项研究，一是自动化的人工智能驱动研究，二是新时期智能化与网络化的控制系统研究，三是人工参与的自动化科学技术在信息物理系统方面的应用，四是各种新兴领域中的自动化科学技术，比如生物系统、微纳制造以及量子通讯等领域。想要对上述的自动化科学技术未来发展方向研究，还需要解决下面几项问题，分别是含有复杂综合性的机理不清的动态系统建模，综合复杂性较强的控制对象进行高水平性控制，多尺度、多冲突约束、多冲突目标的动态化复杂系统控制与决策优化的一体化研究，在云计算、移动通讯、大数据等背景下的智能化与网络化的自动系统设计等。

结语：综上所述，我国未来自动化科学技术的发展能够对我国的经济发展贡献巨大的力量，同时也离不开大量致力自动化系统运行、开发、设计和研究的创新人才，为此应该科学制定自动化人才的培养方案，并重新规划相关评价机制以及经费补助机制等内容，从而为自动化科学技术的发展培养出源源不断的人才供应。（而作为江苏莘莘学子中的一员，我也更应该不断更新拓展原有知识，争取为祖国的自动化领域奉献出最大的力量）

参考文献

[1]柴天佑.自动化科学与技术发展方向[J/OL].自动化学报：1-8[2018-11-19].

[2]涂序彥.“自动化科学技术”的发展方向与开发策略[J].自动化博览，2010，27（S1）：34-39.

作者简介：谈政烨（2001.01.01——），性别：男，民族：汉族，籍贯：江苏宜兴，学校：南京师范大学附属中学江宁分校。