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自动化automation  

2007-11-13 16:27:01|  分类: 百科常識 |  标签: |举报 |字号 订阅

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自动化

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。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。

    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,随着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。

    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。

    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。

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