16286 自动化.doc

16286 自动化名称:自动化英文:automation【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，【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，并得到迅速发展研究工具】主要有数学、计算机等开设院校】(部分)中央民族大学长春工程学院中国农业大学沈阳航空工业学院西南石油大学新疆大学沈阳理工大学中国石油大学(华东)吉林农业大学.北京印刷学院中南民族大学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科技大学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贵州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大学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工业大学辽宁工业大学沈阳理工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烟台大学青岛大学山东新华电脑学校河南大学郑州大学河南理工大学郑州轻工业学院河南科技大学周口师范学院中原工学院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电子科技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大学上海电力学院武汉大学常州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河南师范学院安阳技师学院南京邮电大学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北方民族大学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长江大学工程技术学院湖北工业大学青岛理工大学辽宁科技学院太原工业学院三峡大学江西理工大学仲恺农业工程学院广东工业大学广东韶关学院大连海洋大学五邑大学茂名学院天津科技大学【英文解释】Automation(ancientGreek:=selfdictated)orindustrialautomationistheuseofcomputerstocontrolindustrialmachineryandprocesses,replacinghumanoperators.Itisastepbeyondmechanization,wherehuma。