自動(dòng)化目前的發(fā)展現狀
2013/2/4 12:24:34 點(diǎn)擊：
1946年，美國福特公司的機械工程師D.S.哈德最先提出“自動(dòng)化”一詞，
自動(dòng)化設備（圖1）
并用來(lái)描述發(fā)動(dòng)機汽缸的自動(dòng)傳送和加工的過(guò)程。50年代，自動(dòng)調節器和經(jīng)典控制理論的發(fā)展，使自動(dòng)化進(jìn)入以單變量自動(dòng)調節系統為主的局部自動(dòng)化階段。60年代，隨現代控制理論的出現和電子計算機的推廣應用，自動(dòng)控制與信息處理結合起來(lái)，使自動(dòng)化進(jìn)入到生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)控制與管理的綜合自動(dòng)化階段。
70年代，自動(dòng)化的對象變?yōu)榇笠幠�、復雜的工程和非工程系統，涉及許多用現代控制理論難以解決的問(wèn)題。這些問(wèn)題的研究，促進(jìn)了自動(dòng)化的理論、方法和手段的革新，于是出現了大系統的系統控制和復雜系統的智能控制，出現了綜合利用計算機、通信技術(shù)、系統工程和人工智能等成果的高級自動(dòng)化系統，如柔性制造系統、辦公自動(dòng)化、智能機器人、專(zhuān)家系統、決策支持系統、計算機集成制造系統等。
自動(dòng)裝置的出現和應用是在18世紀以前。古代人類(lèi)在長(cháng)期生產(chǎn)和生活中，
自動(dòng)化設備（圖2）
為了減輕自己的勞動(dòng)，逐漸產(chǎn)生利用自然界動(dòng)力代替人力畜力，以及用自動(dòng)裝置代替人的部分繁難的腦力活動(dòng)的愿望，經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)漫長(cháng)歲月的探索，他們互不相關(guān)地造出一些原始的自動(dòng)裝置。古代中國的指南車(chē)以及17世紀歐洲出現的鐘表和風(fēng)磨控制裝置，雖然都是毫無(wú)聯(lián)系的發(fā)明，但對自動(dòng)化技術(shù)的形成卻起到了先導作用。自動(dòng)化技術(shù)形成時(shí)期是在18世紀末～20世紀30年代。1788年英國機械師J.瓦特發(fā)明離心式調速器（又稱(chēng)飛球調速器），并把它與蒸汽機的閥門(mén)連接起來(lái)，構成蒸汽機轉速的閉環(huán)自動(dòng)控制系統。瓦特的這項發(fā)明開(kāi)創(chuàng )了近代自動(dòng)調節裝置應用的新紀元，對第一次工業(yè)革命及后來(lái)控制理論的發(fā)展有重要影響。人們開(kāi)始采用自動(dòng)調節裝置，來(lái)對付工業(yè)生產(chǎn)中提出的控制問(wèn)題。這些調節器都是一些跟蹤給定值的裝置，使一些物理量保持在給定值附近。自動(dòng)調節器應用標志著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入新的歷史時(shí)期。進(jìn)入20世紀以后，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用各種自動(dòng)調節裝置，促進(jìn)了對調節系統進(jìn)行分析和綜合的研究工作。這一時(shí)期雖然在自動(dòng)調節器中已廣泛應用反饋控制的結構，但從理論上研究反饋控制的原理則是從20世紀20年代開(kāi)始的。1833年英國數學(xué)家C.巴貝奇在設計分析機時(shí)首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系統與控制的專(zhuān)業(yè)研究機構成立，為20世紀40年代形成經(jīng)典控制理論和發(fā)展局部自動(dòng)化作了理論上和組織上的準備。
20世紀40～50年代是局部自動(dòng)化時(shí)期第二次世界大戰時(shí)期形成的經(jīng)典控制理
自動(dòng)化設備（圖3）
論對戰后發(fā)展局部自動(dòng)化起了重要的促進(jìn)作用。在問(wèn)題的過(guò)程中形成了經(jīng)典控制理論﹐設計出各種精密的自動(dòng)調節裝置﹐開(kāi)創(chuàng )了系統和控制這一新的科學(xué)領(lǐng)域。這一新的學(xué)科當時(shí)在美國稱(chēng)為伺服機構理論﹐在蘇聯(lián)稱(chēng)為自動(dòng)調整理論﹐主要是解決單變量的控制問(wèn)題。經(jīng)典控制理論這個(gè)名稱(chēng)是1960年在第一屆全美聯(lián)合自動(dòng)控制會(huì )議上提出來(lái)的。1945年后由于戰時(shí)出版禁令的解除﹐出現了系統闡述經(jīng)典控制理論的著(zhù)作。1945年美國數學(xué)家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統。50年代以后﹐經(jīng)典控制理論有了許多新的發(fā)展。。經(jīng)典控制理論的方法基本上能滿(mǎn)足第二次世界大戰中軍事技術(shù)上的需要和戰后工業(yè)發(fā)展上的需要。但是到了50年代末就發(fā)現把經(jīng)典控制理論的方法推廣到多變量系統時(shí)會(huì )得出錯誤的結論。經(jīng)典控制理論的方法有其局限性。
20世紀40年代中發(fā)明的電子數字計算機開(kāi)創(chuàng )了數字程序控制的新紀元﹐雖然當時(shí)還局限于自動(dòng)計算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐開(kāi)創(chuàng )了電子數字程序控制的新紀元。電子數字計算機的發(fā)明為60～70年代在控制系統中廣泛應用程序控制和邏輯控制以及廣泛應用電子數字計算機直接控制生產(chǎn)過(guò)程奠定了基礎。
20世紀50年代末起至今是綜合自動(dòng)化時(shí)期，這一時(shí)期空間技術(shù)迅速發(fā)展，
自動(dòng)化設備（圖4）
迫切需要解決多變量系統的最優(yōu)控制問(wèn)題。于是誕生了現代控制理論�，F代控制理論的形成和發(fā)展為綜合自動(dòng)化奠定了理論基礎。同時(shí)微電子技術(shù)有了新的突破。1958年出現晶體管計算機，1965年出現集成電路計算機，1971年出現單片微處理機。微處理機的出現對控制技術(shù)產(chǎn)生了重大影響﹐控制工程師可以很方便地利用微處理機來(lái)實(shí)現各種復雜的控制，使綜合自動(dòng)化成為現實(shí)�！白詣�(dòng)化(Automation)”是美國人D.S.Harder于1936年提出的他認為在一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，機器之間的零件轉移不用人去搬運就是“自動(dòng)化”。
自動(dòng)化的概念是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。過(guò)去，人們對自動(dòng)化的理解或者說(shuō)自動(dòng)化的功能目標是以機械的動(dòng)作代替人力操作，自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。這實(shí)質(zhì)上是自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)的觀(guān)點(diǎn)。后來(lái)隨著(zhù)電子和信息技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著(zhù)計算機的出現和廣泛應用，自動(dòng)化的概念已擴展為用機器(包括計算機)不僅代替人的體力勞動(dòng)而且還代替或輔助腦力勞動(dòng)，以自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。
今天看來(lái)自動(dòng)化的上述概念也還不完善。把自動(dòng)化的功能目標看成是用機器代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)是比較狹窄的理解。這種理解甚至在某種程度上阻礙了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，例如，有人就認為，中國人多，搞自動(dòng)化沒(méi)有很大的必要。
今天，自動(dòng)化已遠遠突破了上述傳統的概念，具有更加寬廣和深刻的內涵。
自動(dòng)化的廣義內涵至少包括以下幾點(diǎn)：在形式方面，制造自動(dòng)化有三個(gè)方面的含義：代替人的體力勞動(dòng)，代替或輔助人的腦力勞動(dòng)，制造系統中人機及整個(gè)系統的協(xié)調、管理、控制和優(yōu)化。在功能方面，自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)僅僅是自動(dòng)化功能目標體系的一部分。自動(dòng)化的功能目標是多方面的，已形成一個(gè)有機體系。在范圍方面，制造自動(dòng)化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過(guò)程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過(guò)程。
自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，有著(zhù)十分廣泛和深刻的內涵。制造自動(dòng)化技術(shù)的研究非�；钴S。自動(dòng)化流水線(xiàn),自動(dòng)化裝配線(xiàn)
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