A. 自动化包括哪些
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。它是指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。自动化技术广泛应用于各个领域,包括工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等。采用自动化技术不仅可以减轻人们繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境,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。
1946年,美国福特公司的机械工程师D.S.哈德首次提出“自动化”一词,用于描述发动机汽缸的自动传送和加工过程。50年代,自动调节器和经典控制理论的发展,使自动化进入单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代,现代控制理论的出现和电子计算器的广泛应用,使自动化进入生产过程最优控制与管理的综合自动化阶段。70年代,自动化对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统,涉及许多现代控制理论难以解决的问题。
自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。它研究的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,研究内容包括过程自动化、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。
过程自动化是指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、调节器和计算器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。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,由于电子计算器的应用,出现了数控机床、加工中心、机器人、计算器辅助设计、计算器辅助制造、自动化仓库等。
管理自动化是指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,涉及电子计算器、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器和各种终端组成的局部网络。
自动化对人类的生产、生活方式产生了深远影响。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变革和社会信息化进程。
现代生产和科学技术的发展,对自动化技术提出了越来越高的要求,同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以来,自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展,并广泛应用于国防、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。