名稱:自動化 英文：automation 1946年，美國福特公司的機械工程師D.S.哈德最先提出“自動化”一詞，并用來描述發(fā)動機汽缸的自動傳送和加工的過程。50年代，自動調(diào)節(jié)器和經(jīng)典控制理論的發(fā)展，使自動化進入以單變量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)為主的局部自動化階段。
自動化60年代，隨現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)和電子計算機的推廣應用，自動控制與信息處理結(jié)合起來，使自動化進入到生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制與管理的綜合自動化階段。 70年代，自動化的對象變?yōu)榇笠?guī)模、復雜的工程和非工程系統(tǒng)，涉及許多用現(xiàn)代控制理論難以解決的問題。這些問題的研究，促進了自動化的理論、方法和手段的革新，于是出現(xiàn)了大系統(tǒng)的系統(tǒng)控制和復雜系統(tǒng)的智能控制，出現(xiàn)了綜合利用計算機、通信技術、系統(tǒng)工程和人工智能等成果的高級自動化系統(tǒng)，如柔性制造系統(tǒng)、辦公自動化、智能機器人、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)等。 自動裝置的出現(xiàn)和應用是在18世紀以前。古代人類在長期生產(chǎn)和生活中﹐為了減輕自己的勞動﹐逐漸產(chǎn)生利用自然界動力代替人力畜力﹐以及用自動裝置代替人的部分繁難的腦力活動的愿望﹐經(jīng)過經(jīng)過漫長歲月的探索﹐他們互不相關地造出一些原始的自動裝置。古代中國的指南車以及17世紀歐洲出現(xiàn)的鐘表和風磨控制裝置﹐雖然都是毫無聯(lián)系的發(fā)明﹐但對自動化技術的形成卻起到了先導作用。
自動化技術形成時期是在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(diào)速器(又稱飛球調(diào)速器)﹐并把它與蒸汽機的閥門連接起來﹐構(gòu)成蒸汽機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了近代自動調(diào)節(jié)裝置應用的新紀元﹐對第一次工業(yè)革命及后來控制理論的發(fā)展有重要影響。人們開始采用自動調(diào)節(jié)裝置﹐來對付工業(yè)生產(chǎn)中提出的控制問題。這些調(diào)節(jié)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。自動調(diào)節(jié)器應用標志著自動化技術進入新的歷史時期。進入20世紀以后﹐工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用各種自動調(diào)節(jié)裝置﹐促進了對調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行分析和綜合的研究工作。這一時期雖然在自動調(diào)節(jié)器中已廣泛應用反饋控制的結(jié)構(gòu)﹐但從理論上研究反饋控制的原理則是從20世紀20年代開始的。1833年英國數(shù)學家C.巴貝奇在設計分析機時首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系統(tǒng)與控制的專業(yè)研究機構(gòu)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年代是局部自動化時期第二次世界大戰(zhàn)時期形成的經(jīng)典控制理論對戰(zhàn)后發(fā)展局部自動化起了重要的促進作用。在問題的過程中形成了經(jīng)典控制理論﹐設計出各種精密的自動調(diào)節(jié)裝置﹐開創(chuàng)了系統(tǒng)和控制這一新的科學領域。這一新的學科當時在美國稱為伺服機構(gòu)理論﹐在蘇聯(lián)稱為自動調(diào)整理論﹐主要是解決單變量的控制問題。經(jīng)典控制理論這個名稱是1960年在第一屆全美聯(lián)合自動控制會議上提出來 自動化設備的。1945年后由于戰(zhàn)時出版禁令的解除﹐出現(xiàn)了系統(tǒng)闡述經(jīng)典控制理論的著作。1945年美國數(shù)學家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統(tǒng)。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足第二次世界大戰(zhàn)中軍事技術上的需要和戰(zhàn)后工業(yè)發(fā)展上的需要。但是到了50年代末就發(fā)現(xiàn)把經(jīng)典控制理論的方法推廣到多變量系統(tǒng)時會得出錯誤的結(jié)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(shù)字計算機開創(chuàng)了數(shù)字程序控制的新紀元﹐雖然當時還局限于自動計算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐開創(chuàng)了電子數(shù)字程序控制的新紀元。電子數(shù)字計算機的發(fā)明為60～70年代在控制系統(tǒng)中廣泛應用程序控制和邏輯控制以及廣泛應用電子數(shù)字計算機直接控制生產(chǎn)過程奠定了基礎。 20世紀50年代末起至今是綜合自動化時期，這一時期空間技術迅速發(fā)展﹐迫切需要解決多變量系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。于是誕生了現(xiàn)代控制理論。現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展為綜合自動化奠定了理論基礎。同時微電子技術有了新的突破。1958年出現(xiàn)晶體管計算機﹐1965年出現(xiàn)集成電路計算機﹐1971年出現(xiàn)單片微處理機。微處理機的出現(xiàn)對控制技術產(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實現(xiàn)各種復雜的控制﹐使綜合自動化成為現(xiàn)實。 工業(yè)自動化控制系統(tǒng)
“自動化(Automation)”是美國人D.S.Harder于1936年提出的他認為在一個生產(chǎn)過程中，機器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運就是“自動化”。 自動化的概念是一個動態(tài)發(fā)展過程。過去，人們對自動化的理解或者說自動化的功能目標是以機械的動作代替人力操作，自動地完成特定的作業(yè)。這實質(zhì)上是自動化代替人的體力勞動的觀點。后來隨著電子和信息技術的發(fā)展，特別是隨著計算機的出現(xiàn)和廣泛應用，自動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而且還代替或輔助腦力勞動，以自動地完成特定的作業(yè)。 今天看來自動化的上述概念也還不完善。把自動化的功能目標看成是用機器代替人的體力勞動或腦力勞動是比較狹窄的理解。這種理解甚至在某種程度上阻礙了自動化技術的發(fā)展，例如，有人就認為，中國人多，搞自動化沒有很大的必要。 今天，自動化已遠遠突破了上述傳統(tǒng)的概念，具有更加寬廣和深刻的內(nèi)涵。 自動化的廣義內(nèi)涵至少包括以下幾點：在形式方面，制造自動化有三個方面的含義：代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，制造系統(tǒng)中人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。在功能方面，自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是自動化功能目標體系的一部分。自動化的功能目標是多方面的，已形成一個有機體系。在范圍方面，制造自動化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過程。 自動化是一個動態(tài)概念，有著十分廣泛和深刻的內(nèi)涵。目前制造自動化技術的研究非常活躍。