自動化
使用各种控制系统的操作设备 / 維基百科,自由的 encyclopedia
自動化技術是一門綜合性技術,它和控制論、信息論、系統工程、計算機技術、電子學、液壓及氣壓技術、自動控制等都有着十分密切的關係,而其中又以「控制理論」和「計算機技術」對自動化技術的影響最大。一些過程已經被完全自動化。狹義上指最高程度的機械化和電氣化,即機器由依靠人力直接操作,轉變為按人給出的既定要求和程序規定進行生產[1]。廣義上指原本由人工直接參與的操作,改換為由生產或服務中的對象或過程自發地按預定規律運行的一種轉變過程[2][3]。
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自動控制是實現自動化的手段,指無人直接參與的情況下,利用外加的設備(控制器),使機器或生產過程(被控對象)的某個工作狀態或參數(被控量)自動按照預定規律運行[4]。
自動化是相對人工概念而言的。指的是在沒人參與的情況下,利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利於將人類從複雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來並大大提高控制效率。自動化的最大好處是可以節省勞動力,同時,它也可用於節約能源和材料,並改善品質,準確度和精度。
室內溫度的調節是一個簡明易懂的例子。目的是把室內溫度保持在一個定值θ,儘管開窗等因素使得室內熱量散發出室外(干擾d)。為了達到這個目的,加熱必須被適當的影響。通過閥門的調節,溫度就會保持恆定。除此之外,在人們有感覺之前,暖器熱水的溫度也會受外界溫度的干擾。
自動化技術已被通過各種方式通常在組合來實現的,包括機械,液壓,氣動,電氣,電子和計算機。複雜系統,例如現代化工廠,飛機和船隻,通常使用所有這些組合的技術。
自動化涵蓋各種設備與控制系統的使用,如機械、工業過程、鍋爐、[5]電話網絡開關、船舶與飛機的轉向與穩定等等。[6]
在最簡單的自動控制迴路中,控制器將過程的測量值與設定好的期望值進行比較,並處理產生的誤差信號以改變過程的某些輸入,從而使過程在受到干擾時也能維持在設定點。這種閉環控制是負反饋在系統中的應用。控制論的數學基礎始於18世紀,並在20世紀迅猛發展。直到1947年福特汽車建立自動化部,「自動化」一詞才開始廣為流傳。[7]正是這一時期,該行業迅速採用了1930年代發明的反饋控制器。[8]
世界銀行《2019年世界發展報告》顯示,有證據表明,技術類新產業創造的正面影響已經勝過了工人被自動化取代帶來的負面影響。[9]