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什么是自動化和智能化和智慧化?

瀏覽數量:15     作者:本站編輯     發布時間: 2019-03-30      來源:本站

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       簡單的說,智能化比自動化更高級一點,智能化是加入了像我們人一樣的智慧的程序,一般能根據很多種不同的情況做出很多不同的反應,而自動化就相對要簡單的多,一般會出現幾種情況作同樣的反應,多用于重復性的工程中。

  智能是有一定的“自我”判斷能力,自動化只是能夠按照已經制訂的程序工作,沒有自我判斷能力。
  自動化常常處理結構化數據,智能化往往處理半結構化數據,人可以處理非結構化數據。
  自動化(Automation)是指機器設備、系統或過程(生產、管理過程)在沒有人或較少人的直接參與下,按照人的要求,經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制,實現預期的目標的過程。自動化技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。采用自動化技術不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來,而且能擴展人的器官功能,極大地提高勞動生產率,增強人類認識世界和改造世界的能力。因此,自動化是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。
發展介紹
  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,并用來描述發動機汽缸的自動傳送和加工的過程。50年代,自動調節器和經典控制理論的發展,使自動化進入以單變量自動調節系統為主的局部自動化階段。60年代,隨現代控制理論的出現和電子計算機的推廣應用,自動控制與信息處理結合起來,使自動化進入到生產過程的最優控制與管理的綜合自動化階段。
  70年代,自動化的對象變為大規模、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、系統工程和人工智能等成果的高級自動化系統,如柔性制造系統、辦公自動化、智能機器人、專家系統、決策支持系統、計算機集成制造系統等。
  自動裝置的出現和應用是在18世紀。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.瓦特發明離心式調速器(又稱飛球調速器),并把它與蒸汽機的閥門連接起來,構成蒸汽機轉速的閉環自動控制系統。瓦特的這項發明開創了近代自動調節裝置應用的新紀元,對第一次工業革命及后來控制理論的發展有重要影響。人們開始采用自動調節裝置,來對付工業生產中提出的控制問題。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。自動調節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,工業生產中廣泛應用各種自動調節裝置,促進了對調節系統進行分析和綜合的研究工作。這一時期雖然在自動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年代開始的。1833年英國數學家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與控制的專業研究機構成立,為20世紀40年代形成經典控制理論和發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時期形成的經典控制理論對戰后發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典控制理論﹐設計出各種精密的自動調節裝置﹐開創了系統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理論﹐在蘇聯稱為自動調整理論﹐主要是解決單變量的控制問題。經典控制理論這個名稱是1960年在第一屆全美聯合自動控制會議上提出來的。1945年后由于戰時出版禁令的解除﹐出現了系統闡述經典控制理論的著作。1945年美國數學家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統。50年代以后﹐經典控制理論有了許多新的發展。經典控制理論的方法基本上能滿足第二次世界大戰中軍事技術上的需要和戰后工業發展上的需要。但是到了50年代末就發現把經典控制理論的方法推廣到多變量系統時會得出錯誤的結論。經典控制理論的方法有其局限性。
  20世紀40年代中發明的電子數字計算機開創了數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﹐開創了電子數字程序控制的新紀元。電子數字計算機的發明為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展,迫切需要解決多變量系統的最優控制問題。于是誕生了現代控制理論。現代控制理論的形成和發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產生了重大影響﹐控制工程師可以很方便地利用微處理機來實現各種復雜的控制,使綜合自動化成為現實。“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過程中,機器之間的零件轉移不用人去搬運就是“自動化”。
概念介紹
  自動化的概念是一個動態發展過程。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。這實質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展,特別是隨著計算機的出現和廣泛應用,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。
  自動化的廣義內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,制造系統中人機及整個系統的協調、管理、控制和優化。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制造過程,而是涉及產品生命周期所有過程。
研究內容
  自動化是一門涉及學科較多、應用廣泛的綜合性科學技術。作為一個系統工程,它由5個單元組成:
1、程序單元。決定做什么和如何做。
2、作用單元。施加能量和定位。
3、傳感單元。檢測過程的性能和狀態。
4、制定單元。對傳感單元送來的信息進行比較,制定和發出指令信號。
5、控制單元。進行制定并調節作用單元的機構。自動化的研究內容主要有自動控制和信息處理兩個方面,包括理論、方法、硬件和軟件等,從應用觀點來看,研究內容有過程自動化、機械制造自動化、管理自動化、實驗室自動化和家庭自動化等。
  過程自動化:石油煉制和化工等工業中流體或粉體的化學處理自動化。一般采用由檢測儀表、調節器和計算機等組成的過程控制系統,對加熱爐、精餾塔等設備或整個工廠進行最優控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優控制等。
  機械制造自動化:這是機械化、電氣化與自動控制相結合的結果,處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產線。20世紀60年代以后,由于電子計算機的應用,出現了數控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應多品種、小批量生產型式的柔性制造系統(FMS)。以柔性制造系統為基礎的自動化車間,加上信息管理、生產管理自動化,出現了采用計算機集成制造系統(CIMS)的工廠自動化。
  管理自動化:工廠或事業單位的人、財物、生產、辦公等業務管理自動化,是以信息處理為核心的綜合性技術,涉及電子計算機、通信系統與控制等學科。一般采用由多臺具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端組成的局部網絡。現代已在管理信息系統的基礎上研制出決策支持系統(DSS),為高層管理人員決策提供備選的方案。
  對社會的影響自動化是新的技術革命的一個重要方面。自動化技術的研究、應用和推廣,對人類的生產、生活等方式將產生深遠影響。生產過程自動化和辦公室自動化可極大地提高社會生產率和工作效率,節約能源和原材料消耗,保證產品質量,改善勞動條件,改進生產工藝和管理體制,加速社會的產業結構的變革和社會信息化的進程。
實施時機
1、記錄生產過程。
2、進行增值分析,把哪些非增值性的操作項目鑒定出來。
3、把非增值性操作盡可能多地消除掉。
4、評估“新的經過該站”的過程,對在該過程匯總應用自動化進行成本效益分析。
5、如果效益大于成本,或者能取得顯著的質量效益,則實行自動化。
發展趨勢
  現代生產和科學技術的發展,對自動化技術提出越來越高的要求,同時也為自動化技術的革新提供了必要條件。70年代以后,自動化開始向復雜的系統控制和高級的智能控制發展,并廣泛地應用到國防、科學研究和經濟等各個領域,實現更大規模的自動化,例如大型企業的綜合自動化系統、全國鐵路自動調度系統、國家電力網自動調度系統、空中交通管制系統、城市交通控制系統、自動化指揮系統、國民經濟管理系統等。自動化的應用正從工程領域向非工程領域擴展,如醫療自動化、人口控制、經濟管理自動化等。自動化將在更大程度上模仿人的智能,機器人已在工業生產、海洋開發和宇宙探測等領域得到應用,專家系統在醫療診斷、地質勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農業自動化將成為新技術革命的重要內容,并得到迅速發展。
  智能化:是指由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用。從感覺到記憶再到思維這一過程稱為“智慧”,智慧的結果產生了行為和語言,將行為和語言的表達過程稱為“能力”,兩者合稱“智能”。智能一般具有這樣一些特點:一是具有感知能力,即具有能夠感知外部世界、獲取外部信息的能力,這是產生智能活動的前提條件和必要條件;二是具有記憶和思維能力,即能夠存儲感知到的外部信息及由思維產生的知識,同時能夠利用已有的知識對信息進行分析、計算、比較、判斷、聯想、決策;三是具有學習能力和自適應能力,即通過與環境的相互作用,不斷學習積累知識,使自己能夠適應環境變化;四是具有行為決策能力,即對外界的刺激作出反應,形成決策并傳達相應的信息。具有上述特點的系統則為智能系統或智能化系統。
  智慧化:就是升級版的智能化。就是人機環境系統之間的交互角色最優化,取長補短、優勢互補,除了必要的計算機知識、數學算法外,還應把哲學、心理學、生理學、語言學、人類學、神經科學、社會學、地理學......等等融為一體。


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