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自動化技術未來的發展和方向

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自動化技術未來的發展和方向

發布日期:2020-10-29 作者: 點擊:

工業自動化

自動化技術起源于工業生產中,由于市場需求及產業競爭,企業開始改進生產模式增加生產效率,于是自動化技術便出現在工業生產中。最初的自動化技術只是應用在單機制造設備上,能夠代替簡單的人力勞動,最初的自動化技術只是存粹的機械自動化。如世界上第一臺自動化控制系統,飛球調節器。由瓦特發明的飛球調節器能夠自動調節蒸汽機速度穩定,解決了當時蒸汽機需要人手不斷地手工調節蒸汽閥門才能保持蒸汽機地速度穩定的問題。

由于科技不斷發展和社會需求的不斷增長,企業需要大批量,快速地生產產品。工業中由原來的單機自動化演變為多機自動化。再進一步地解放人力,提高生產效率,降低生產成本,以及提高產品質量。第二次工業革命后進入了電氣時代,原本的存粹機械的自動化便開始向電氣自動化。自動化系統中的執行器由原來的蒸汽機內燃機開始變成電動機,反饋也由原來的機械反饋變成電氣反饋,控制器也有了PLC工控,能夠在工業負雜的環境中工作,PLC也是沿用至今。

在第三次工業革命后,計算機的蓬勃發展,便出現CAD(計算機輔助設計),CAM(計算機輔助制造),對生產行業有著變革般的影響,自動化技術更進一步地解放人力勞動。同時,工業生產中的電氣自動化便進入了數控自動化。數控機床和數控系統能夠更高效地提高生產效率,產品質量。也是一直沿用至今。

如今物質與文化日漸豐富,大部分人們的對產品的需求開始變得個性化,對質量和設計等要求增高。工業生產由原來的大批量,單一性的剛性自動化開始有轉向多樣性的柔性自動化。在生產制造中便出現了了柔性制造系統,工業機器人具有靈活,高效的特點,在柔性自動化的階段會扮演著重要的角色。

互聯網技術的蓬勃發展以及人工智能相關研究也會促使智能制造的發展。縱觀自動化技術在歷史中的演變,其核心都是解放人力勞動,增加生產效率。人工智能也許會是一個轉折點,將會對人類生產的腦力勞動也會很大程度的解放。在工業控制中PLC由于其抗干擾能力較強,成本較低,其地位將無法取代。隨著工業PC進入生產線之中,工業自動化控制便會開始分層,PLC對設備進行直接的控制,工業PC將與PLC對接并接入網絡,生產加工便會進入互聯網。生產便會更敏捷快速,同時可以隨時遠程訪問工廠設備,查看生產狀態。并且能夠借助互聯網中海量的數據以及云計算來實現生產的優化。

總的來說,工業機器人,工業PC,柔性制造系統,工業制造聯網,AI,大數據都會在下一階段的自動化技術中蓬勃發展。

走出工業

自動化技術在工業應用中一路以來不斷地解放人力勞動,同時也不斷地走出工業應用到各個領域之中。在服務行業,民用產品,交通系統,能源系統,航天航空中有著非常深的應用。同時也會在各個領域中不斷發展。

自動化技術在服務業的發展

隨著服務業中人力勞動的成本增加,資本市場促進了自動化技術在服務業中的發展。京東,阿里等互聯網巨頭都注入了大量資本進入服務業相關的自動化技術中。如無人車,百度,阿里以及各大汽車廠商都在研制。自動駕駛技術將會代替如今大量司機的人力勞動,會使物流運輸以及人們出行方面的成本大大降低。

在餐飲行業,許多餐飲服務類的機器人也會不斷地進入其中。如不久之前海底撈推出的智慧餐廳,食材的加工烹飪都由機器臂完成,給客人送餐由自主導航的送餐機器人完成。服務行業對于自動化的柔性需求的遞增會促進柔性自動化技術在服務業的發展。

在實體銷售中,傳統的店鋪也會逐漸轉變為自動化的無人店鋪。如亞馬遜推出的無人超市。在教育行業,機器人與人工智能技術能夠對教育工作有很大的輔助作用。

自動化技術在民用產品的發展

加拿大28百分百中算法-pc加拿大28在线预测网站-加拿大28开奖结果由于經濟水平的不斷提高,人們對高端電子消費產品的需求以及購買力也逐漸增加。這便會促進自動化技術應該在高端電子消費產品中。如無人機,我國無人機占全球市場七八成,其核心競爭力在于無人機中的極其穩定的飛行控制技術。在自動化技術里經典的PID控制器也是飛控不可缺少的部分。

有些實用型自動化設備也進入了人們的生活,減輕人們的一些勞動,或是給人們帶來更好的生活體驗。如洗衣機,消毒碗柜,冰箱,空調等家電。其中使用了許多自動化控制技術。

加拿大28百分百中算法-pc加拿大28在线预测网站-加拿大28开奖结果隨著人們對生活質量要求變高,便會促進企業研發更智能的自動化設備。如IROBOT的掃地機器人,其利用傳感器感知周邊環境并能夠控制運動機構對室內進行清潔。

加拿大28百分百中算法-pc加拿大28在线预测网站-加拿大28开奖结果有的產品以輔助人們的特定工作為核心,如相機穩定器。其利用自動化技術中大的雙環控制技術,解決人們手持拍攝設備時不可避免的抖動問題。之后,會有更多針對人們日常生活工作需求的自動化設備會被研制。


自動化技術在交通系統中的發展

隨著人口流動的擴增,交通擁堵的問題會日益突出。于是便對交通管理系統的要求逐漸增大,交通管理是一個極其龐大且復雜的系統,很難靠人去進型控制。自動控制以及智能控制算法在交通管理系統中是十分核心的部分,同時要相關的交通指示設備需要配合系統。隨著自動駕駛技術的發展,日后的交通結構也會不斷地轉變,交通系統需要適應新的結構。

自動化技術在能源系統中的發展

隨著社會的需求增長,生產與生活的耗能也會逐漸增加。未來人類的能源結構中電能的比重會逐漸擴大。從而電能的管理是個重要的問題,自動化技術將會在電能管理系統中會有很深層次的應用。在大數據的輔助下,可以通過算法得知各個區域的用電需求以及變化規律。利用大數據反饋對能源生產,能源配置進行精確自動化控制,可以很大程度地節約能源,提供更穩定,更安全的電能分配。

自動化技術在航天航空的發展

21世紀,人類社會一個重大的議題便是在外太空擴展。因此會促進自動化在航天航空領域的發展。要想實現人類向外太空擴展,需要利用自動化技術去大程度地降低航空成本,促進航空技術的發展。SpaceX采用火箭回收重復利用的方式能夠大幅度地降低發射成本,從而使發射的周期大幅度縮短。其核心技術在于推進器降落時自動調整姿態從而平穩降落在平臺上。航天航空自動化會從發射自動化,回收自動化,維護自動化,裝載自動化,流程自動化等方面對自動化技術進行應用。


未來的自動化


未來的自動化應該是智能、自主的自動化;比如航天控制,未來的方向就是航天航空智能控制。現在的自動化還只是程序自動運行,沒有學習功能或學習功能不強,系統出現故障后不能自主解決,也沒有對突發事件的處理能力,而這些恰是未來必需的。這需要將人工智能技術引入到自動化或工程控制中去,因此這是自動化未來的發展方向。

自動化是一個與時俱進的學科,所以一定要考慮物聯網、云計算等其他技術的發展。如此,自動化下一步應該把原來的控制系統變成一個智能自主的控制系統,把原來的管理和決策的信息系統變成一個智能決策系統。在這個基礎上,把智能決策和控制變成一體化系統,然后再圍繞一體化系統研究它的基礎,包括算法、理論、技術,直到自動化可以真正實現動態系統的智能控制與決策。


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