自动化发展历史

Posted 2022-12-25 系统

篇首语：五陵年少金市东，银鞍白马渡春风。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了自动化发展历史相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

自动化发展历史

1.自动化专业的发展历史

自动化专业教育是伴随着自动化技术在社会生产、生活中的广泛应用而兴起的。

它主要研究自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。在这一领域，美国处于世界领先水平。

由于自动化技术的广泛应用，社会对这一专业的人才需求也大为增加，为了适应这一形势，美国的大学及时地把这一专业的教育引进了课堂。因为这一专业技能的适用性，这很快引起了青年学生浓厚的兴趣，这为以后美国在这一领域的迅速发展并遥遥领先于他国奠定了雄厚的人才基础。

我国在这一技术领域内的研究也比较早，但真正作为一门专业教育走进大学的课堂较之国外就比较晚了。这也是后来我国这一领域的后备人才不足，与其他国家产生差距的一个重要原因。

建国初期，人民政权面临的是百废待兴的局面，社会主义经济建设需要有先进的生产技术。于是在党和国家的支持下，一批学校如清华大学、东南大学、上海交通大学、浙江大学、北京科技大学都纷纷设立了相关专业教育和专业技术研究所。

改革开放后，迎着第四次新科技革命的浪潮，自动化专业教育得到了长足的发展。除原先已经开设与此相关专业的高等院校外，另有一大批高校如中山大学、南京大学等都增设有此专业。

据统计开设有自动化专业教育的学校已占全国高等院校的90%还多，因为其广泛的适用性和社会对这一专业人才的广泛需求，它受到了越来越多的人的青睐。一般的院校每年都以200—300人的招生量广纳贤人，有的高校甚至还要多，学历层次也由专科、本科到硕士、博士不等，形成了梯级人才培养的教育模式。

近些年，在这一领域涌现出许多著名的教授、专家，师资力量大为增强，例如清华大学自动化系的吴澄教授在系统集成技术方面的造诣很深，陈禹六、熊光楞、杨家本、杨士元、萧德云教授等在各自的研究领域成果颇丰，同济大学的吴启迪教授长期从事现代控制理论与应用，自动化系统工程和计算机集成制造系统及智能自动化系统的理论与应用研究。东南大学自动控制系和自动化研究所拥有以钱钟韩教授、冯纯伯教授两位中科院院士为首的高水平学科带头人。

这些优秀的学者、专家为我国新时期高科技的发展作出了卓越的贡献。展望新的世纪，随着信息革命的兴起和新经济的冲击，自动化专业教育必然会受到世界各国的更加重视。

因为这一技术已从办公自动化、工业自动化逐渐向家庭自动化发展，它与普通民众的日常生活发生了千丝万缕的联系，更进一步的发展势在必然。我国在进入90年代以后，随着社会主义市场经济的搞活和对外开放政策的深入，社会对自动化专业人才的需求日益扩大，并连续几年出现供不应求的状况（近几年此专业毕业生的供需比为1∶10还强）。

随着外国一些大型企业进入国内市场，本国的一些知名企业也将走向世界，这样高科技人才的竞争将日趋激烈，对该专业人才的需求也将大为扩大。所以在未来几十年内，自动化专业教育必将会有一个充分发展的空间。

2.简述自动化的发展历程

自动化技术的发展历史，大致可以划分为自动化技术形成、局部自动化和综合自动化三个时期。

社会的需要是自动化技术发展的动力。自动化技术是紧密围绕着生产、军事设备的控制以及航空航天工业的需要而形成和发展起来的。1788年，J.瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题，把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速调节系统，使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的研究和应用。在解决随之出现的自动调节装置的稳定性的过程中，数学家提出了判定系统稳定性的判据，积累了设计和使用自动调节器的经验。

20世纪40年代是自动化技术和理论形成的关键时期，一批科学家为了解决军事上提出的火炮控制、鱼雷导航、飞机导航等技术问题，逐步形成了以分析和设计单变量控制系统为主要内容的经典控制理论与方法。机械、电气和电子技术的发展为生产自动化提供了技术手段。1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德首先提出用自动化一词来描述生产过程的自动操作。1947年建立第一个生产自动化研究部门。1952年J.迪博尔德第一本以自动化命名的《自动化》一书出版，他认为“自动化是分析、组织和控制生产过程的手段“。实际上，自动化是将自动控制用于生产过程的结果。50年代以后，自动控制作为提高生产率的一种重要手段开始推广应用。它在机械制造中的应用形成了机械制造自动化；在石油、化工、冶金等连续生产过程中应用，对大规模的生产设备进行控制和管理，形成了过程自动化。电子计算机的推广和应用，使自动控制与信息处理相结合，出现了业务管理自动化。

50年代末到60年代初，大量的工程实践，尤其是航天技术的发展，涉及大量的多输入多输出系统的最优控制问题，用经典的控制理论已难于解决，于是产生了以极大值原理、动态规划和状态空间法等为核心的现代控制理论。现代控制理论提供了满足发射第一颗人造卫星的控制手段，保证了其后的若干空间计划（如导弹的制导、航天器的控制）的实施。控制工作者从过去那种只依据传递函数来考虑控制系统的输入输出关系，过渡到用状态空间法来考虑系统内部结构，是控制工作者对控制系统规律认识的一个飞跃。

60年代中期以后，现代控制理论在自动化中的应用，特别是在航空航天领域的应用。产生一些新的控制方法和结构，如自适应和随机控制、系统辨识、微分对策、分布参数系统等。与此同时，模式识别和人工智能也发展起来，出现了智能机器人和专家系统。现代控制理论和电子计算机在工业生产中的应用，使生产过程控制和管理向综合最优化发展。

70年代中期，自动化的应用开始面向大规模、复杂的系统，如大型电力系统、交通运输系统、钢铁联合企业、国民经济系统等，它不仅要求对现有系统进行最优控制和管理，而且还要对未来系统进行最优筹划和设计，运用现代控制理论方法已不能取得应有的成效，于是出现了大系统理论与方法。80年代初，随着计算机网络的迅速发展，管理自动化取得较大进步，出现了管理信息系统、办公自动化、决策支持系统。与此同时，人类开始综合利用传感技术、通信技术、计算机、系统控制和人工智能等新技术和新方法来解决所面临的工厂自动化、办公自动化、医疗自动化、农业自动化以及各种复杂的社会经济问题。研制出柔性制造系统、决策支持系统、智能机器人和专家系统等高级自动化系统。

自动化技术的发展历史是一部人类以自己的聪明才智延伸和扩展器官功能的历史，自动化是现代科学技术和现代工业的结晶，它的发展充分体现了科学技术的综合作用。

3.电气工程与自动化的发展历史

有史以来，最早认识电的人是希腊学者米利都（Miletus，公元前六世纪），观察用布摩擦琥珀后，会吸引如羽毛等轻小的东西。

但对静电有系统及科学的研究则是始于17世纪。⑴17世纪的1600年初英国医生吉尔伯特（W. Gilbert 1540~1603）所著的书中，对“电”进行了最早的论述，英语“E-lectric”一词即起源于希腊语“Electrica”和拉丁语“Electrum”。

⑵随后，英国人格雷（S. Gray,1696~1736）发现了电的导体和绝缘体，法国人杜菲（Charles du Fay,1698-1739）可说是当时深入探讨静电现象的第一人，它由众多的实验中发现，几乎所有的物质都可以摩擦生电，并且他更仔细地发现，所产生的电有两种，带有异种电者会互相吸引，带有同种电者会互相排斥。⑶18世纪美国人富兰克林（B. Franklin,1760~1790）更是以他著名的“风筝实验”证明的电在自然界中的存在。

⑷19世纪上半叶，安培发现电流的磁效应、法拉第发现电磁感应定律。19世纪下半叶，电磁理论集大成者麦克斯韦尔的理论为电气工程奠定了基础。

19世纪末到20世纪初，西方国家的大学陆续设置了电气工程专业。⑸1908年，南洋大学堂（交通大学前身）设置了电机专科，这是中国大学最早的电气工程专业，至今已有近一个世纪。

⑹1920年，东南大学设置了电机工程系。⑺1932年，清华大学设置了电机系。

（8）1936年，重庆大学成立电机系，成为当时西南地区实力最雄厚的电机系。⑼1949年后，中国出现了一大批以工科为主的多科性大学，也出现了一批机电学院，这些学院基本上都有电机工程系。

⑽1958年，在北京电力学校基础上成立了北京电力学院，当时的电力工程系设有“发电厂电力网及电力系统专业”、“高电压技术专业”等，它们就是现在的“电气工程及其自动化专业”的前身。两年后，哈尔滨工业大学的发电教研室部分教师和学生并入北京电力学院，充实了该专业的力量。

1961至1962年，哈尔滨工业大学又有发电、高压和电自三个专业的10名研究生转入北京电力学院，开启了研究生培养的先河。⑾1986年，国务院批准“电力系统及其自动化”为博士学位授权学科。

1994年，电力系统及其自动化学科的学术带头人杨奇逊教授被遴选为中国工程院首批院士。1995年，华北电力学院“电力系统及其自动化”学科被批准为博士学位授予点，同年华北电力大学成立。

⑿1998年，华北电力大学电力系统及其自动化学科被批准为博士学位授权一级学科。⒀2002年，“电力系统及其自动化”学科被评为国家级重点学科。

2003年，“电力系统及其自动化”学科博士后流动站获得批准，通过“211工程”验收。⒁2004年“高电压与电磁兼容北京市重点实验室”挂牌。

⒂2006年“电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室”正式评审通过。

4.简述自动化的发展历程

自动化技术的发展历史，大致可以划分为自动化技术形成、局部自动化和综合自动化三个时期。

社会的需要是自动化技术发展的动力。自动化技术是紧密围绕着生产、军事设备的控制以及航空航天工业的需要而形成和发展起来的。

1788年，J.瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题，把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速调节系统，使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的研究和应用。

在解决随之出现的自动调节装置的稳定性的过程中，数学家提出了判定系统稳定性的判据，积累了设计和使用自动调节器的经验。 20世纪40年代是自动化技术和理论形成的关键时期，一批科学家为了解决军事上提出的火炮控制、鱼雷导航、飞机导航等技术问题，逐步形成了以分析和设计单变量控制系统为主要内容的经典控制理论与方法。

机械、电气和电子技术的发展为生产自动化提供了技术手段。1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德首先提出用自动化一词来描述生产过程的自动操作。

1947年建立第一个生产自动化研究部门。1952年J.迪博尔德第一本以自动化命名的《自动化》一书出版，他认为“自动化是分析、组织和控制生产过程的手段“。

实际上，自动化是将自动控制用于生产过程的结果。50年代以后，自动控制作为提高生产率的一种重要手段开始推广应用。

它在机械制造中的应用形成了机械制造自动化；在石油、化工、冶金等连续生产过程中应用，对大规模的生产设备进行控制和管理，形成了过程自动化。电子计算机的推广和应用，使自动控制与信息处理相结合，出现了业务管理自动化。

控制工作者从过去那种只依据传递函数来考虑控制系统的输入输出关系，过渡到用状态空间法来考虑系统内部结构，是控制工作者对控制系统规律认识的一个飞跃。 60年代中期以后，现代控制理论在自动化中的应用，特别是在航空航天领域的应用。

产生一些新的控制方法和结构，如自适应和随机控制、系统辨识、微分对策、分布参数系统等。与此同时，模式识别和人工智能也发展起来，出现了智能机器人和专家系统。

现代控制理论和电子计算机在工业生产中的应用，使生产过程控制和管理向综合最优化发展。 70年代中期，自动化的应用开始面向大规模、复杂的系统，如大型电力系统、交通运输系统、钢铁联合企业、国民经济系统等，它不仅要求对现有系统进行最优控制和管理，而且还要对未来系统进行最优筹划和设计，运用现代控制理论方法已不能取得应有的成效，于是出现了大系统理论与方法。

80年代初，随着计算机网络的迅速发展，管理自动化取得较大进步，出现了管理信息系统、办公自动化、决策支持系统。与此同时，人类开始综合利用传感技术、通信技术、计算机、系统控制和人工智能等新技术和新方法来解决所面临的工厂自动化、办公自动化、医疗自动化、农业自动化以及各种复杂的社会经济问题。

研制出柔性制造系统、决策支持系统、智能机器人和专家系统等高级自动化系统。自动化技术的发展历史是一部人类以自己的聪明才智延伸和扩展器官功能的历史，自动化是现代科学技术和现代工业的结晶，它的发展充分体现了科学技术的综合作用。

5.自动化专业的发展史

业务培养目标：

业务培养目标：本专业培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识，能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。

业务培养要求：本专业学生主要学习电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机技术与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识，受到较好的工程实践基本训练，具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1.具有较扎实的自然科学基础，较好的人文社会科学基础和外语综合能力；

2.掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识，主要包括电路理论、电子技术、控制理论、信息处理、计算机软硬件基础及应用等；

3.较好地掌握运动控制、工业过程控制及自动化仪表、电力电子技术及信息处理等方面的知识，具有本专业领域1-2个专业方向的专业知识和技能，了解本专业学科前沿和发展趋势；

4.获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练；

5.在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。

主干课程：

主干学科：控制科学与工程、电气工程、计算机科学与技术。

主要课程：电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基础、过程工程基础、电机与电力拖动基础、电力电子技术、自动控制理论、信号与系统分析等。

主要实践性教学环节：包括金工实习、计算机应用基础训练、电子工艺实习、电子技术课程设计、专业课程设计、生产实习等，一般安排在夏季学期。

修业年限：四年

授予学位：工学学士

相近专业：微电子学自动化电子信息工程通信工程计算机科学与技术电子科学与技术生物医学工程电气工程与自动化信息工程信息科学技术软件工程影视艺术技术网络工程信息显示与光电技术集成电路设计与集成系统光电信息工程广播电视工程电气信息工程计算机软件电力工程与管理智能科学与技术数字媒体艺术计算机科学与技术探测制导与控制技术电气工程及其自动化数字媒体技术信息与通信工程建筑电气与智能化电磁场与无线技术

6.自动化技术的发展历史

1785年瓦特改良蒸汽机，人类开始进入了使用机器的时代。其借助于离心调速装置而使其本身的转速保持稳定。这种离心调速装置就是世界上最早的自动化机器。 20世纪40年代，通过美国数学家维纳等人的努力，在自动调节、计算机、通信技术、仿生学以及其他科学互相渗透的基础上，产生了控制论。这一理论对自动化技术有着深远影响。维纳提出的反馈控制原理，至今仍然是控制理论中的一条重要规律。 20世纪60年代，随着复杂的工业生产过程、航空及航天技术、社会经济系统等领域的进步使自动控制理论得以迅速发展，自动化技术水平大大提高。两个显著进展是数字计算机得到广泛应用以及现代控制理论的诞生。

7.工业自动化的发展历史

40年代--60年代初

需求动力：市场竞争，资源利用，减轻劳动强度，提高产品质量，适应批量生产需要。主要特点：此阶段主要为单机自动化阶段，主要特点是：各种单机自动化加工设备出现，并不断扩大应用和向纵深方向发展。典型成果和产品：硬件数控系统的数控机床。 60年代中--70年代初期

需求动力：市场竞争加剧，要求产品更新快，产品质量高，并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度。主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志，其主要特点是：在单机自动化的基础上，各种组合机床、组合生产线出现，同时软件数控系统出现并用于机床，CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造中，此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。典型成果和产品：用于钻、镗、铣等加工的自动生产线。 70年代中期--至今

需求动力：市场环境的变化，使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重，要求自动化技术向其广度和深度发展，使其各相关技术高度综合，发挥整体最佳效能。主要特点：自70年代初期美国学者首次提出CIM概念至今，自动化领域已发生了巨大变化，其主要特点是：CIM已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受；CIM也是一种实现集成的相应技术，把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。所谓哲理，就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”，从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略；而作为实现集成的相应技术，一般认为是：数据获取、分配、共享；网络和通信；车间层设备控制器；计算机硬、软件的规范、标准等。同时，并行工程作为一种经营哲理和工作模式自80年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域，并将进一步促进单元自动化技术的集成。典型成果和产品：CIMS工厂，柔性制造系统（FMS）。