学科前沿讲座--自动化专业介绍

交通自动化 机器人
壁 面 清 洗 机 器 人
擦 玻 璃 机 器 人
采摘机器人
自动化的作用与重要性
自动化是当代高科技的集中 体现与应用。 智能机器人是当代高科技的 结晶。 ——宋键
我院自动化专业的历史与现状

源自1953年在解放军哈尔滨军事工程学院创办的指挥仪 专业和1960年在南京解放军炮兵工程学院增设的动力传 动及稳定装臵专业，经历了“武器随动系统”、“自动 控制”、“工业自动化”等专业演变，1999年合并改名 为“自动化”专业，是国家级特色专业和江苏省首批品 牌专业。 本专业师资力量雄厚。教师们坚持教学科研相结合，善 于吸收现代科技的最新成果，开创性地应用到实际系统 中，取得了一批科研成果和教学成果，积累了丰富的教 学和科研相结合的经验。

自动化专业的特点
符合厚基础、宽口径专业设立的要求； 符合淡化机、电等单机概念，突出含机、含电的系统 概念； 符合淡化“行业性的专业”，突出“跨行业的专业” 的理念，具有中国特色。
自动化的应用领域

工业自动化 自动机器 自动生产线 无人车间 无人工厂


Intelligence and human-machine interface
控 制 知识层
+
控制与智能
计算与处理
网 络 与 通 信
执行与驱动
对象与建模
传感与检测
自 动 化 专 业 的 知 识 领 域
基 础 知识层
知识域：数理基础、机电基础、计算机基础 知识元：数学、力学、物理、化学、现代生物学、生命科学、脑科学、思维科学、 系统科学、管理科学、电工电子基础、机械基础、计算机原理、计算机语言、微机 原理等等


什么是自动化？ 二个典型的高技术自动化系统 自动化专业的培养目标 自动化专业的地位与作用 自动化专业的知识领域 我院自动化专业的历史与现状 进一步深造的机会 广阔的就业前景
什么是自动化？


自动化是指机器设备、系统或过程（生产、 管理过程），在没有人或较少人的直接参与 下，按照人的要求，经过自动检测、信息处 理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标 研究利用机器以部分或全部替代人的工作的 一门科学与技术，核心是自动控制
二个典型的高技术自动化系统 “嫦娥一号”卫星系统
2007年10月24日，中国首颗探月卫星“嫦娥一 号”在西昌成功发射。“嫦娥一号”飞抵月球时， 第一次启用了紫外敏感器进行调姿定向；环绕月球 探测期间将遭遇5小时月食，“嫦娥一号”经过了 “冬眠”继续工作。 2010年10月1日，中国第二颗探月卫星“嫦娥 二号”在西昌成功发射。和第一次不同，卫星直接 发射进入奔月轨道。
自动化专业的地位与作用
社 会 总 发 展

机械化（应用机器系统） 电气化（加入电机、网络） 自动化（加入自动控制器） 计算机化（应用数字计算机） 网络化（实现计算机网络） 先进自动化（系统、管理） 智能化（引入智能） 知识化（处理知识）


工业化 信息化 知识化
自动化专业的地位与作用
信息化特点：不单指工业，包含第一、三产业 仅从工业的角度，信息化发展也可分三阶段： 一定在工业化的基础上计算机化（大规模使用计算机） 网络化（实现计算机网络） 先进自动化（综合集成了系统、管理） 实现先进自动化，就完成（工业）信息化 先进自动化是信息化的最重要标志 （国内总体，数字化、网络化已有一定规模）

自动化技术被列为我国高技术研究发展计划六个主题之 一，国家各种科技计划均有不少自动化领域的重大项目。
目前我国自动化水平还不高，各行各业对自动化人才有 着广泛的需求。

系 统 知识层
知识域：系统与工程 知识元：大系统、复杂系统、运动控制 系统、过程控制系统、集成自动化系统、管理 信息系统、系统工程、运筹学、智能系统、机器 人系统、多智能体等等
对同学们的希望


学好数学 掌握计算机工具 学好自动控制理论 重视理论和实践相结合 培养良好的合作精神

进一步深造的机会



主干学科“控制科学与工程”具有一级学科博士授予 权和博士后流动站，包含五个二级学科“控制理论与 控制工程”、 “系统工程”、 “模式识别与智能系 统”、“导航、制导与控制”、“检测技术与自动化 装臵”的博士和硕士学位授予权以及“控制工程”工 程硕士。 “模式识别与智能系统”是国家级重点学科，“控制 科学理论与工程是江苏省一级重点学科、国家一级重 点学科培育学科和优势学科。 每年招收硕士生160名左右，博士生30名。

课程介绍
教学要求 上课认真听讲，做好笔记 积极参与讨论 课后完成规定的作业

课程介绍
考核要求： 三人一组完成一份学科前沿系列讲座总结报告 按照2011年USNEWS美国大学电子工程EE排名， 可用百度搜索 每组调查一所美国大学（ EE前50位） 每组完成1000字左右的总结，包含的内容： 该校与自动化相关的研究方向和主要研究内容 主要特色和优势 学完本课程的体会和建议
自动化专业的特点
控制科学与工程学科的特点 一门多学科交叉的高技术学科 自动化应用的特点 宽、广，几乎无所不包，伴随其它技术发展， 越来越广 学自动化专业的特点 需要学的知识多，并要求扎实 在工科学生中，自动化需要的数学知识最多 自动化的计算机要求仅次于计算机专业
自动化专业的特点
多学科交叉、内涵丰富、外延宽广。利于培 养宽口径、多面手、综合复合型人才； 得益于具有方法论性质的科学方法、科学思 想的熏陶，思想更开阔、也更有深度。非常 利于培养具有创新能力的人才； 特别需要从工程实际问题中抽象出系统问题 的分析与综合能力，特别需要综合集成解决 系统问题的能力。有利于培养“将才”与 “帅才”。
二个典型的高技术自动化系统 拟人型机器人
自动化涉及的范围
从深度来看——以工业生产为例，小到一个普通的设备 电 机，大到企业的整个加工、制造系统乃至企业的整个生产过程 从广度来看——涉及第二产业 工业自动化、第一产业 农业自 动化、第三产业 服务自动化（如办公自动化、楼宇自动化、商
务自动化、交通自动化等等）
自动化专业的地位与作用
工 业 化
（工业化基础）机械化 物 质
信 息 化
计算机化（信息化基础） 信 息

（能量流）电气化 自动化 （基础自动化）
网络化（信息流） 系统化 （先进自动化）
能 量
自动化专业的地位与作用

中共中央五中全会明确提出：以信息化带动工业化，发 挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展的战略举措。 自动化技术是信息技术和现代工业之间的桥梁，以信息 化带动工业化，自动化技术任重道远。
——涉及的系统可有人造系统（如机器系统、交通系统、电力 系统、军事系统）和自然系统（如生命系统、生态系统）
——涉及的过程有生产过程、管理过程、决策过程等等。
为什么需要自动化
自动化设备能克服人的局限性，完成人无法完成的工作 ①人易出错，自动化设备与系统完成作业的一致性与重复性要 远高于人，使生产的产品质量大幅度地提高； ②人的视觉、人的手，无法完成精确（精细）动作，因而集成 电路的制作必须采用高精尖的自动化设备； ③人的“庞大”躯体，无法在窄小空间中作业，从而各种管道 （油管、水管）内的检修，需要各种管道机器人。 ④人无法承受高温、高压、深水、核等环境下的工作，必须采 用各种自动化设备或机器人 不仅把人类从繁重的体力与部分脑力劳动中解放出来，而且可 以完成只靠人类自身所无法完成的许多精密、复杂的工作。

课程介绍
考核要求： 每人完成2000字左右的专题报告 每人选择一个该校自动化相关的科研方向 介绍该研究方向的主要研究内容 代表性的人物和成就 具有代表性和特色的研究成果（含图片） 成绩评定 每人成绩＝小组成绩×30％＋个人成绩×70％ 缺课每次扣5分。

自动化专业介绍

Linux
Local Controller PMAC
Motion Planning
Motion Controller
Servo Controller
Scanner
Microphone
Internet
Camera
Robot
机器人系统结构的例子
以机器人为单元的无人化工厂
控制与管理一体化
企业间层
制造业顶层信息化
系统知识层
自 动 化 专 控制知识层 业 的 知 识 领 域基础知识层
知识域： 系统与工程
知识域： 传感与检测、网络与通信 计算与处理、控制与智能 执行与驱动、对象与建模
知识域： 数理基础 机电基础、计算机基础
自动化专业的知识领域
自动化专业的知识体系 由三层知识构成，包括十个知识域 反映自动化专业特点的五个知识域 控制与智能、传感与检测 执行与驱动、对象与建模 系统与工程； 自动化专业知识体系的核心知识是 控制与智能、对象与建模 系统与工程等三个知识域 也是自动化专业与其它专业的最大区别。
企业层
现代集成制造系统
工程层 单元层
制造业底层自动化
机器人与自动化装备
控制节点层 设备装置层
楼宇（管理）自动化
能量管理系统：电、气、水全自动管理 空气质量系统：温度、湿度、空气质量管 理 安全消防系统：安检、消防自动报警、 救护系统 办公自动化 ：
军Fra Baidu bibliotek自动化

无人飞机 导弹 自动火炮 坦克
自动化专业的培养目标



自动化专业是一个宽口径的专业 综合应用自动控制理论、计算机、电子和电气元部件、 计算机网络、信息处理等技术 从事与电气信息领域相关的自动化仪表和设备、嵌入 式控制计算机、测控应用软件、运动控制系统、过程 控制系统、交通控制和智能建筑等综合自动化测控系 统的研究、设计、开发、运行和维护 培养高素质工程技术人才和管理人才，能在国民经济 诸多行业、研究院所、高新技术公司、高等院校从事 宽口径、多学科交叉的科研、技术和管理工作，具有 良好的发展前景。
广阔的就业前景
全国已有239所学校设立 “自动化”专业，最 多的工科专业之一（仅次于计算机专业），而“自 动化类专业” 是中国最庞大的专业。 “自动化”专业一直是招生人数最多和最受用 人单位欢迎的专业之一，报考的学生多、毕业生一 次就业率高。
广阔的就业前景

行业面非常宽 工作类型多样化 工作内容涉及自动控制系统的各个方面 从事与电气信息领域相关的自动化仪表和设 备、嵌入式控制计算机、测控应用软件、运 动控制系统、过程控制系统、交通控制和智 能建筑等综合自动化测控系统的的研究、设 计、开发、运行和维护
学科前沿系列讲座 （一）
自动化学院 陈庆伟教授
课程介绍
开课目的 教学安排 教学要求 考核要求

课程介绍
开课目的 通过开设系列学科前沿讲座，介绍本 学科的前沿发展动态和热点技术 开拓同学们的视野，为专业课程学习 提供相关的资料 培养专业素养，激发专业学习的兴趣

课程介绍
教学安排 共2个学分，第三、第五学期1学分。 本次共6次课。 第一次：介绍自动化专业的概貌 第二次：介绍典型的自动化系统 第三次：流程工业自动化 第四次：机器人技术 第五次：空中机器人 第六次：群体机器人