自动化专业简介及其学科前沿概要

自 动 化 在 炮 火 中 发 展




自动化技术从产生到现在，它的发展始终没 有离开武器装备的需要。 在第二次世界大战中，同盟国军队的主要 作战武器是火炮。当时的火炮威力大、射程远， 但是命中精度比较差。如果没有二战这个巨大 的实验场，自动化技术也不会有如此大的发展。 可以这样说“军事装备是自动化之父，二战是 自动化诞生的产房”。 如果说军事设备是自动化之父，那么工业 生产就是自动化之母。自动化生产是人们梦寐 以求的事情。 福特发明的汽车生产线是最成功的早期生 产线，1913年福特创建了由专用机床组成的 “运动中的组装线”在这种生产线上，要组装 的部件由传送带运到一个个工人面前，每一个 工人只完成一种操作。 自动化技术为生产力的发展起了巨大作用， 实现了人们摆脱繁重的劳动的愿望。同时自动 化技术也在应用中得到不断发展和完善。
自 动 化 专 业 教 育 发 展 状 况

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，对本 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。
自 动 化 的 基 础 及 研 究 内 容


采用具有自动控制，能自动调节、检测、 加工的机器设备、仪表，按规定的程序或 指令自动进行作业的技术措施。其目的在 于增加产量、提高质量、降低成本和劳动 强度、保障生产安全等。自动化程度已成 为衡量现代国家科学技术和经济发展水平 的重要标志之一。 自动化必须依赖自动识别系统.自动识别 系统是现代工业和商业及物流领域中.生 产自动化.销售自动化.流通自动化过程中. 所必备的自动识别设备以及配套的自动识 别软件所构成的体系. 自动识别系统几乎覆盖了现代生活领域 中的各个环节.并具有及大的发展空间.其 中比较常见的条形码打印设备和扫描设备. 手机二维码的应用.指纹防盗锁.自动售货 柜.自动投币箱.POS机等.
自 动 化 专 业 综 合 介 绍

自动化专业的优势在就业时候体现 得更为突出。首先，所有的行业都 可以同自动化挂钩，转行非常容易， “硬”可转电子工程，“软”可转 计算机，也可转通信，当然待遇也 是非常不错。如果考研，还有中国 科学院一些相关院所可供选择。同 “电类”的其他几个专业类似，自 动化在出国方面也并不是特别容易， 而且国外大学基本没有对应专业， 一般来说需要申请电子工程或者计 算机科学专业，这也使自动化专业 的毕业生在选择出国留学时更为不 利。不过总体说来，自动化专业就 前途来看还是让人相当满意的。
自 动 化 的 基 础 及 研 究 内 容

自动化专业主要研究的是自动控制 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。它以自动控制理论为基础， 以电子技术、电力电子技术、传感 器技术、计算机技术、网络与通信 技术为主要工具，面向工业生产过 程自动控制及各行业、各部门的自 动化。它具有“控（制）管（理） 结合，强（电）弱（电）并重，软 （件）硬（件）兼施”鲜明的特点， 是理、工、文、管多学科交叉的宽 口径工科专业。

自 动 化 专 业 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： ◆ 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； ◆ 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； ◆ 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； ◆ 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； ◆ 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。

自 动 化 专 业 的 就 业 方 向
学生在毕业后能从事自动控制、自动化、信 号与数据处理及计算机应用等方面的技术工 作。就业领域也非常宽广，包括高科技公司、 科研院所、设计单位、大专院校、金融系统、 通信系统、税务、外贸、工商、铁道、民航、 海关、工矿企业及政府和科技部门等。未来 随着自动化技术应用领域的日益拓展，对这 一专业人才的需求将会不断增加，自动化专 业的毕业生也将借助这一技术的广泛应用而 在社会生活的各个领域、经济发展的各个环 节找到发挥自己专长的理想位置。自动化专 业一直以来是社会急需的人才。包括电气自 动化、铁路、化工等诸多领域。 自动化工程师——从事自动化系统的维护、 优化等工作；自动化设计师——从事自动化 系统的设计和开发；软件工程师——处理自 动化系统中相关的软件的设计和开发。还可 以从事教学和相关的研究工作。
自 动 化 的 基 础 及 研 究 内 容

自动化科学以数学和电子学为基础， 根据应用对象，还包含力学、热学、 电磁学、化学等很多学科，有些极 端的研究方向甚至还要包括社会科 学。20世纪70年代后，计算机技术 和适应计算机技术的新数学方法逐 渐取代了源于19世纪末二十世纪初 的数学方法和电子学在自动化科学 中的地位。而在当今，由于自动控 制理论中大量新问题的出现，使得 其中涉及的数学和计算机科学问题 极端困难。因此，在西方自动化科 学已经基本不再作为一个独立学科， 而是被分化到数学、计算机科学的 研究内容中去。

自 动 化 专 业 综 合 介 绍
对于一个高中生来说，“自动化” （Automatization）这样一个专业恐怕有些 费解，不过要是向在读的大学生或者毕业 生咨询自动化专业时，我想他们会不约而 同地伸出大拇指向你推荐这个专业。为什 么呢，一般来说不外乎有这样几个原因： 一是属于信息产业。信息产业被人们誉为 “朝阳产业”，发展快、需要人才多、待 遇高，是当今科技发展的趋势所在。因此， 作为信息产业中的重要一员，自动化专业 同样有着光辉的前途。二是自动化应用范 围广。目前，几乎所有的工业部门都可以 同自动控制挂上钩，现代化的农业、国防 也都与自动化息息相关。三是本专业对于 个人发展非常有利。本专业课程设置的覆 盖面广，所学的东西与其他学科交叉甚多。 这也与本专业的来历有关，自动化专业大 部分源于计算机或者电子工程系的自动控 制专业。
自 动 化 专 业 教 育 发 展 状 况

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、 北京大学、上海交通大学、北京理工大学 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，另有一大批高校如北京邮电大 学、北京航空航天大学、东南大学、南京 大学等都增设有此专业。
自动化专业简介及其学科前沿

自 动 化 一 词 的 起 源




自动化（Automation）是指工具或生产过程不依 赖或少量依赖人的干预而主要依靠预设指令和程 序自动完成工作的过程。 人类自开始进行劳动以来，就一直梦想着制造出 能够无需人的参与就可以自己完成任务的劳动工 具。 从刀耕火种的年代起，人们就梦想着省时省力 地生产出更多的东西，来满足人们生活的需要。 人们在几千年的生产过程中，发明了很多节省力 气的工具，如在河流上建造的水车。可以通过水 的冲击带动轮子转动，实现灌溉、淘米等工作。 工业革命的到来(1788年)，为自动化的发展带来 了巨大的动力。此后的一百多年中，人们一直在 探索，特别是，经过从1934年到1947年的十几年 研究(二战期间),最终提出了自动化的理论基础著 作——控制论。标志着自动化技术的正式诞生。 从诞生到现在，自动化技术在各个领域大显身手， 飞机导航、交通运输、导弹控制中到处都是自动 化技术的应用。
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据统计目前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、冯纯佰教 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。
自 动 化 专 业 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。
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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。

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那么我们来看看这样一个“万金油”的专业需 要哪些方面的知识和能力吧。自动控制理论、 运筹学、信号与系统分析、计算机软件技术应 用、算法语言及程序设计、模拟电子技术基础、 电路原理等等，甚至连流体力学也要修。可以 说自动化专业需要工科各方面的知识，其课程 与电子工程、计算机、电机工程甚至化学工程 都有交叉，这就难怪自动化人才可以到各种各 样的领域工作了。以上的学习特点要求学生有 较强的理工科背景，不能偏科。当然，各高校 自动化专业侧重点的不同也使得后期的专业课 有较大的差异。在同样的几年要修比别人多的 课程也就意味着比别人更累，所以希望那些对 大学生活存在天真幻想，或者想在本科几年好 好休息、期待风花雪月的同学不要报考这个专 业，繁重的学业压力以及全面发展的要求对你 来说将是个痛苦。但是，对那些有志于学到真 本领、硬功夫的同学来说，这个专业真的是一 个非常好的选择。如此热门的专业带来的当然 是激烈甚至残酷的竞争，像电子、计算机这些 电类专业一样，自动化的报考难度也不小。