自動化業-發展史

自動化發展簡介

1946年，“自動化”一詞是由美國福特公司的機械工程師D.S.哈德最先提出，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得到進一步發展，這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，現代控制理論的出現和電子計算機的推廣應用，讓自動控制與信息處理結合，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。最終出現了大系統的系統控制和復雜系統的智能控制。它們體現在綜合利用計算機、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、智能機器人、辦公自動化、專家系統、決策支持系統、計算機集成制造系統等。

 

在18世紀，出現自動裝置的出現和應用。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時代。雖然當時還局限于自動計算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐使自動化轉向電子數字程序控制。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。對于這些問題研究，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。與此同時，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”。