自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)發(fā)展方向淺談

摘 要：文章首先分析了自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的主要特征，隨后文章介紹了自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展方向，包括在各個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)功能發(fā)展需求以及自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的主要研究方向等，希望能給相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化科學(xué);自動(dòng)化技術(shù);發(fā)展方向

引言：隨著我國各個(gè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，我國的自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)也取得了較大的進(jìn)步，主要可以體現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、機(jī)器人領(lǐng)域、智能系統(tǒng)、模式識(shí)別、檢測(cè)技術(shù)、控制與制導(dǎo)、導(dǎo)航、系統(tǒng)工程以及控制工程等領(lǐng)域。而眾所周知的，自動(dòng)化在21世紀(jì)有著無可限量的使用價(jià)值與開發(fā)潛力。本文就此分析了自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)在未來的主要研究發(fā)展方向。

一、自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的主要特征

自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)具有下面幾種特征，一是交叉性特征。何為交叉特征，通俗的話講就譬如化學(xué)中的配合物，不同的配體可以結(jié)合出不同的產(chǎn)物。自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)相關(guān)理論基礎(chǔ)主要是由計(jì)算機(jī)、物理、數(shù)學(xué)科學(xué)以及研究對(duì)象相關(guān)領(lǐng)域?qū)W科相互交叉形成的，研制出來的自動(dòng)化系統(tǒng)涉及到人工智能、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信工程、控制科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。相關(guān)物理學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、數(shù)學(xué)家和工程控制專家等都作出了巨大的貢獻(xiàn)。其次就是使能性，何為使能性？古人云：三曰進(jìn)賢，四曰使能。講究的是效率與快速優(yōu)化系統(tǒng)的能力。自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)就是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化、控制與建模的方法。自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)中的使能性主要體現(xiàn)在相關(guān)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模方法與理論中的參數(shù)和建?？梢杂行?yīng)用于其他學(xué)科建立數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)模型，或是進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析等方面的研究。最后自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)中的最重要的特征與弊端，就是系統(tǒng)性。因其通常都是從系統(tǒng)角度進(jìn)行分析，固一旦中樞系統(tǒng)失靈，整個(gè)工作體系將陷入群龍無首的混亂之中

隨著我國經(jīng)濟(jì)和國家安全逐漸加快發(fā)展步伐，人們對(duì)于管理、生活和生產(chǎn)等領(lǐng)域也提出了更高的要求，我國新發(fā)布的人工智能Atificial Intelligence、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等重要發(fā)展戰(zhàn)略也需要自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展[1]尤其是人工智能的誕生，能有效解決自動(dòng)化對(duì)管理人員高專業(yè)水平的苛刻要求。為了滿足人們生活與國家發(fā)展的需要，一些基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，比如通訊系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、水資源系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、交通系統(tǒng)以及工業(yè)系統(tǒng)等也開始朝著智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，因此對(duì)決策系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等提出了更高的要求，控制系統(tǒng)等也逐漸朝著智能化的方向發(fā)展。

二、自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展方向

1.各個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的功能發(fā)展需求

針對(duì)生產(chǎn)制造自主控制系統(tǒng)未來的功能需求是能夠自動(dòng)感知各種生產(chǎn)條件的改變，同時(shí)對(duì)決策控制回路進(jìn)行自主設(shè)值，讓回路控制模塊能夠?qū)υO(shè)定值進(jìn)行準(zhǔn)確追蹤，對(duì)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行優(yōu)化控制、可視化監(jiān)控以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等操作。

對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)制造過程中所需的智能決策系統(tǒng)、智能協(xié)調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)等方面的功能愿景是能夠自動(dòng)感知整個(gè)工況的運(yùn)行變化，將優(yōu)化綜合生產(chǎn)指標(biāo)作為主要的發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)生產(chǎn)過程中所有生產(chǎn)設(shè)備的智能化控制，對(duì)生產(chǎn)過程中的各種異常狀況進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，通過自由化控制系統(tǒng)，有效解決各種異常問題，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)整個(gè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)。

智能決策優(yōu)化的未來功能發(fā)展愿景就是能夠?qū)κ袌?chǎng)中不斷變化的流動(dòng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，對(duì)整個(gè)制造流程的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)條件等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，將綠色發(fā)展和高效運(yùn)轉(zhuǎn)作為主要的發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)控制指令、生產(chǎn)指令、運(yùn)行指標(biāo)、計(jì)劃調(diào)度、企業(yè)目標(biāo)等元素的一體化決策優(yōu)化[2]。

針對(duì)陸用武器、汽車、航天器等關(guān)鍵運(yùn)輸工具中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)未來功能愿景是能夠?qū)λ?jīng)過的環(huán)境信息進(jìn)行快速感知，同時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別出環(huán)境中的各種多元化任務(wù)和不確定任務(wù)，讓控制對(duì)象成為一種智能主體，從而對(duì)自身的異常行動(dòng)進(jìn)行及時(shí)修正，更好地適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，保證各項(xiàng)任務(wù)的安全完成。

2.自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向

馬克思說過，事物是永恒發(fā)展且普遍聯(lián)系的，用這句話來描述自動(dòng)化領(lǐng)域真是在貼切不過。事物的發(fā)展就是新事物代替舊事物的過程。新事物是舊事物發(fā)展的結(jié)果，新事物代替舊事物也是必然的。為了能夠更好滿足未來生產(chǎn)發(fā)展的需求，應(yīng)該將自動(dòng)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成五大系統(tǒng)，分別是虛擬制造系統(tǒng)、智能決策優(yōu)化系統(tǒng)、全過程協(xié)同控制系統(tǒng)、過程自主控制系統(tǒng)等，由這五大系統(tǒng)形成一種兩層結(jié)構(gòu)模式的現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)。為了能夠滿足運(yùn)載工具在未來的發(fā)展要求，應(yīng)該將自動(dòng)化運(yùn)載系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成三大系統(tǒng)，分別是一體化導(dǎo)航制導(dǎo)控制系統(tǒng)、多元智能體的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)以及智能控制系統(tǒng)等。將實(shí)現(xiàn)上述功能為研究目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)研究，有助于我國智能制造的發(fā)展。

自動(dòng)化技術(shù)除了能夠應(yīng)用在海洋運(yùn)載、汽車、軌道交通、航天航空等領(lǐng)域外，也逐漸應(yīng)用于通訊系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)當(dāng)中，通過對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行技術(shù)、決策理論、仿真、建模等方面的優(yōu)化研究能夠推動(dòng)自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。

信息技術(shù)的發(fā)展在一定程度上也推動(dòng)了智能交通、智能電網(wǎng)以及智慧層城市等方面的發(fā)展，在生物系統(tǒng)、微納制造等領(lǐng)域也有所應(yīng)用，為此應(yīng)該將自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)作為未來發(fā)展方向研究的主要研究?jī)?nèi)容，具體進(jìn)行下面幾項(xiàng)研究，一是自動(dòng)化的人工智能驅(qū)動(dòng)研究，二是新時(shí)期智能化與網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)研究，三是人工參與的自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)在信息物理系統(tǒng)方面的應(yīng)用，四是各種新興領(lǐng)域中的自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)，比如生物系統(tǒng)、微納制造以及量子通訊等領(lǐng)域。想要對(duì)上述的自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)未來發(fā)展方向研究，還需要解決下面幾項(xiàng)問題，分別是含有復(fù)雜綜合性的機(jī)理不清的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模，綜合復(fù)雜性較強(qiáng)的控制對(duì)象進(jìn)行高水平性控制，多尺度、多沖突約束、多沖突目標(biāo)的動(dòng)態(tài)化復(fù)雜系統(tǒng)控制與決策優(yōu)化的一體化研究，在云計(jì)算、移動(dòng)通訊、大數(shù)據(jù)等背景下的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

結(jié)語：綜上所述，我國未來自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展能夠?qū)ξ覈慕?jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)巨大的力量，同時(shí)也離不開大量致力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行、開發(fā)、設(shè)計(jì)和研究的創(chuàng)新人才，為此應(yīng)該科學(xué)制定自動(dòng)化人才的培養(yǎng)方案，并重新規(guī)劃相關(guān)評(píng)價(jià)機(jī)制以及經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助機(jī)制等內(nèi)容，從而為自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展培養(yǎng)出源源不斷的人才供應(yīng)。（而作為江蘇莘莘學(xué)子中的一員，我也更應(yīng)該不斷更新拓展原有知識(shí)，爭(zhēng)取為祖國的自動(dòng)化領(lǐng)域奉獻(xiàn)出最大的力量）

參考文獻(xiàn)

[1]柴天佑.自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)發(fā)展方向[J/OL].自動(dòng)化學(xué)報(bào)：1-8[2018-11-19].

[2]涂序彥.“自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)”的發(fā)展方向與開發(fā)策略[J].自動(dòng)化博覽，2010，27（S1）：34-39.

作者簡(jiǎn)介：談?wù)睿?001.01.01——），性別：男，民族：漢族，籍貫：江蘇宜興，學(xué)校：南京師范大學(xué)附屬中學(xué)江寧分校。