自動(dòng)化：理論“化”實(shí)踐，匠心促“自動(dòng)”

對(duì)自動(dòng)化的疑惑和選擇

許多人對(duì)“自動(dòng)”有誤解，簡(jiǎn)單地將它理解為脫離人力而能自我運(yùn)行。其實(shí)，對(duì)自動(dòng)化而言，缺一不可的是機(jī)械、電氣等裝置，以及我們這群直接操作的“幕后黑手”。

我不是一開始就對(duì)自動(dòng)化有具體認(rèn)識(shí)的。我對(duì)自動(dòng)化的模糊記憶，源于兒時(shí)對(duì)賽車的喜愛。彼時(shí)心里常有疑問：遙控器里有什么神奇魔法，為什么能自如地控制賽車？為此我甚至把賽車拆了，發(fā)現(xiàn)除了電池，還有許多綠色的、布滿密密麻麻小零件的板塊。后來，我看了說明書才知道“電路板”這一名詞概念，那些小零件則被叫作“電器元件”。但電路板是如何具體完成控制的呢？不得而知。后來，長輩閑談時(shí)說起，掌握自動(dòng)化原理就能操作、制作各種機(jī)械設(shè)備。當(dāng)時(shí)我就暗暗地想：我將來也要學(xué)自動(dòng)化，給自己做一臺(tái)專屬賽車。而后十幾年的求學(xué)歷程，從小學(xué)到中學(xué)，我的數(shù)理成績(jī)一直都不錯(cuò)，高考后便帶著少時(shí)的疑惑和夢(mèng)想，填報(bào)了自動(dòng)化專業(yè)。

真正接觸自動(dòng)化專業(yè)后才發(fā)現(xiàn)，少年時(shí)的想法太過單純，以為上幾節(jié)課就能一觀自動(dòng)化之大略。事實(shí)上，直至大一結(jié)束，我面對(duì)專業(yè)分流時(shí)仍是茫然的，只能通過老師的教授和查閱網(wǎng)絡(luò)知識(shí)來了解。自動(dòng)化涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和控制工程等多個(gè)領(lǐng)域，很多人會(huì)將自動(dòng)化與機(jī)械自動(dòng)化混為一談。前者偏向軟件，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)化控制，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和高效率;后者偏向硬件，是制造各種機(jī)器和機(jī)械設(shè)備的加工與制造過程，如車床安裝零件、制作零件等。兩者是完全不同的，比如我想要一探賽車控制原理的究竟，選擇的方向應(yīng)該是需要對(duì)硬件有精準(zhǔn)把握與制作能力的機(jī)械自動(dòng)化。

從理論“化”為實(shí)踐

自動(dòng)化更側(cè)重于“化”，即“轉(zhuǎn)化”，只有將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，才能真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電氣的自動(dòng)運(yùn)行。自大一分流專業(yè)方向后，我學(xué)到了很多理論知識(shí)，如電路原理、自動(dòng)控制原理、C語言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)等。當(dāng)年有關(guān)賽車遙控的疑惑，也逐漸得到解答：電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以讓賽車運(yùn)動(dòng)，傳感器與檢測(cè)技術(shù)可以將遙控器中的指令傳達(dá)到賽車的電路板中，自動(dòng)控制原理可以讓賽車運(yùn)行得更加穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快捷……當(dāng)然，還有基礎(chǔ)數(shù)理課：線性代數(shù)、大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等。這些都是我們需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。

但更重要的仍是實(shí)際操作，這是將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的關(guān)鍵。我們學(xué)校開設(shè)了電子電力技術(shù)、工程制圖、模擬電子技術(shù)等課程。其中，我最喜歡的是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作課程，這是我第一次操作控制機(jī)器人，也是第一次發(fā)現(xiàn)原來在機(jī)器人的世界里只有坐標(biāo)系，利用不同坐標(biāo)移動(dòng)機(jī)器人，就會(huì)發(fā)生不同的變化。機(jī)器人的手臂有三種功能：射激光、吸盤、夾取。我們通過手中的控制器，一步步設(shè)置程序，從手動(dòng)控制到自動(dòng)控制，再到自動(dòng)重復(fù)運(yùn)行，完成老師下達(dá)的任務(wù)?？此坪?jiǎn)單的步驟，卻要經(jīng)過長時(shí)間學(xué)習(xí)才能獨(dú)自操作。在此基礎(chǔ)上，我努力考取了工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員四級(jí)證書，期待自己將來能解決更多的實(shí)際問題。

大一時(shí)，我參加了浙江大學(xué)楊啟帆教授主講的數(shù)學(xué)建模講座，從此對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣逐漸濃厚，并加入了校數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室，專業(yè)實(shí)踐能力得到了進(jìn)一步提升。經(jīng)過訓(xùn)練，我們寫了數(shù)篇不同方向的論文：有基于CatBoost機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)制備C4烯烴模型的探討，還有基于模糊 C-均值聚類的古玻璃文物分析與鑒定等，雖然研究的方向不同，但運(yùn)用了大量與自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的知識(shí)。參加數(shù)學(xué)建模大賽更是充分鍛煉了我的編程運(yùn)算能力、數(shù)學(xué)邏輯思維能力、論文寫作能力及團(tuán)隊(duì)合作精神。在比賽中，我接觸到了大量新的編程方法，對(duì)高數(shù)、線代、統(tǒng)計(jì)等知識(shí)的綜合運(yùn)用，使我的邏輯思維能力得到提升。為了組織好語言，把比賽中建立的直觀模型及研究成果用抽象的文字更準(zhǔn)確地表達(dá)出來，我閱讀了大量文獻(xiàn)，從前人著作中汲取經(jīng)驗(yàn)，磨煉寫作技能。在比賽中我們分工明確、密切配合，為獲得大大小小八次大賽佳績(jī)提供了堅(jiān)實(shí)的保障與前提。于我而言，這已非簡(jiǎn)單的比賽，是對(duì)專業(yè)能力的一次次鍛煉和拓展。

自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)習(xí)經(jīng)歷帶給我更直觀的體驗(yàn)與震撼。實(shí)習(xí)公司的辦公桌堆滿了機(jī)械、電氣的制作圖紙、草稿。工作人員在接連不斷的電話聲中，為各地工廠做著專業(yè)的回復(fù)和解答。生產(chǎn)車間里，每個(gè)人都在忙碌著，技術(shù)師傅們拿著電焊槍，電光石火間，機(jī)器的各個(gè)部件就被緊密地銜接在了一起。他們技術(shù)嫻熟，焊接迅速且美觀。我在旁邊盯了很久，直到他們問我想不想學(xué)時(shí)，才回過神來。本以為機(jī)操會(huì)簡(jiǎn)單得多，但當(dāng)我自己拿起模型圖紙時(shí)，卻始終不得要領(lǐng)，在接連不斷的卡頓與卡殼中，把零件軋得七扭八歪，最后只能向車床師傅尋求幫助。在那一刻我才意識(shí)到，這已經(jīng)不再是課本中的紙上談兵，實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

打磨匠心促“自動(dòng)”

“自動(dòng)”的實(shí)現(xiàn)是環(huán)環(huán)相扣的過程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要精確、精準(zhǔn)，容不得毫厘之失。我時(shí)刻記得，第一堂機(jī)械零件制造課上，老師一再強(qiáng)調(diào)：“工匠精神是我們這個(gè)行業(yè)所必備的，它就像醫(yī)生做手術(shù)，刀不能偏離分毫，希望大家能時(shí)時(shí)打磨自己的匠心。”

讓我印象最深的是機(jī)械制圖課程。老師要求我們將復(fù)雜的零件繪在圖紙上，特別是用專業(yè)繪圖軟件繪制畫齒輪模型時(shí)，不但要確保齒形無誤，精確到毫米，甚至微米級(jí)也毫不為過。為此我不得不仔細(xì)研究嚙合原理，嚴(yán)格參照教科書的標(biāo)準(zhǔn)圖紙，反復(fù)檢查每一個(gè)尺寸和角度，不斷修改與調(diào)整，很是考驗(yàn)?zāi)托浴?/p>

如果你也想學(xué)習(xí)自動(dòng)化，成為一名優(yōu)秀的自動(dòng)化人，那么一定要學(xué)會(huì)打磨自己的匠心，并且先從基礎(chǔ)的理論知識(shí)入手，如電路原理、數(shù)電、模電等。這些基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)得扎實(shí)，不僅能為更深層次的學(xué)習(xí)鋪設(shè)道路，也能為以后的實(shí)踐打下基礎(chǔ)。此外，參加各類學(xué)科競(jìng)賽，如數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、機(jī)器人競(jìng)賽等，也可以幫助我們更好地鞏固學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)合作意識(shí)，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神。

就實(shí)習(xí)與工作經(jīng)歷的感受而言，大學(xué)的自動(dòng)化學(xué)習(xí)仍十分基礎(chǔ)。投入現(xiàn)實(shí)工作才會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著職業(yè)方向的不同，我們會(huì)經(jīng)歷不同的深入與轉(zhuǎn)向。如果選擇電氣工程方向，則有可能進(jìn)入制造業(yè)，專注于機(jī)械零件的組裝和精密機(jī)械設(shè)備的操縱，如數(shù)控機(jī)床等，質(zhì)量檢測(cè)或優(yōu)化生產(chǎn)也是其中一環(huán)。如果選擇自動(dòng)化設(shè)備方向，則會(huì)從事設(shè)計(jì)和改變自動(dòng)化生產(chǎn)線，要學(xué)會(huì)如何編程PLC（可編程邏輯控制器）、調(diào)試機(jī)器人等，以自己所學(xué)提升生產(chǎn)效率。而真正能夠更深入地進(jìn)行學(xué)科研究的是二者的綜合，這或許只能在較為前沿的科技公司才可能實(shí)現(xiàn)。

對(duì)大多數(shù)人而言，真正走上自動(dòng)化之路更多意味著重復(fù)、枯燥，而一旦選擇了它，我們就走上了一條需要不斷打磨匠心的道路，畢竟一絲不茍、不厭其煩才是優(yōu)秀的自動(dòng)化專業(yè)人士最真實(shí)的寫照。

采寫：翁靈龍

【自動(dòng)化】

學(xué)科代碼

080801

門 類：工學(xué)

專業(yè)類別：自動(dòng)化類

選考學(xué)科建議：物理/技術(shù)

適合人群：具有探究精神、愛鉆研，有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和邏輯思維以及突出的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神，對(duì)自動(dòng)化有足夠興趣

相近專業(yè)：軌道交通信號(hào)與控制、機(jī)器人工程、郵政工程、核電技術(shù)與控制工程、工業(yè)智能、智能工程與創(chuàng)意設(shè)計(jì)等

優(yōu)勢(shì)學(xué)校：清華大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)、北京理工大學(xué)、華中科技大學(xué)等

理想職業(yè)：電子/電氣工程師、軟件工程師、電子技術(shù)研發(fā)工程師、設(shè)備工程師、高級(jí)軟件工程師、嵌入式軟件工程師、研發(fā)工程師、軟件開發(fā)工程師、程序員等

專業(yè)拓展

是否有一些推薦使用的學(xué)習(xí)工具或?qū)W習(xí)網(wǎng)站？

本專業(yè)就像是信息與機(jī)械的結(jié)合，因此信息類軟件，如PS、PR、AE、AU、AI、ID等，都是值得推薦的。與專業(yè)緊密相關(guān)的軟件，我比較推薦CSDN（App）、MATLAB。B站、中國大學(xué)慕課、網(wǎng)易公開課等平臺(tái)上也有很多與大學(xué)專業(yè)相關(guān)的課程。

該專業(yè)在上大學(xué)后可以參加的比賽有哪些？

全國大學(xué)生智能汽車設(shè)計(jì)大賽、中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽（人工智能分賽）、中國高校智能機(jī)器人創(chuàng)意競(jìng)賽、“西門子”杯中國大學(xué)生智能制造挑戰(zhàn)賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、ACM國際大學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽、大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)與科技創(chuàng)新競(jìng)賽、大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。

對(duì)自動(dòng)化專業(yè)感興趣的同學(xué)可以閱讀哪些圖書？

可以看普及類圖書，如《大話自動(dòng)化》《穿越自動(dòng)化》等，此外就是與專業(yè)相關(guān)的學(xué)術(shù)專著和教材。

該專業(yè)必備的證書有哪些？

程序員初級(jí)證書、安全員證書、注冊(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)工程師證書等。