淺談自動(dòng)化行業(yè)未來的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間：

2023-01-06

自動(dòng)化技術(shù)起源于工業(yè)生產(chǎn)中，由于市場(chǎng)需求及產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)開始改進(jìn)生產(chǎn)模式增加生產(chǎn)效率，于是自動(dòng)化技術(shù)便出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中。最初的自動(dòng)化技術(shù)只是應(yīng)用在單機(jī)制造設(shè)備上，能夠代替簡(jiǎn)單的人力勞動(dòng)，最初的自動(dòng)化技術(shù)只是純粹的機(jī)械自動(dòng)化。如世界上第一臺(tái)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，飛球調(diào)節(jié)器。由瓦特發(fā)明的飛球調(diào)節(jié)器能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽機(jī)速度穩(wěn)定，解決了當(dāng)時(shí)蒸汽機(jī)需要人手不斷的手工調(diào)節(jié)蒸汽閥門才能保持蒸汽機(jī)的速度穩(wěn)定的問題。

1.工業(yè)自動(dòng)化

由于科技不斷發(fā)展和社會(huì)需求的不斷增長(zhǎng)，企業(yè)需要大批量，快速地生產(chǎn)產(chǎn)品。工業(yè)中由原來的單機(jī)自動(dòng)化演變?yōu)槎鄼C(jī)自動(dòng)化。再進(jìn)一步地解放人力，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。第二次工業(yè)革命后進(jìn)入了電氣時(shí)代，原本的存粹機(jī)械的自動(dòng)化便開始向電氣自動(dòng)化。自動(dòng)化系統(tǒng)中的執(zhí)行器由原來的蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)開始變成電動(dòng)機(jī)，反饋也由原來的機(jī)械反饋?zhàn)兂呻姎夥答仯刂破饕灿辛薖LC工控，能夠在工業(yè)復(fù)雜的環(huán)境中工作，PLC也是沿用至今。

在第三次工業(yè)革命后，計(jì)算機(jī)的蓬勃發(fā)展，便出現(xiàn)CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))，CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)，對(duì)生產(chǎn)行業(yè)有著變革般的影響，自動(dòng)化技術(shù)更進(jìn)一步地解放人力勞動(dòng)。同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)中的電氣自動(dòng)化便進(jìn)入了數(shù)控自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)能夠更高效地提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量。也是一直沿用至今。

如今物質(zhì)與文化日漸豐富，大部分人們的對(duì)產(chǎn)品的需求開始變得個(gè)性化，對(duì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)等要求增高。工業(yè)生產(chǎn)由原來的大批量，單一性的剛性自動(dòng)化開始有轉(zhuǎn)向多樣性的柔性自動(dòng)化。在生產(chǎn)制造中便出現(xiàn)了了柔性制造系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人具有靈活，高效的特點(diǎn)，在柔性自動(dòng)化的階段會(huì)扮演著重要的角色。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及人工智能相關(guān)研究也會(huì)促使智能制造的發(fā)展。縱觀自動(dòng)化技術(shù)在歷史中的演變，其核心都是解放人力勞動(dòng)，增加生產(chǎn)效率。人工智能也許會(huì)是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，將會(huì)對(duì)人類生產(chǎn)的腦力勞動(dòng)也會(huì)很大程度的解放。在工業(yè)控制中PLC由于其抗干擾能力較強(qiáng)，成本較低，其地位將無法取代。隨著工業(yè)PC進(jìn)入生產(chǎn)線之中，工業(yè)自動(dòng)化控制便會(huì)開始分層，PLC對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接的控制，工業(yè)PC將與PLC對(duì)接并接入網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)加工便會(huì)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)。生產(chǎn)便會(huì)更敏捷快速，同時(shí)可以隨時(shí)遠(yuǎn)程訪問工廠設(shè)備，查看生產(chǎn)狀態(tài)。并且能夠借助互聯(lián)網(wǎng)中海量的數(shù)據(jù)以及云計(jì)算來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的優(yōu)化。

總的來說，工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)PC，柔性制造系統(tǒng)，工業(yè)制造聯(lián)網(wǎng)，AI，大數(shù)據(jù)都會(huì)在下一階段的自動(dòng)化技術(shù)中蓬勃發(fā)展。

自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中一直以來不斷地解放人力勞動(dòng)，同時(shí)也不斷地走出工業(yè)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域之中。在服務(wù)行業(yè)，民用產(chǎn)品，交通系統(tǒng)，能源系統(tǒng)，航天航空中有著非常深的應(yīng)用。同時(shí)也會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域中不斷發(fā)展。

2.自動(dòng)化技術(shù)在服務(wù)業(yè)的發(fā)展

隨著服務(wù)業(yè)中人力勞動(dòng)的成本增加，資本市場(chǎng)促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)在服務(wù)業(yè)中的發(fā)展。京東，阿里等互聯(lián)網(wǎng)巨頭都注入了大量資本進(jìn)入服務(wù)業(yè)相關(guān)的自動(dòng)化技術(shù)中。如無人車，百度，阿里以及各大汽車廠商都在研制。自動(dòng)駕駛技術(shù)將會(huì)代替如今大量司機(jī)的人力勞動(dòng)，會(huì)使物流運(yùn)輸以及人們出行方面的成本大大降低。

在餐飲行業(yè)，許多餐飲服務(wù)類的機(jī)器人也會(huì)不斷地進(jìn)入其中。如不久之前海底撈推出的智慧餐廳，食材的加工烹飪都由機(jī)器臂完成，給客人送餐由自主導(dǎo)航的送餐機(jī)器人完成。服務(wù)行業(yè)對(duì)于自動(dòng)化的柔性需求的遞增會(huì)促進(jìn)柔性自動(dòng)化技術(shù)在服務(wù)業(yè)的發(fā)展。

在實(shí)體銷售中，傳統(tǒng)的店鋪也會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化的無人店鋪。如亞馬遜推出的無人超市。在教育行業(yè)，機(jī)器人與人工智能技術(shù)能夠?qū)逃ぷ饔泻艽蟮妮o助作用。

3.自動(dòng)化技術(shù)在民用產(chǎn)品的發(fā)展

由于經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)高端電子消費(fèi)產(chǎn)品的需求以及購(gòu)買力也逐漸增加。這便會(huì)促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該在高端電子消費(fèi)產(chǎn)品中。如無人機(jī)，我國(guó)無人機(jī)占全球市場(chǎng)七八成，其核心競(jìng)爭(zhēng)力在于無人機(jī)中的極其穩(wěn)定的飛行控制技術(shù)。在自動(dòng)化技術(shù)里經(jīng)典的PID控制器也是飛控不可缺少的部分。

有些實(shí)用型自動(dòng)化設(shè)備也進(jìn)入了人們的生活，減輕人們的一些勞動(dòng)，或是給人們帶來更好的生活體驗(yàn)。如洗衣機(jī)，消毒碗柜，冰箱，空調(diào)等家電。其中使用了許多自動(dòng)化控制技術(shù)。

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求變高，便會(huì)促進(jìn)企業(yè)研發(fā)更智能的自動(dòng)化設(shè)備。如IROBOT的掃地機(jī)器人，其利用傳感器感知周邊環(huán)境并能夠控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行清潔。

有的產(chǎn)品以輔助人們的特定工作為核心，如相機(jī)穩(wěn)定器。其利用自動(dòng)化技術(shù)中大的雙環(huán)控制技術(shù)，解決人們手持拍攝設(shè)備時(shí)不可避免的抖動(dòng)問題。之后，會(huì)有更多針對(duì)人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ餍枨蟮淖詣?dòng)化設(shè)備會(huì)被研制。

4.自動(dòng)化技術(shù)在交通系統(tǒng)中的發(fā)展

隨著人口流動(dòng)的擴(kuò)增，交通擁堵的問題會(huì)日益突出。于是便對(duì)交通管理系統(tǒng)的要求逐漸增大，交通管理是一個(gè)極其龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)，很難靠人去進(jìn)行控制。自動(dòng)控制以及智能控制算法在交通管理系統(tǒng)中是十分核心的部分，同時(shí)要相關(guān)的交通指示設(shè)備需要配合系統(tǒng)。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，日后的交通結(jié)構(gòu)也會(huì)不斷地轉(zhuǎn)變，交通系統(tǒng)需要適應(yīng)新的結(jié)構(gòu)。

5.自動(dòng)化技術(shù)在能源系統(tǒng)中的發(fā)展

隨著社會(huì)的需求增長(zhǎng)，生產(chǎn)與生活的耗能也會(huì)逐漸增加。未來人類的能源結(jié)構(gòu)中電能的比重會(huì)逐漸擴(kuò)大。從而電能的管理是個(gè)重要的問題，自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)在電能管理系統(tǒng)中會(huì)有很深層次的應(yīng)用。在大數(shù)據(jù)的輔助下，可以通過算法得知各個(gè)區(qū)域的用電需求以及變化規(guī)律。利用大數(shù)據(jù)反饋對(duì)能源生產(chǎn)，能源配置進(jìn)行精確自動(dòng)化控制，可以很大程度地節(jié)約能源，提供更穩(wěn)定，更安全的電能分配。

6.自動(dòng)化技術(shù)在航天航空的發(fā)展

21世紀(jì)，人類社會(huì)一個(gè)重大的議題便是在外太空擴(kuò)展。因此會(huì)促進(jìn)自動(dòng)化在航天航空領(lǐng)域的發(fā)展。要想實(shí)現(xiàn)人類向外太空擴(kuò)展，需要利用自動(dòng)化技術(shù)去大程度地降低航空成本，促進(jìn)航空技術(shù)的發(fā)展。SpaceX采用火箭回收重復(fù)利用的方式能夠大幅度地降低發(fā)射成本，從而使發(fā)射的周期大幅度縮短。其核心技術(shù)在于推進(jìn)器降落時(shí)自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)從而平穩(wěn)降落在平臺(tái)上。航天航空自動(dòng)化會(huì)從發(fā)射自動(dòng)化，回收自動(dòng)化，維護(hù)自動(dòng)化，裝載自動(dòng)化，流程自動(dòng)化等方面對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

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