17世紀(jì)古代中國的指南車、歐洲的鐘表和風(fēng)磨控制裝置,是自動化技術(shù)形成的先導(dǎo);18世紀(jì),英國機(jī)械師瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器,并把它與蒸汽機(jī)的閥門連接起來,構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)自動控制系統(tǒng);19世紀(jì),英國數(shù)學(xué)家巴貝奇提出程序控制原理;20世紀(jì)50年代末,現(xiàn)代控制理論誕生。
劉建昌
至今,自動化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)甚至家庭??梢哉f,凡是有裝置或設(shè)備的地方,就需要自動化。有了自動化,人類得以從繁重的體力勞動、從惡劣危險的工作環(huán)境中解放出來,勞動生產(chǎn)率極大提高,認(rèn)識世界和改造世界的能力顯著增強(qiáng)。
以近年獲得國家級科技獎勵的自動化領(lǐng)域項目為例,我們可以更深刻地認(rèn)識和了解自動化。
國家技術(shù)發(fā)明二等獎項目——“流體輸送管網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)采集分析方法和高精度泄漏檢測定位技術(shù)”,被形象地稱為“透視石油管線的千里眼”,日日夜夜不知疲倦地監(jiān)控著4000余公里的石油管線,一旦發(fā)生意外情況,監(jiān)控室當(dāng)即就會發(fā)出警報。自系統(tǒng)發(fā)明以來,已在中石油、中石化等全國15條管線(網(wǎng))的66個輸油站應(yīng)用。由于系統(tǒng)報警及時、定位準(zhǔn)確,累計創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益7億多元,相當(dāng)于新打了270口高產(chǎn)油井。
國家技術(shù)發(fā)明二等獎項目——“耗能設(shè)備智能運(yùn)行反饋控制技術(shù)”,主要運(yùn)用到高污染、高耗能企業(yè),通過數(shù)據(jù)分析、編程設(shè)計、實現(xiàn)生產(chǎn)線上能耗物耗指標(biāo)的自動控制,三年時間,累積為企業(yè)節(jié)支1.07億元。
自動化本科專業(yè)主要研究的是自動控制的原理和方法、自動化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,是理、工、文、管多學(xué)科交叉的寬口徑工科專業(yè),培養(yǎng)的是從事科學(xué)研究、工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)等的自動化工程技術(shù)人才。自動控制原理、微機(jī)原理、計算機(jī)控制系統(tǒng)等專業(yè)核心課程與企業(yè)經(jīng)濟(jì)管理、創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)、人工智能技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)等選修課程共同發(fā)揮作用,培養(yǎng)學(xué)生扎實的專業(yè)基礎(chǔ)、開闊的學(xué)術(shù)視野、全面的綜合素質(zhì)。
學(xué)生畢業(yè)后可在涉及電子信息自動化技術(shù)的公司、企業(yè)、設(shè)計院、研究所和高校等單位從事技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究及管理工作。
在一些學(xué)科實力強(qiáng)的高校,每年自動化專業(yè)的本科生就業(yè)率均在95%以上,其中在國外和國內(nèi)升學(xué)深造比例50%以上,經(jīng)過研究生階段的深入學(xué)習(xí),許多碩士生都進(jìn)入了軍事、航空航天等高精尖行業(yè);直接就業(yè)的本科生大部分也都進(jìn)入了國家重點行業(yè)、重點領(lǐng)域和知名企事業(yè)單位,在中國移動、寶鋼集團(tuán)、中國石化等大型企業(yè)成為技術(shù)和管理骨干。
自動化是現(xiàn)代工業(yè)文明的產(chǎn)物,盡管發(fā)展的時間不算長,但是人才濟(jì)濟(jì),碩果累累。1948年,美國人維納發(fā)表了劃時代的著作《控制論》,被稱為控制學(xué)科的鼻祖。1952年,我國高校開始設(shè)立自動化專業(yè)。中國控制學(xué)科最重要的奠基人、中國自動化學(xué)會首任理事長錢學(xué)森,我國工業(yè)自動化教育的開拓者之一、中國自動化學(xué)會的創(chuàng)建人之一郎世俊都是中國最早批的自動化專家。
從“無人工廠”到智能機(jī)器人,從嫦娥三號到智能家居……自動化技術(shù)在人類生活的各個領(lǐng)域不斷創(chuàng)造一個又一個文明,影響著人類的生產(chǎn)生活方式。
20世紀(jì)70年代,我國研制的“紅箭-73”反坦克導(dǎo)彈,由于飛行情況與控制指令不符,導(dǎo)致導(dǎo)彈發(fā)射失誤,無一中靶。1974年到1976年,東北大學(xué)教授張嗣瀛院士,針對該控制系統(tǒng),刻苦攻關(guān),提出了有效的解決方法,改裝后的導(dǎo)彈第一次打靶,就取得了三發(fā)兩中的好成績。在國家靶場3000米實際活動坦克正式打靶中,又取得了十發(fā)九中的優(yōu)異成績。
如今,由東北大學(xué)教授,中國工程院院士柴天佑帶領(lǐng)的自動化團(tuán)隊,不斷向鋼鐵、選礦、有色、電力等行業(yè)進(jìn)軍,成功研發(fā)的項目“混合智能優(yōu)化控制技術(shù)及應(yīng)用”獲得了2006年國家科技進(jìn)步二等獎,將“中國制造”推向了最優(yōu)化的快車道。該項目在酒鋼選礦廠成功應(yīng)用,實現(xiàn)了對礦石布料、豎爐焙燒、磨礦、磁選和濃縮脫水等全流程的優(yōu)化控制,實現(xiàn)了計劃調(diào)度、成本控制等生產(chǎn)過程管理與過程控制的集成,實現(xiàn)了綜合生產(chǎn)指標(biāo)優(yōu)化和扁平化管理……IEEE控制系統(tǒng)協(xié)會主席曾這樣評價東北大學(xué)自動化領(lǐng)域的研究成就:“中國獨(dú)樹一幟的研究特色,非常值得我們關(guān)注,為全世界控制領(lǐng)域樹立一個成功典范。”
“山高人為峰”。選擇一個實力強(qiáng)的專業(yè),就等于站在了巨人的肩膀上。東北大學(xué)的自動化專業(yè)是1952年我國最早設(shè)立的工業(yè)電氣化自動化專業(yè),是全國控制學(xué)科的一面旗幟。1956年,開發(fā)研制出國內(nèi)第一臺模擬電子計算機(jī);1997年,成為國家“211工程”重點建設(shè)學(xué)科;是國家首批一級重點學(xué)科,在3次全國一級學(xué)科水平評估中都名列前茅。
這里,大師云集,擁有中國科學(xué)院院士1人、工程院院士1人,國家“千人計劃”6人,長江學(xué)者教授8人,國家杰出青年基金獲得者6人等一批領(lǐng)軍型人物。美國、英國、日本、香港、德國、法國等國家和地區(qū)的學(xué)術(shù)大師和學(xué)術(shù)骨干,每年近百次來校授課講學(xué)。
這里,90%以上本科生都有機(jī)會深度參與科研項目。學(xué)校根據(jù)學(xué)生的特長和興趣,將學(xué)生分為理論研究型人才、技術(shù)研究型人才、工程應(yīng)用型人才、產(chǎn)品研發(fā)型人才等不同類型,制定不同的培養(yǎng)方案。全校經(jīng)過注冊的科技類社團(tuán)就有100余家。大一創(chuàng)意節(jié)、大二科普節(jié)、大三科技節(jié)、大四創(chuàng)業(yè)節(jié),循序漸進(jìn)帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)科學(xué)世界。20個大學(xué)生創(chuàng)新基地,讓本科生參與國家級項目、申請國家專利、獲得國家乃至國際級科技獎勵成為現(xiàn)實。
在這里,每年都有近50名學(xué)生可以赴美國、英國、法國等國家的高水平大學(xué)就讀,同時獲取中外兩校的學(xué)歷學(xué)位。
選專業(yè)就是選未來。當(dāng)前,我國正在從制造大國走向制造強(qiáng)國,自動化技術(shù)是使我國制造業(yè)從低水平“量”的競爭變?yōu)楦咝矢哔|(zhì)量的“質(zhì)”的競爭的關(guān)鍵。期待自動化的下一個高度由你來創(chuàng)造。
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