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主動化的發展曆程與對未來的影響

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:065时间:2019-11-13

主動化就是使機器或裝配在無人幹預的情況下按規定的程序或指令主動進行操縱或控製的過程。主動化技術廣泛利用於產業、農業 、軍事、科學研究、交通運輸、貿易、醫療、服務和家庭等方麵,采用主動化技術不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動和惡劣、危險的工作環境中解放出來,而且能擴展人的器官功能,開辟過往靠人的體力和腦力所不能達到的領域,極大地進步勞動生產率,加強人類熟悉世界和改造世界的能力 。是以 ,主動化是產業、農業、國防和科學技術現代化的首要條件和明顯標誌。[被屏蔽廣告]

發展概況

1946年,美國福特公司的機械工程師D.S.哈德最早提出“主動化”一詞,並用來描述發動機汽缸的主動傳送和加工的過程。隨著主動化技術的發展,控製理論也在不斷發展。係統控製的理論和實踐是二十世紀對人類生產活動和社會生活發生重大影響的科學領域。50年代 ,主動調節器和經典控製理論的發展,是主動化進進到以單變量主動調節係統為主的局部主動化階段。60年代,隨著現代控製理論的出現和電子計算機的推廣利用 ,主動控製與信息處理結合起來,使主動化進進到生產過程控製的最優控製與治理的綜合主動化階段。70年代,主動化的對象變為大規模、複雜的工程和非工程係統,涉及很多用現代控製理論難以解決的題目。這些題目的研究,促進主動化的理論、方法和手段的革新,因而出現了大係統的係統控製和複雜係統的智能控製,出現了綜合利用計算機、通訊技術 、係統工程和人工智能等成果的高級主動化係統,如柔性製造係統、辦公主動化、智能機器人、專家係統、決策撐持係統、計算機集成製造係統等。

二十世紀以來,為了實現主動化,人們研究和製造了成千上萬種主動控製係統,極大地推動了生產勞動、社會服務 、軍事工程和科學研究等活動。主動控製係統通常由控製器、履行機構和信息反饋裝配三部分構成。反饋裝配的任務是監視和丈量履行機構和工尷尬刁難象的狀況變化和履行結果,把這些信息反饋給控製器。控製器則根據任務的定義和當前履行情況決定今後應當采取的措施,以機械的、光電的或其他的物理方式向履行機構發出指令,以便後者精確地加以履行 。履行機構可能是某種工作母機,如機床、化學反應器、作戰武器的發射器等。控製器是一台數字計算機或模擬計算機 ,按照設計者預先規定的目標和計算程序和反饋裝配提供的信息,對控製對象的狀況和履行機構的動作作出分析 ,向履行機構發出新的指令。控製器還可以根據工作任務的改變,主動地改變全部係統的工作目標和程序,調換履行機構 ,更換反饋裝配,轉移或擴大接收反饋信息的範圍,以適應新任務的需要。所有這些改變都應當在沒有人直接幹預的情況下主動地完成。數字計算機正是賦予主動控製係統愈來愈大的智能性。

研究內容

主動化是一門涉及學科較多、利用廣泛的綜合性科學技術。它的研究內容首要有主動控製和信息處理兩個方麵,包括理論、方法 、硬件和軟件等,從利用觀點來看,研究內容有過程主動化、機械製造主動化、治理主動化、實驗室主動化和家庭主動化等。

過程主動化

石油煉製和化工等產業中流體或粉體的化學處理主動化。一般采用有檢測儀表、調節器和計算機等構成的過程控製係統,對加熱爐 、精餾塔等設備或全部工廠進行最優控製。采用的首要控製方式有反饋控製、前饋控製和最優控製等。機械製造主動化

這是機械化、電氣化和主動控製相結合的結果,處理的對象是離散工件。初期的機械製造主動化是采用機械或電氣部件的單機主動化或是簡單的主動生產線。20世紀60年代今後,由於電子計算機的利用,出現了數控機床、加工中間、機器人、計算機輔助設計、計算機輔助製造、主動化倉庫等。研製出適應多品種、小批量生產型式的柔性製造係統(FMS)。以柔性製造係統為基礎的主動化車間,加上信息治理 、生產設備主動化,出現了采用計算機集成製造係統(CIMS)的工廠主動化(FA) 。

治理主動化

工廠或事業單位的人、財、物、生產、辦公等業務治理主動化,是以信息處理為核心的綜合性技術,涉及電子計算機、通訊、係統與控製等學科。一般采用由多台具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端構成的局部網絡 。現代已在治理信息係統的基礎上研製出決策撐持係統(DSS),為高層治理職員決策提供備選的方案 。

對社會的影響

主動化是新的技術革新的一個首要方麵。主動化技術的研究、利用和推廣,對人類的生產、生活等方式將產生深遠的影響。生產過程主動化和辦公主動化可極大地進步社會生產率和工作效率,節省能源和原材料消耗 ,保證產品質量 ,改善勞動條件,改進生產工藝和治理體製,加速社會的產業結構的變革和社會信息化的進程。

第二次世界大戰以來的四十多年中,特別是六十年代今後,在發達國家和很多發展中國家 ,人們的生產方式和生活方式都發生了巨大的變化。這類變化最首要的標誌是,在社會勞動時間不斷縮減的情況下,社會勞動生產率和人均國民收進都增加了大約十倍,人的均勻壽命大大延長。促成這類急劇變化的首要啟事是科學技術的進步,所以普遍以為人類正在經曆著一場新的技術革命。在科學技術領域裏對新技術革命貢獻最大的是兩個相互聯係緊密的領域:一是信息技術(微電子技術 、計算機技術和通訊技術等)的重大突破;二是係統科學的概念、理論和方法的工程化利用。前者是後者得以成功的物資基礎,後者又為前者的發展開辟了道路。

在信息技術的撐持下,當局或社會本能性能部分用係統工程的方法和手段對社會政治、經濟、軍事、教育、科技、人口、衛生等大係統和巨型係統定量的進行狀況分析、態勢展看、政策評價、優化和仿真等,已成為各社會治理部分廣泛的工程實踐。蓬勃興起的辦公主動化技術核能把人的經驗和常識改變為人工智能的各種專家係統,已成為社會治理係統工程的強大技術手段和構成部分。不精確的信息和係統分析能力的缺乏,都會導致政策的失誤,乃至經濟生活的紊亂和衰退。在現代的交通運輸、能源供給、社會安全、人口係統和軍事係統中都有類似的情況 。包括係統控製論在內的關於係統的概念、理論方法和係統工程的技術實踐,是人類熟悉社會 ,改造社會和指導社會發展的強大武器。

發展趨勢現代生產和科學技術的發展,對主動化技術提出愈來愈高的要求,同時也為主動化技術的革新提供了必要條件 。70年代以來,主動化開始向複雜的係統控製和高級的智能控製發展,並廣泛地利用到國防、科學研究和經濟等各個領域,實現更大規模的主動化,例如大型企業的綜合主動化係統、全國鐵路主動調度係統、國家電力網主動調度係統、空中交通管製係統、城市交通控製係統、主動化批示係統 、國民經濟治理係統等。主動化的利用正從工程領域向非工程領域擴展,如醫療主動化 、人口控製、經濟治理主動化等。主動化將在更大程度上模仿人的智能,機器人已在產業生產、海洋開發和宇宙探測等領域得到利用,專家係統在醫療診斷、地質勘探等方麵取得明顯效果。工廠主動化、辦公主動化、家庭主動化和農業主動化將成為新技術革命的首要內容,並得到迅速發展 。

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