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自动化技术 (9570 views - Mechanical Engineering)

自动化技术是一门综合性技术,它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自動控制等都有着十分密切的关系,而其中又以“控制理论”和“计算机技术”对自动化技术的影响最大。一些过程已经被完全自动化。 自动化的最大好处是可以节省劳动力,同时,它也可用于节约能源和材料,并改善质量,准确度和精度。 自动化技术已被通过各种方式通常在组合来实现的,包括机械,液压,气动,电气,电子和计算机。复杂系统,例如现代化工厂,飞机和船只,通常使用所有这些组合的技术。
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自动化技术

自动化技术

自动化技术

自动化技术是一门综合性技术,它和控制论信息论系统工程计算机技术、电子学、液压气压技术、自動控制等都有着十分密切的关系,而其中又以“控制理论”和“计算机技术”对自动化技术的影响最大。一些过程已经被完全自动化。

自动化的最大好处是可以节省劳动力,同时,它也可用于节约能源和材料,并改善质量,准确度和精度

自动化技术已被通过各种方式通常在组合来实现的,包括机械,液压,气动,电气,电子和计算机。复杂系统,例如现代化工厂,飞机和船只,通常使用所有这些组合的技术。

自动化技术的发展历史

  • 最早的反馈控制机制被用于搭风车的风帆,它在1745年已经被埃德蒙·李(Edmund Lee)申请了专利。[1]
  • 1788年瓦特改良蒸汽机,人类开始进入了使用机器的时代。其借助于离心调速装置而使其本身的转速保持稳定。[2]这种离心调速装置就是世界上最早的自动化机器。[1]
  • 20世纪40年代,通过美国数学家维纳等人的努力,在自动调节、计算机、通信技术、仿生学以及其他学科互相渗透的基础上,产生了控制论。这一理论对自动化技术有着深远影响。维纳提出的反馈控制原理,至今仍然是控制理论中的一条重要规律。
  • 20世纪60年代,随着复杂的工业生产过程、航空及航天技术、社会经济系统等领域的进步使自动控制理论得以迅速发展,自动化技术水平大大提高。两个显著进展是数字计算机得到广泛应用以及现代控制理论的诞生。
  • 到了21世纪,自动化技术进入了计算机自动设计(英文:Computer-Automated Design,CAutoD)的年代。

自动化技术的工具

工程师现在可以数字控制自动化设备。其结果是迅速扩大了应用范围和人类活动。

不同类型的自动化工具存在:

自动化技术的应用

工业自动化是自动化技术应用的一个最为重要的方向。其具体运用的方面有:

自動化在工業上帶來的影響

工業自動化多以自動設備取代高危險、單調性、高頻率的人力行為,如取熱鑄件、每隔幾分鐘取料、組裝線。 透過自動化的設備導入,協助解決人資調漲、技術斷層、品質穩定的狀況。自動化為固定模式的概念,在導入前需要準備的工作如下:

  • 標準化作業:自動化為一切由計算、規劃、輸入電腦設定,控制重複作業所構成的功能,將每一項生產步驟統一制度化才能接著由人去規劃、計算。
  • 風險性評估:對於生產過程中間可能會有的風險,如:金屬加工所生鐵屑、壓鑄、成型要夾取未去毛編的鋁塊‥考驗的是規劃商的技術與經驗,風險評估將大大影響這套產品最後所生成效益,最好讓規劃自動化設備廠商與機械製造廠商間多評估,以避免生產狀況影響自動化運作。
  • 效能評估:一般來說,規劃商會以人力與時間作為依據,預估可節省之效益,因自動化設備如機械手臂Robot一組高至百萬,或門型機械手價格平近但仍不斐,若效益未達,則不建議導入。

簡易三要點評斷是否適合自動化導入:

  • 年產量大。
  • 加工時間短。
  • 產品形狀單純。

同時自动化也可能造成失業問題的增加成為政治議題,傳統自動化機械隨著電腦發展逐漸智能化,有可能導致滲透進更下端的產業和更小型的公司,取代更多的職缺,這種取代有可能是一種等比級數的擴張[3],日經新聞曾研究2030年後日本可能被機器人搶走735萬工作機會,而被搶工作的人會湧向其他工作機會,讓其他工作的勞工在資方面前更弱勢而遭到薪資和福利的不利影響,所以自動化技術有可能加劇貧富差距而成為未可知的巨大問題。

自动化技术的未来趋势

自动化应用领域可分为:办公自动化,机械自动化,信息自动化,工业自动化,污水处理自动化等等,应用十分广泛。其总体發展趋势是:更广泛地与各地现代化技术相结合、特别是与计算机技术及控制论结合,从物理活动的自动化向着信息活动的自动化发展,比如利用计算机来自动设计,而不只是辅助设计。

  • 機械功能多元化:工商業產品已趨向精緻化及多元化,在大環境變化下,多元化、彈性化且具有多種切換功能的包裝機種方能適應市場需求。
  • 控制智能化:包裝機械廠家普遍使用PLC動力負載控制器,雖然PLC彈性很大,但仍未具有電腦(含軟件)所擁有的強大功能。未來包裝機械必須具備多功能化、調整操作簡單等條件,基於電腦的智能型儀器將成為食品包裝控制器的新趨勢。
  • 結構設計標準化、模組化:充分利用原有機型模組化設計,可在短時間內轉換新機型。

相關

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 Bennett 1979
  2. ^ Bennett, S. A History of Control Engineering 1800-1930. London: Peter Peregrinus Ltd. 1979: 47, 266. ISBN 0-86341-047-2. 
  3. ^ 日本未來可能被機器人搶735萬工作機會

外部連結



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