在现代技术出现之前,很多工作都是通过手工或简单机器操作完成。过去,人们对自动化的理解仅仅是机械操作取代体力劳动。但随着电子信息技术不断发展,自动化不再单纯地替代体力劳动,还替代或辅助脑力劳动,智能化自动完成指定任务。现代自动化发展到了哪种程度?自动化的未来又有何新方向?跟随小编一起,来看看自动化的今生与未来。
什么是自动化?
通俗地讲,自动化是指对机械或重复过程中的使用及自动控制,通常广泛应用于制造业和工业。如今,自动化设备已成为工厂、通信网络、交通运输等领域的常规设备。常见的自动化应用有:
制造过程
自动调节锅炉和恒温器
自动驾驶
控制多模式电话网络
虽然自动化技术的应用不尽相同,但它们都是基于相同的工作原理——协调传感器(数据输入)和执行器(数据输出),将数据的测量值与理想值进行比较后进行必要的调整,通常会结合不同的技术,包括:
电气系统
电子产品
气动元件
液压系统
机械设备
自动化类型
现代自动化技术主要分为三大类:柔性自动化、固定自动化、可编程自动化。
柔性自动化:适用于不依赖单个结果的生产系统,可以对其进行快速重新配置,或以其他方式处理同一零件的不同生产周期。
刚性自动化:与柔性自动化相比,刚性自动化受设备组合的限制,缺乏灵活性。如需更改操作,则必须卸下此硬件,并用另一种经过特殊编程的系统替换。因此,刚性自动化适合大量生产的产品线。
可编程自动化:适用于批量生产产品或组件,产品批次数量通常低于刚性自动化的数量。完成特定批次后,操作员需要重新编程以准备下一个批次。
自动化工具
在自动化领域重要的最新进展是计算机数字控制(CNC)技术的发展,计算机控制系统能达到前所未有的精度和复杂性。CNC技术包括计算机辅助设计(CAD)系统、计算机辅助制造(CAM)系统、可编程逻辑控制器(PLC)、比例积分微分(PID)系统。
CNC技术只是工业自动化快速发展的部分例子,其他示例还包括:
人工神经网络——一种人工智能形式,旨在向环境输入学习并做出适当响应,还用于CNC系统;
分布式控制系统——在单个生产过程中结合了多个自动化设备,每个设备运行自己的控制回路;
监控和数据采集——SCADA系统可以对包括PLC和类似设备的复杂网络进行严密监。
自动化的未来
近几十年来,自动化技术正在发生快速变化,并且未来会一直持续下去。随着时间的流逝,机器人技术和人工智能日益成熟,它们已经能够进行自主动作。另外,随着自动化设备成本下降,工业自动化越来越容易获得。到2025年,工业机器人的成本预计将比五年前降低65%。自动化设备已成为人们熟悉的工业装置,并最终体现在日常生活中的许多方面。
制造业——制造中的自动化与效率有关,随着技术的进步,生产过程变得更加顺利、快速、有效,人工时间将会大幅减少;
工程——自动化帮助提高工程精度和安全性,最大程度地减少错误,并提高效率;
建造——随着自动化技术的日益成熟,建筑业将发生重大转变,例如模块化建筑的广泛应用;
汽车行业——工业机器人执行了许多以前手动的生产线任务,例如焊接、装配和底盘喷涂。机器人流程自动化(RPA)提高了汽车行业的可靠性、准确性,生产率显著提高;
零售——零售业也是自动化的一线产业。面对自动化程度不断提高,对人员重新进行技能培训和开设新职位,可能会带来新的机会。
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