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自动化技术

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工厂自动化
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超市的自动包装机是简单的PAC
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全电脑自动化工厂概念
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史崔克装甲车的车外自动化枪塔取代人力,减低暴露车外危险性
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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、自动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:

自动化在工业上带来的影响

工业自动化多以自动设备取代高危险、单调性、高频率的人力行为,如取热铸件、每隔几分钟取料、组装线。 透过自动化的设备导入,协助解决人资调涨、技术断层、品质稳定的状况。自动化为固定模式的概念,在导入前需要准备的工作如下:

  • 标准化作业:自动化为一切由计算、规划、输入电脑设定,控制重复作业所构成的功能,将每一项生产步骤统一制度化才能接着由人去规划、计算。
  • 风险性评估:对于生产过程中间可能会有的风险,如:金属加工所生铁屑、压铸、成型要夹取未去毛编的铝块‥考验的是规划商的技术与经验,风险评估将大大影响这套产品最后所生成效益,最好让规划自动化设备厂商与机械制造厂商间多评估,以避免生产状况影响自动化运作。
  • 效能评估:一般来说,规划商会以人力与时间作为依据,预估可节省之效益,因自动化设备如机械手臂Robot一组高至百万,或门型机械手价格平近但仍不斐,若效益未达,则不建议导入。
机器人展
机器人展

简易三要点评断是否适合自动化导入:

  • 年产量大。
  • 加工时间短。
  • 产品形状单纯。

同时自动化也可能造成失业问题的增加成为政治议题,传统自动化机械随着电脑发展逐渐智能化,有可能导致渗透进更下端的产业和更小型的公司,取代更多的职缺,这种取代有可能是一种等比级数的扩张[3],日经新闻曾研究2030年后日本可能被机器人抢走735万工作机会,而被抢工作的人会涌向其他工作机会,让其他工作的劳工在资方面前更弱势而遭到薪资和福利的不利影响,所以自动化技术有可能加剧贫富差距而成为未可知的巨大问题。

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。其总体发展趋势是: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。

  • 机械功能多元化:工商业产品已趋向精致化及多元化,在大环境变化下,多元化、弹性化且具有多种切换功能的包装机种方能适应市场需求。
  • 控制智能化:包装机械厂家普遍使用PLC动力负载控制器,虽然PLC弹性很大,但仍未具有电脑(含软件)所拥有的强大功能。未来包装机械必须具备多功能化、调整操作简单等条件,基于电脑的智能型仪器将成为食品包装控制器的新趋势。
  • 结构设计标准化、模组化:充分利用原有机型模组化设计,可在短时间内转换新机型。

相关

参考资料

  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. ^ 日本未来可能被机器人抢735万工作机会

外部链接

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