周悅

摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展，人工勞動(dòng)不能再滿足社會(huì)的需求，這使自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)入人們的視野。自動(dòng)化系統(tǒng)代替了人工，減少了勞動(dòng)力的需求，并被廣泛應(yīng)用到智能倉(cāng)庫(kù)、智能航跡、船舶錨泊區(qū)域檢測(cè)系統(tǒng)和車載傳感系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域中，用來(lái)滿足人類所追求的高效性、安全性、精準(zhǔn)性和便捷性，以此推動(dòng)各行各業(yè)的高速發(fā)展。隨著社會(huì)的發(fā)展，自動(dòng)化會(huì)達(dá)到更加先進(jìn)的高度，為人們帶來(lái)更大的便利。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;物流倉(cāng)儲(chǔ);航跡控制;船舶掃描;車載感應(yīng)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）20-0017-02

0 引言

自動(dòng)化指的是機(jī)械等設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中無(wú)人工的介入，將原來(lái)由人工操作的生產(chǎn)程序，轉(zhuǎn)換成由機(jī)器自行操作的生產(chǎn)程序。自動(dòng)化技術(shù)相比于人工來(lái)說(shuō)，其優(yōu)勢(shì)在于較高的生產(chǎn)效率、高效的機(jī)器利用率、較短的生產(chǎn)周期、優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量和所需的極少勞動(dòng)動(dòng)力。采用自動(dòng)化往往能使目標(biāo)任務(wù)事半功倍，因此自動(dòng)化現(xiàn)今被廣泛用于各行各業(yè)。人類不但可以通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)減輕勞動(dòng)負(fù)擔(dān)、擺脫艱險(xiǎn)的工作環(huán)境，還能使其推進(jìn)世界發(fā)展的能力與日俱進(jìn)。由此看來(lái)，自動(dòng)化是國(guó)家發(fā)展的主要力量。

1 自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

古時(shí)候人類長(zhǎng)期勞作在繁重的生產(chǎn)活動(dòng)中，為了減輕勞動(dòng)的繁重，人們逐漸研究出一些方便快捷的自動(dòng)裝置，在我國(guó)古代便有人發(fā)明自動(dòng)化的器械，比如孔明車、張衡的地動(dòng)儀和宋頌等人的水運(yùn)儀象臺(tái)。這為后來(lái)的自動(dòng)化發(fā)展打下了一定的基礎(chǔ)。自動(dòng)化技術(shù)在18世紀(jì)末～20世紀(jì)初逐漸形成。“自動(dòng)化”由美國(guó)福特公司的工程師D.S.哈德于1946年提出。20世紀(jì)40年代，在數(shù)學(xué)家維納等人的努力下，自動(dòng)調(diào)節(jié)、計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、以及其他科學(xué)互相結(jié)合而產(chǎn)生了控制論。這一理論對(duì)自動(dòng)化技術(shù)有著深遠(yuǎn)影響。20世紀(jì)70年代電子計(jì)算機(jī)的研發(fā)成功使自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展得更為深入，出現(xiàn)了無(wú)人控制的智能機(jī)器和利用電腦控制的更高級(jí)的自動(dòng)化系統(tǒng)。70年代以后，自動(dòng)化發(fā)展得更為龐大，被運(yùn)用到軍事、科研等領(lǐng)域，工作、家庭生活自動(dòng)化將成為自動(dòng)化發(fā)展的新內(nèi)容。自動(dòng)化系統(tǒng)在世界應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)社會(huì)各行業(yè)起到極大的推動(dòng)作用，為科學(xué)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，我國(guó)極力重視培養(yǎng)自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)發(fā)及研究等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。目前，自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用非常廣泛，是這個(gè)時(shí)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵“鑰匙”。如今，自動(dòng)化被重點(diǎn)利用于人工智能、機(jī)器人領(lǐng)域，為人類未來(lái)的發(fā)展提供了無(wú)限的可能。

自動(dòng)化在應(yīng)用過(guò)程中能夠提高社會(huì)生產(chǎn)效率，并能夠極大的減少人工勞動(dòng)成本，與此同時(shí)可以有效保證工作質(zhì)量。自動(dòng)化系統(tǒng)由于其設(shè)備調(diào)控及檢測(cè)的精準(zhǔn)度較高，可以充分避免外界的干擾并有效完成工作。由于其以上優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)力得到了大幅度提升。自動(dòng)化系統(tǒng)使設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中安全性得到了大幅的提升。自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備可以部分代替人類進(jìn)行較為危險(xiǎn)的工作，使許多行業(yè)的工作人員安全得到了保證。與此同時(shí)，自動(dòng)化產(chǎn)品在工作過(guò)程中能夠根據(jù)某些突發(fā)情況采取保護(hù)措施，極大地提高了安全性。最后，自動(dòng)化適用范圍廣，自動(dòng)化產(chǎn)品可用于辦公、衛(wèi)生清潔、家居生活、市場(chǎng)服務(wù)、工業(yè)制造、科技研究和軍用武器，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求，應(yīng)變能力較強(qiáng)。

2 自動(dòng)化的應(yīng)用

2.1 智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

其中一個(gè)應(yīng)用是智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的物流存在大量的弊端，屬于被動(dòng)服務(wù)，在工作過(guò)程中實(shí)施人工控制，環(huán)節(jié)復(fù)雜，往往會(huì)發(fā)生供應(yīng)鏈短路和市場(chǎng)信息更新緩慢的現(xiàn)象。而現(xiàn)代的智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)研究市場(chǎng)的實(shí)際情況，掌握了管理系統(tǒng)中的物品特點(diǎn)，運(yùn)用自動(dòng)化，使人工勞動(dòng)減少的同時(shí)增添了信息。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)系統(tǒng)和機(jī)器使物流和存儲(chǔ)問(wèn)題有效減少。智能系統(tǒng)的應(yīng)用主要向著使系統(tǒng)和工作的適應(yīng)性提升的方向發(fā)展，使其在實(shí)際中充分發(fā)揮作用。智能系統(tǒng)主要包括高功率的機(jī)器、控制系統(tǒng)和電腦。智能系統(tǒng)在工作過(guò)程中首先是物件識(shí)別。在運(yùn)作中，智能系統(tǒng)搜索并檢查物品，將物品的信息儲(chǔ)存在系統(tǒng)中。系統(tǒng)自動(dòng)匹配對(duì)象，然后進(jìn)行分析和處理，免去了人工的插手，由此減少物流過(guò)程中的錯(cuò)誤，從而提升工作效率。[1]

完成物件識(shí)別后，系統(tǒng)進(jìn)入地區(qū)識(shí)別環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的購(gòu)物地域局限性大，購(gòu)買者只能在現(xiàn)場(chǎng)購(gòu)買現(xiàn)有的商品。而傳統(tǒng)的物流因?yàn)榉爆嵉牡貐^(qū)分類而發(fā)貨速度緩慢?，F(xiàn)代發(fā)達(dá)的在線購(gòu)物讓人們可以在不改變所處位置的情況下購(gòu)買并通過(guò)快速的物流拿到所喜歡的產(chǎn)品。智能系統(tǒng)將全國(guó)所有地區(qū)的物流連接起來(lái)，將不同地域的貨物分類管理。不同地區(qū)的產(chǎn)品通過(guò)區(qū)域識(shí)別功能可以自動(dòng)對(duì)貨物的收貨地址進(jìn)行智能化的分類，從而準(zhǔn)確無(wú)誤地運(yùn)輸至千家萬(wàn)戶。使運(yùn)輸效率有了顯著的提高。

在所有環(huán)節(jié)中，倉(cāng)庫(kù)管理的任務(wù)相對(duì)繁重。物體的分類需要高科技的智能系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別，而智能系統(tǒng)在識(shí)別的時(shí)候所使用的識(shí)別方式是通過(guò)前期人工輸入的。人工輸入往往造成相似的產(chǎn)品被機(jī)器混淆?，F(xiàn)在許多物流公司為了精確地識(shí)別每個(gè)物體的樣貌和外部細(xì)節(jié)，花費(fèi)了大量時(shí)間和資金。而二維碼解決了這一難題，智能系統(tǒng)掃描二維代碼，從而可以通過(guò)掃描到的信息對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分類。這不但解決了分類困難的問(wèn)題，還節(jié)約了不必要的資金。通過(guò)自動(dòng)化的發(fā)展，現(xiàn)代物流系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍，在未來(lái)發(fā)展中十分可期。

2.2 智能航跡控制系統(tǒng)

我國(guó)的航運(yùn)事業(yè)飛速發(fā)展，但在航運(yùn)事業(yè)不斷更新的同時(shí)，往往會(huì)發(fā)生碰撞事故和經(jīng)濟(jì)損失。為了減少這一問(wèn)題，科研人員研發(fā)了一種智能化的航跡控制系統(tǒng)。智能航跡控制系統(tǒng)通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，能夠精準(zhǔn)地命令船舶沿著設(shè)定好的航線行駛，及時(shí)地跟蹤船只的軌跡，同時(shí)能夠減少調(diào)控次數(shù)此舉能大幅度的降低能源和資金的消耗，使船只適應(yīng)于千變?nèi)f化的水面環(huán)境。智能系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法擁有自我學(xué)習(xí)的能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從現(xiàn)有的誤差中提取并重新分析，以減小系統(tǒng)的學(xué)習(xí)誤差，同時(shí)可對(duì)自我學(xué)習(xí)進(jìn)行反饋。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真的應(yīng)用，減少了航跡的錯(cuò)誤，保證了船只經(jīng)濟(jì)利益。在未來(lái)的發(fā)展中將會(huì)向更高效率、高精準(zhǔn)度發(fā)展，為船運(yùn)事業(yè)提供了保障。[2]

2.3 船舶錨泊區(qū)域檢測(cè)系統(tǒng)

物流與航運(yùn)于一體的海上運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛。企業(yè)對(duì)船舶的需求量不斷增加，而在船只數(shù)量增加的同時(shí)，港口的面積無(wú)法隨之增大，導(dǎo)致船舶錨泊越來(lái)越擁擠。船舶錨泊主要是在等待貨物和避風(fēng)等，惡劣天氣不利于船只航行，所以在暴雨颶風(fēng)的極端天氣時(shí)船舶錨泊港口愈發(fā)擁擠。在巨浪中，船只容易發(fā)生碰撞等安全事故，由此可見(jiàn)，船舶錨泊區(qū)域的安全檢測(cè)尤為重要。船舶錨泊區(qū)域檢測(cè)過(guò)程十分繁雜，為了解決船舶錨泊區(qū)域檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法精準(zhǔn)檢測(cè)的問(wèn)題，船舶錨泊區(qū)域檢測(cè)方法結(jié)合人工智能系統(tǒng)，對(duì)船舶錨泊區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)和分析。通過(guò)測(cè)試后的系統(tǒng)，同時(shí)采用自適應(yīng)遺傳算法對(duì)灰色系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)船舶錨泊區(qū)域自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)貢獻(xiàn)率對(duì)灰色系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)船舶錨泊區(qū)域自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行組合，船舶錨泊區(qū)域檢測(cè)精度大幅度提高。[3]

2.4 車載傳感系統(tǒng)

智能汽車市場(chǎng)廣闊，自動(dòng)化無(wú)人駕駛更是現(xiàn)代科學(xué)研究的重要領(lǐng)域。無(wú)人駕駛汽車是通過(guò)車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。常見(jiàn)的汽車往往是人類單獨(dú)或者配合駕駛，若車主疲勞駕駛或者在行車時(shí)打電話，就極易發(fā)生事故。而車載智能系統(tǒng)的出現(xiàn)，將會(huì)滿足人們?cè)谲嚿先滩恍枰僮鞯男枨?，從而使人們?cè)谲嚿蠐碛锌沼嗟臅r(shí)間。智能汽車的自動(dòng)駕駛技術(shù)以安全、高效為目的。

自動(dòng)駕駛及智能網(wǎng)聯(lián)汽車要求利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛、行人、車道線和可行駛區(qū)域等環(huán)境信息的精確感知并準(zhǔn)確處理后，向外發(fā)出信息，向執(zhí)行器發(fā)出指令，使車輛按照預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)行。從而加強(qiáng)了無(wú)人駕駛的安全性和準(zhǔn)確性。[4]

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今世界，社會(huì)發(fā)展的新興主流方向極大部分包含了自動(dòng)化技術(shù)。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)擁有高效率、低能耗、少勞動(dòng)力、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)等優(yōu)良效果，在未來(lái)發(fā)展中是一批黑馬。從國(guó)內(nèi)來(lái)看，有國(guó)家政策大力支持工業(yè)自動(dòng)化，各行各業(yè)都在使用自動(dòng)化系統(tǒng)，所以自動(dòng)化技術(shù)擁有龐大多元化的市場(chǎng)。而且我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制水平與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有待加強(qiáng)，在未來(lái)?yè)碛袠O廣闊的提升空間。信息化是我國(guó)加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇。自動(dòng)化在信息化與工業(yè)化之間發(fā)揮連接紐帶的作用，我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)相對(duì)落后，國(guó)家為此加大技術(shù)的改造和研究，使我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)向多樣化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，以此造福人民。同時(shí)，保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源作為我國(guó)未來(lái)的戰(zhàn)略方向也為自動(dòng)化的發(fā)展提供了良好的保障。自動(dòng)化的低能耗和高效性極大地減少了能源的浪費(fèi)。環(huán)境監(jiān)測(cè)、水處理項(xiàng)目的環(huán)保治理等都需要自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)，這對(duì)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)了廣闊的空間。綜上所述，我國(guó)為了制造業(yè)的發(fā)展加大對(duì)自動(dòng)化的研究，對(duì)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、建立自動(dòng)化工業(yè)體系及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起到了關(guān)鍵作用，擁有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 董躍東.現(xiàn)代物流倉(cāng)儲(chǔ)智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2019（09）：357+359.

[2] 劉毅.人工神經(jīng)智能在航跡控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2016（16）：73-75.

[3] 謝宏，何怡剛，吳杰.高炮電氣隨動(dòng)系統(tǒng)神經(jīng)智能故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001，28（6）：70-74.

[4] 張翔，丁晶.神經(jīng)智能信息處理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其在水文水資源中的應(yīng)用展望[J].水科學(xué)進(jìn)展，2000，11（1）：105-110.