淺談自動化系統及其相關應用

周悅

摘 要：進入21世紀以來，隨著制造業和服務業的快速發展，人工勞動不能再滿足社會的需求，這使自動化系統進入人們的視野。自動化系統代替了人工，減少了勞動力的需求，并被廣泛應用到智能倉庫、智能航跡、船舶錨泊區域檢測系統和車載傳感系統等各個領域中，用來滿足人類所追求的高效性、安全性、精準性和便捷性，以此推動各行各業的高速發展。隨著社會的發展，自動化會達到更加先進的高度，為人們帶來更大的便利。

關鍵詞：自動化;物流倉儲;航跡控制;船舶掃描;車載感應

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）20-0017-02

0 引言

自動化指的是機械等設備運行過程中無人工的介入，將原來由人工操作的生產程序，轉換成由機器自行操作的生產程序。自動化技術相比于人工來說，其優勢在于較高的生產效率、高效的機器利用率、較短的生產周期、優良的產品質量和所需的極少勞動動力。采用自動化往往能使目標任務事半功倍，因此自動化現今被廣泛用于各行各業。人類不但可以通過自動化技術減輕勞動負擔、擺脫艱險的工作環境，還能使其推進世界發展的能力與日俱進。由此看來，自動化是國家發展的主要力量。

1 自動化系統簡介

古時候人類長期勞作在繁重的生產活動中，為了減輕勞動的繁重，人們逐漸研究出一些方便快捷的自動裝置，在我國古代便有人發明自動化的器械，比如孔明車、張衡的地動儀和宋頌等人的水運儀象臺。這為后來的自動化發展打下了一定的基礎。自動化技術在18世紀末～20世紀初逐漸形成。“自動化”由美國福特公司的工程師D.S.哈德于1946年提出。20世紀40年代，在數學家維納等人的努力下，自動調節、計算機、通信技術、以及其他科學互相結合而產生了控制論。這一理論對自動化技術有著深遠影響。20世紀70年代電子計算機的研發成功使自動化技術發展得更為深入，出現了無人控制的智能機器和利用電腦控制的更高級的自動化系統。70年代以后，自動化發展得更為龐大，被運用到軍事、科研等領域，工作、家庭生活自動化將成為自動化發展的新內容。自動化系統在世界應用越來越廣泛，對社會各行業起到極大的推動作用，為科學、經濟發展奠定了良好的基礎。與此同時，我國極力重視培養自動化技術開發及研究等方面工作的高級工程技術人才。目前，自動化技術運用非常廣泛，是這個時代經濟發展的關鍵“鑰匙”。如今，自動化被重點利用于人工智能、機器人領域，為人類未來的發展提供了無限的可能。

自動化在應用過程中能夠提高社會生產效率，并能夠極大的減少人工勞動成本，與此同時可以有效保證工作質量。自動化系統由于其設備調控及檢測的精準度較高，可以充分避免外界的干擾并有效完成工作。由于其以上優點，生產力得到了大幅度提升。自動化系統使設備應用過程中安全性得到了大幅的提升。自動化系統設備可以部分代替人類進行較為危險的工作，使許多行業的工作人員安全得到了保證。與此同時，自動化產品在工作過程中能夠根據某些突發情況采取保護措施，極大地提高了安全性。最后，自動化適用范圍廣，自動化產品可用于辦公、衛生清潔、家居生活、市場服務、工業制造、科技研究和軍用武器，能應用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求，應變能力較強。

2 自動化的應用

2.1 智能物流倉儲系統

其中一個應用是智能物流倉儲系統。傳統的物流存在大量的弊端，屬于被動服務，在工作過程中實施人工控制，環節復雜，往往會發生供應鏈短路和市場信息更新緩慢的現象。而現代的智能物流倉儲系統通過研究市場的實際情況，掌握了管理系統中的物品特點，運用自動化，使人工勞動減少的同時增添了信息。該系統的優點在于可以通過系統和機器使物流和存儲問題有效減少。智能系統的應用主要向著使系統和工作的適應性提升的方向發展，使其在實際中充分發揮作用。智能系統主要包括高功率的機器、控制系統和電腦。智能系統在工作過程中首先是物件識別。在運作中，智能系統搜索并檢查物品，將物品的信息儲存在系統中。系統自動匹配對象，然后進行分析和處理，免去了人工的插手，由此減少物流過程中的錯誤，從而提升工作效率。[1]

完成物件識別后，系統進入地區識別環節。傳統的購物地域局限性大，購買者只能在現場購買現有的商品。而傳統的物流因為繁瑣的地區分類而發貨速度緩慢。現代發達的在線購物讓人們可以在不改變所處位置的情況下購買并通過快速的物流拿到所喜歡的產品。智能系統將全國所有地區的物流連接起來，將不同地域的貨物分類管理。不同地區的產品通過區域識別功能可以自動對貨物的收貨地址進行智能化的分類，從而準確無誤地運輸至千家萬戶。使運輸效率有了顯著的提高。

在所有環節中，倉庫管理的任務相對繁重。物體的分類需要高科技的智能系統進行識別，而智能系統在識別的時候所使用的識別方式是通過前期人工輸入的。人工輸入往往造成相似的產品被機器混淆。現在許多物流公司為了精確地識別每個物體的樣貌和外部細節，花費了大量時間和資金。而二維碼解決了這一難題，智能系統掃描二維代碼，從而可以通過掃描到的信息對產品進行分類。這不但解決了分類困難的問題，還節約了不必要的資金。通過自動化的發展，現代物流系統有了質的飛躍，在未來發展中十分可期。

2.2 智能航跡控制系統

我國的航運事業飛速發展，但在航運事業不斷更新的同時，往往會發生碰撞事故和經濟損失。為了減少這一問題，科研人員研發了一種智能化的航跡控制系統。智能航跡控制系統通過人工神經網絡算法，能夠精準地命令船舶沿著設定好的航線行駛，及時地跟蹤船只的軌跡，同時能夠減少調控次數此舉能大幅度的降低能源和資金的消耗，使船只適應于千變萬化的水面環境。智能系統中的神經網絡控制算法擁有自我學習的能力。神經網絡從現有的誤差中提取并重新分析，以減小系統的學習誤差，同時可對自我學習進行反饋。BP神經網絡的仿真的應用，減少了航跡的錯誤，保證了船只經濟利益。在未來的發展中將會向更高效率、高精準度發展，為船運事業提供了保障。[2]

2.3 船舶錨泊區域檢測系統

物流與航運于一體的海上運輸業發展迅猛。企業對船舶的需求量不斷增加，而在船只數量增加的同時，港口的面積無法隨之增大，導致船舶錨泊越來越擁擠。船舶錨泊主要是在等待貨物和避風等，惡劣天氣不利于船只航行，所以在暴雨颶風的極端天氣時船舶錨泊港口愈發擁擠。在巨浪中，船只容易發生碰撞等安全事故，由此可見，船舶錨泊區域的安全檢測尤為重要。船舶錨泊區域檢測過程十分繁雜，為了解決船舶錨泊區域檢測系統無法精準檢測的問題，船舶錨泊區域檢測方法結合人工智能系統，對船舶錨泊區域進行自動化檢測和分析。通過測試后的系統，同時采用自適應遺傳算法對灰色系統和人工神經網絡對船舶錨泊區域自動檢測結果進行優化，根據貢獻率對灰色系統和人工神經網絡系統船舶錨泊區域自動檢測結果進行組合，船舶錨泊區域檢測精度大幅度提高。[3]

2.4 車載傳感系統

智能汽車市場廣闊，自動化無人駕駛更是現代科學研究的重要領域。無人駕駛汽車是通過車載傳感系統感知道路環境，自動規劃行車路線并控制車輛到達預定目標的智能汽車。常見的汽車往往是人類單獨或者配合駕駛，若車主疲勞駕駛或者在行車時打電話，就極易發生事故。而車載智能系統的出現，將會滿足人們在車上全程不需要操作的需求，從而使人們在車上擁有空余的時間。智能汽車的自動駕駛技術以安全、高效為目的。

自動駕駛及智能網聯汽車要求利用人工智能技術實現對車輛、行人、車道線和可行駛區域等環境信息的精確感知并準確處理后，向外發出信息，向執行器發出指令，使車輛按照預設軌跡運行。從而加強了無人駕駛的安全性和準確性。[4]

3 結語

當今世界，社會發展的新興主流方向極大部分包含了自動化技術。工業自動化控制系統擁有高效率、低能耗、少勞動力、促進產業升級等優良效果，在未來發展中是一批黑馬。從國內來看，有國家政策大力支持工業自動化，各行各業都在使用自動化系統，所以自動化技術擁有龐大多元化的市場。而且我國工業自動化控制水平與歐美發達國家相比仍有待加強，在未來擁有極廣闊的提升空間。信息化是我國加快實現工業化和現代化的必然選擇。自動化在信息化與工業化之間發揮連接紐帶的作用，我國傳統工業相對落后，國家為此加大技術的改造和研究，使我國自動化技術向多樣化、自動化、智能化方向發展，以此造福人民。同時，保護環境、節約資源作為我國未來的戰略方向也為自動化的發展提供了良好的保障。自動化的低能耗和高效性極大地減少了能源的浪費。環境監測、水處理項目的環保治理等都需要自動化控制系統技術，這對行業未來的發展帶來了廣闊的空間。綜上所述，我國為了制造業的發展加大對自動化的研究，對改造傳統產業、建立自動化工業體系及高新技術產業起到了關鍵作用，擁有廣闊的發展前景。

參考文獻

[1] 董躍東.現代物流倉儲智能系統設計及應用分析[J].現代經濟信息，2019（09）：357+359.

[2] 劉毅.人工神經智能在航跡控制系統中的應用[J].艦船科學技術，2016（16）：73-75.

[3] 謝宏，何怡剛，吳杰.高炮電氣隨動系統神經智能故障診斷系統的設計與實現[J].湖南大學學報：自然科學版，2001，28（6）：70-74.

[4] 張翔，丁晶.神經智能信息處理系統的研究現狀及其在水文水資源中的應用展望[J].水科學進展，2000，11（1）：105-110.