淺談自動化系統(tǒng)及其相關(guān)應用

周悅

摘 要：進入21世紀以來，隨著制造業(yè)和服務業(yè)的快速發(fā)展，人工勞動不能再滿足社會的需求，這使自動化系統(tǒng)進入人們的視野。自動化系統(tǒng)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(qū)域檢測系統(tǒng)和車載傳感系統(tǒng)等各個領(lǐng)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(yè)的高速發(fā)展。隨著社會的發(fā)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(guān)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(shè)備運行過程中無人工的介入，將原來由人工操作的生產(chǎn)程序，轉(zhuǎn)換成由機器自行操作的生產(chǎn)程序。自動化技術(shù)相比于人工來說，其優(yōu)勢在于較高的生產(chǎn)效率、高效的機器利用率、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(xiàn)今被廣泛用于各行各業(yè)。人類不但可以通過自動化技術(shù)減輕勞動負擔、擺脫艱險的工作環(huán)境，還能使其推進世界發(fā)展的能力與日俱進。由此看來，自動化是國家發(fā)展的主要力量。

1 自動化系統(tǒng)簡介

古時候人類長期勞作在繁重的生產(chǎn)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(fā)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(fā)展打下了一定的基礎(chǔ)。自動化技術(shù)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(shù)學家維納等人的努力下，自動調(diào)節(jié)、計算機、通信技術(shù)、以及其他科學互相結(jié)合而產(chǎn)生了控制論。這一理論對自動化技術(shù)有著深遠影響。20世紀70年代電子計算機的研發(fā)成功使自動化技術(shù)發(fā)展得更為深入，出現(xiàn)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(tǒng)。70年代以后，自動化發(fā)展得更為龐大，被運用到軍事、科研等領(lǐng)域，工作、家庭生活自動化將成為自動化發(fā)展的新內(nèi)容。自動化系統(tǒng)在世界應用越來越廣泛，對社會各行業(yè)起到極大的推動作用，為科學、經(jīng)濟發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。與此同時，我國極力重視培養(yǎng)自動化技術(shù)開發(fā)及研究等方面工作的高級工程技術(shù)人才。目前，自動化技術(shù)運用非常廣泛，是這個時代經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵“鑰匙”。如今，自動化被重點利用于人工智能、機器人領(lǐng)域，為人類未來的發(fā)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(chǎn)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(zhì)量。自動化系統(tǒng)由于其設(shè)備調(diào)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(yōu)點，生產(chǎn)力得到了大幅度提升。自動化系統(tǒng)使設(shè)備應用過程中安全性得到了大幅的提升。自動化系統(tǒng)設(shè)備可以部分代替人類進行較為危險的工作，使許多行業(yè)的工作人員安全得到了保證。與此同時，自動化產(chǎn)品在工作過程中能夠根據(jù)某些突發(fā)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(chǎn)品可用于辦公、衛(wèi)生清潔、家居生活、市場服務、工業(yè)制造、科技研究和軍用武器，能應用于不同的場合和不同領(lǐng)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(tǒng)

其中一個應用是智能物流倉儲系統(tǒng)。傳統(tǒng)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(huán)節(jié)復雜，往往會發(fā)生供應鏈短路和市場信息更新緩慢的現(xiàn)象。而現(xiàn)代的智能物流倉儲系統(tǒng)通過研究市場的實際情況，掌握了管理系統(tǒng)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(tǒng)的優(yōu)點在于可以通過系統(tǒng)和機器使物流和存儲問題有效減少。智能系統(tǒng)的應用主要向著使系統(tǒng)和工作的適應性提升的方向發(fā)展，使其在實際中充分發(fā)揮作用。智能系統(tǒng)主要包括高功率的機器、控制系統(tǒng)和電腦。智能系統(tǒng)在工作過程中首先是物件識別。在運作中，智能系統(tǒng)搜索并檢查物品，將物品的信息儲存在系統(tǒng)中。系統(tǒng)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(tǒng)進入地區(qū)識別環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的購物地域局限性大，購買者只能在現(xiàn)場購買現(xiàn)有的商品。而傳統(tǒng)的物流因為繁瑣的地區(qū)分類而發(fā)貨速度緩慢?，F(xiàn)代發(fā)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(chǎn)品。智能系統(tǒng)將全國所有地區(qū)的物流連接起來，將不同地域的貨物分類管理。不同地區(qū)的產(chǎn)品通過區(qū)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(huán)節(jié)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(tǒng)進行識別，而智能系統(tǒng)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(chǎn)品被機器混淆?，F(xiàn)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(jié)，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(tǒng)掃描二維代碼，從而可以通過掃描到的信息對產(chǎn)品進行分類。這不但解決了分類困難的問題，還節(jié)約了不必要的資金。通過自動化的發(fā)展，現(xiàn)代物流系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍，在未來發(fā)展中十分可期。

2.2 智能航跡控制系統(tǒng)

我國的航運事業(yè)飛速發(fā)展，但在航運事業(yè)不斷更新的同時，往往會發(fā)生碰撞事故和經(jīng)濟損失。為了減少這一問題，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)通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法，能夠精準地命令船舶沿著設(shè)定好的航線行駛，及時地跟蹤船只的軌跡，同時能夠減少調(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)絡控制算法擁有自我學習的能力。神經(jīng)網(wǎng)絡從現(xiàn)有的誤差中提取并重新分析，以減小系統(tǒng)的學習誤差，同時可對自我學習進行反饋。BP神經(jīng)網(wǎng)絡的仿真的應用，減少了航跡的錯誤，保證了船只經(jīng)濟利益。在未來的發(fā)展中將會向更高效率、高精準度發(fā)展，為船運事業(yè)提供了保障。[2]

2.3 船舶錨泊區(qū)域檢測系統(tǒng)

物流與航運于一體的海上運輸業(yè)發(fā)展迅猛。企業(yè)對船舶的需求量不斷增加，而在船只數(shù)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(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，船舶錨泊區(qū)域的安全檢測尤為重要。船舶錨泊區(qū)域檢測過程十分繁雜，為了解決船舶錨泊區(qū)域檢測系統(tǒng)無法精準檢測的問題，船舶錨泊區(qū)域檢測方法結(jié)合人工智能系統(tǒng)，對船舶錨泊區(qū)域進行自動化檢測和分析。通過測試后的系統(tǒng)，同時采用自適應遺傳算法對灰色系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡對船舶錨泊區(qū)域自動檢測結(jié)果進行優(yōu)化，根據(jù)貢獻率對灰色系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)船舶錨泊區(qū)域自動檢測結(jié)果進行組合，船舶錨泊區(qū)域檢測精度大幅度提高。[3]

2.4 車載傳感系統(tǒng)

智能汽車市場廣闊，自動化無人駕駛更是現(xiàn)代科學研究的重要領(lǐng)域。無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動規(guī)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(fā)生事故。而車載智能系統(tǒng)的出現(xiàn)，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(shù)以安全、高效為目的。

自動駕駛及智能網(wǎng)聯(lián)汽車要求利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)對車輛、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，使車輛按照預設(shè)軌跡運行。從而加強了無人駕駛的安全性和準確性。[4]

3 結(jié)語

當今世界，社會發(fā)展的新興主流方向極大部分包含了自動化技術(shù)。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)擁有高效率、低能耗、少勞動力、促進產(chǎn)業(yè)升級等優(yōu)良效果，在未來發(fā)展中是一批黑馬。從國內(nèi)來看，有國家政策大力支持工業(yè)自動化，各行各業(yè)都在使用自動化系統(tǒng)，所以自動化技術(shù)擁有龐大多元化的市場。而且我國工業(yè)自動化控制水平與歐美發(fā)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(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇。自動化在信息化與工業(yè)化之間發(fā)揮連接紐帶的作用，我國傳統(tǒng)工業(yè)相對落后，國家為此加大技術(shù)的改造和研究，使我國自動化技術(shù)向多樣化、自動化、智能化方向發(fā)展，以此造福人民。同時，保護環(huán)境、節(jié)約資源作為我國未來的戰(zhàn)略方向也為自動化的發(fā)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(huán)境監(jiān)測、水處理項目的環(huán)保治理等都需要自動化控制系統(tǒng)技術(shù)，這對行業(yè)未來的發(fā)展帶來了廣闊的空間。綜上所述，我國為了制造業(yè)的發(fā)展加大對自動化的研究，對改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、建立自動化工業(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

[1] 董躍東.現(xiàn)代物流倉儲智能系統(tǒng)設(shè)計及應用分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息，2019（09）：357+359.

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

[3] 謝宏，何怡剛，吳杰.高炮電氣隨動系統(tǒng)神經(jīng)智能故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].湖南大學學報：自然科學版，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用展望[J].水科學進展，2000，11（1）：105-110.