浅谈自动化系统及其相关应用

周悦

摘 要：进入21世纪以来，随着制造业和服务业的快速发展，人工劳动不能再满足社会的需求，这使自动化系统进入人们的视野。自动化系统代替了人工，减少了劳动力的需求，并被广泛应用到智能仓库、智能航迹、船舶锚泊区域检测系统和车载传感系统等各个领域中，用来满足人类所追求的高效性、安全性、精准性和便捷性，以此推动各行各业的高速发展。随着社会的发展，自动化会达到更加先进的高度，为人们带来更大的便利。

关键词：自动化;物流仓储;航迹控制;船舶扫描;车载感应

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）20-0017-02

0 引言

自动化指的是机械等设备运行过程中无人工的介入，将原来由人工操作的生产程序，转换成由机器自行操作的生产程序。自动化技术相比于人工来说，其优势在于较高的生产效率、高效的机器利用率、较短的生产周期、优良的产品质量和所需的极少劳动动力。采用自动化往往能使目标任务事半功倍，因此自动化现今被广泛用于各行各业。人类不但可以通过自动化技术减轻劳动负担、摆脱艰险的工作环境，还能使其推进世界发展的能力与日俱进。由此看来，自动化是国家发展的主要力量。

1 自动化系统简介

古时候人类长期劳作在繁重的生产活动中，为了减轻劳动的繁重，人们逐渐研究出一些方便快捷的自动装置，在我国古代便有人发明自动化的器械，比如孔明车、张衡的地动仪和宋颂等人的水运仪象台。这为后来的自动化发展打下了一定的基础。自动化技术在18世纪末～20世纪初逐渐形成。“自动化”由美国福特公司的工程师D.S.哈德于1946年提出。20世纪40年代，在数学家维纳等人的努力下，自动调节、计算机、通信技术、以及其他科学互相结合而产生了控制论。这一理论对自动化技术有着深远影响。20世纪70年代电子计算机的研发成功使自动化技术发展得更为深入，出现了无人控制的智能机器和利用电脑控制的更高级的自动化系统。70年代以后，自动化发展得更为庞大，被运用到军事、科研等领域，工作、家庭生活自动化将成为自动化发展的新内容。自动化系统在世界应用越来越广泛，对社会各行业起到极大的推动作用，为科学、经济发展奠定了良好的基础。与此同时，我国极力重视培养自动化技术开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。目前，自动化技术运用非常广泛，是这个时代经济发展的关键“钥匙”。如今，自动化被重点利用于人工智能、机器人领域，为人类未来的发展提供了无限的可能。

自动化在应用过程中能够提高社会生产效率，并能够极大的减少人工劳动成本，与此同时可以有效保证工作质量。自动化系统由于其设备调控及检测的精准度较高，可以充分避免外界的干扰并有效完成工作。由于其以上优点，生产力得到了大幅度提升。自动化系统使设备应用过程中安全性得到了大幅的提升。自动化系统设备可以部分代替人类进行较为危险的工作，使许多行业的工作人员安全得到了保证。与此同时，自动化产品在工作过程中能够根据某些突发情况采取保护措施，极大地提高了安全性。最后，自动化适用范围广，自动化产品可用于办公、卫生清洁、家居生活、市场服务、工业制造、科技研究和军用武器，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求，应变能力较强。

2 自动化的应用

2.1 智能物流仓储系统

其中一个应用是智能物流仓储系统。传统的物流存在大量的弊端，属于被动服务，在工作过程中实施人工控制，环节复杂，往往会发生供应链短路和市场信息更新缓慢的现象。而现代的智能物流仓储系统通过研究市场的实际情况，掌握了管理系统中的物品特点，运用自动化，使人工劳动减少的同时增添了信息。该系统的优点在于可以通过系统和机器使物流和存储问题有效减少。智能系统的应用主要向着使系统和工作的适应性提升的方向发展，使其在实际中充分发挥作用。智能系统主要包括高功率的机器、控制系统和电脑。智能系统在工作过程中首先是物件识别。在运作中，智能系统搜索并检查物品，将物品的信息储存在系统中。系统自动匹配对象，然后进行分析和处理，免去了人工的插手，由此减少物流过程中的错误，从而提升工作效率。[1]

完成物件识别后，系统进入地区识别环节。传统的购物地域局限性大，购买者只能在现场购买现有的商品。而传统的物流因为繁琐的地区分类而发货速度缓慢。现代发达的在线购物让人们可以在不改变所处位置的情况下购买并通过快速的物流拿到所喜欢的产品。智能系统将全国所有地区的物流连接起来，将不同地域的货物分类管理。不同地区的产品通过区域识别功能可以自动对货物的收货地址进行智能化的分类，从而准确无误地运输至千家万户。使运输效率有了显著的提高。

在所有环节中，仓库管理的任务相对繁重。物体的分类需要高科技的智能系统进行识别，而智能系统在识别的时候所使用的识别方式是通过前期人工输入的。人工输入往往造成相似的产品被机器混淆。现在许多物流公司为了精确地识别每个物体的样貌和外部细节，花费了大量时间和资金。而二维码解决了这一难题，智能系统扫描二维代码，从而可以通过扫描到的信息对产品进行分类。这不但解决了分类困难的问题，还节约了不必要的资金。通过自动化的发展，现代物流系统有了质的飞跃，在未来发展中十分可期。

2.2 智能航迹控制系统

我国的航运事业飞速发展，但在航运事业不断更新的同时，往往会发生碰撞事故和经济损失。为了减少这一问题，科研人员研发了一种智能化的航迹控制系统。智能航迹控制系统通过人工神经网络算法，能够精准地命令船舶沿着设定好的航线行驶，及时地跟踪船只的轨迹，同时能够减少调控次数此舉能大幅度的降低能源和资金的消耗，使船只适应于千变万化的水面环境。智能系统中的神经网络控制算法拥有自我学习的能力。神经网络从现有的误差中提取并重新分析，以减小系统的学习误差，同时可对自我学习进行反馈。BP神经网络的仿真的应用，减少了航迹的错误，保证了船只经济利益。在未来的发展中将会向更高效率、高精准度发展，为船运事业提供了保障。[2]

2.3 船舶锚泊区域检测系统

物流与航运于一体的海上运输业发展迅猛。企业对船舶的需求量不断增加，而在船只数量增加的同时，港口的面积无法随之增大，导致船舶锚泊越来越拥挤。船舶锚泊主要是在等待货物和避风等，恶劣天气不利于船只航行，所以在暴雨飓风的极端天气时船舶锚泊港口愈发拥挤。在巨浪中，船只容易发生碰撞等安全事故，由此可见，船舶锚泊区域的安全检测尤为重要。船舶锚泊区域检测过程十分繁杂，为了解决船舶锚泊区域检测系统无法精准检测的问题，船舶锚泊区域检测方法结合人工智能系统，对船舶锚泊区域进行自动化检测和分析。通过测试后的系统，同时采用自适应遗传算法对灰色系统和人工神经网络对船舶锚泊区域自动检测结果进行优化，根据贡献率对灰色系统和人工神经网络系统船舶锚泊区域自动检测结果进行组合，船舶锚泊区域检测精度大幅度提高。[3]

2.4 车载传感系统

智能汽车市场广阔，自动化无人驾驶更是现代科学研究的重要领域。无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。常见的汽车往往是人类单独或者配合驾驶，若车主疲劳驾驶或者在行车时打电话，就极易发生事故。而车载智能系统的出现，将会满足人们在车上全程不需要操作的需求，从而使人们在车上拥有空余的时间。智能汽车的自动驾驶技术以安全、高效为目的。

自动驾驶及智能网联汽车要求利用人工智能技术实现对车辆、行人、车道线和可行驶区域等环境信息的精确感知并准确处理后，向外发出信息，向执行器发出指令，使车辆按照预设轨迹运行。从而加强了无人驾驶的安全性和准确性。[4]

3 结语

当今世界，社会发展的新兴主流方向极大部分包含了自动化技术。工业自动化控制系统拥有高效率、低能耗、少劳动力、促进产业升级等优良效果，在未来发展中是一批黑马。从国内来看，有国家政策大力支持工业自动化，各行各业都在使用自动化系统，所以自动化技术拥有庞大多元化的市场。而且我国工业自动化控制水平与欧美发达国家相比仍有待加强，在未来拥有极广阔的提升空间。信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择。自动化在信息化与工业化之间发挥连接纽带的作用，我国传统工业相对落后，国家为此加大技术的改造和研究，使我国自动化技术向多样化、自动化、智能化方向发展，以此造福人民。同时，保护环境、节约资源作为我国未来的战略方向也为自动化的发展提供了良好的保障。自动化的低能耗和高效性极大地减少了能源的浪费。环境监测、水处理项目的环保治理等都需要自动化控制系统技术，这对行业未来的发展带来了广阔的空间。综上所述，我国为了制造业的发展加大对自动化的研究，对改造传统产业、建立自动化工业体系及高新技术产业起到了关键作用，拥有广阔的发展前景。

参考文献

[1] 董跃东.现代物流仓储智能系统设计及应用分析[J].现代经济信息，2019（09）：357+359.

[2] 刘毅.人工神经智能在航迹控制系统中的应用[J].舰船科学技术，2016（16）：73-75.

[3] 谢宏，何怡刚，吴杰.高炮电气随动系统神经智能故障诊断系统的设计与实现[J].湖南大学学报：自然科学版，2001，28（6）：70-74.

[4] 張翔，丁晶.神经智能信息处理系统的研究现状及其在水文水资源中的应用展望[J].水科学进展，2000，11（1）：105-110.