自動(dòng)化系統(tǒng)都在哪些行業(yè)應(yīng)用

引言：自動(dòng)化系統(tǒng)是人類(lèi)社會(huì)不斷進(jìn)步的產(chǎn)物，很多人力工作已經(jīng)部分甚至完全解放出來(lái)，自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際操作中優(yōu)勢(shì)不僅僅是在于它的智能性，高強(qiáng)度性，還在于對(duì)精密要求上的精準(zhǔn)性。

　　自動(dòng)化系統(tǒng)，是指由人和自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備構(gòu)成，人只是管理者和監(jiān)視者，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不依賴(lài)于人的控制的人機(jī)系統(tǒng)。

　　人機(jī)系統(tǒng)有簡(jiǎn)單和復(fù)雜之分。簡(jiǎn)單的人機(jī)系統(tǒng)如木工用鋸鋸木；復(fù)雜的如駕駛飛機(jī)。一個(gè)復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)往往包含許多個(gè)別的人機(jī)學(xué)系統(tǒng)。人機(jī)系統(tǒng)還可分成開(kāi)環(huán)式系統(tǒng)與閉環(huán)式系統(tǒng)。閉環(huán)式人機(jī)系統(tǒng)中，人可以根據(jù)機(jī)器工作的反饋信息，進(jìn)一步調(diào)節(jié)和控制機(jī)器的工作；開(kāi)環(huán)式人機(jī)系統(tǒng)則不能。閉環(huán)式系統(tǒng)往往比開(kāi)環(huán)式系統(tǒng)更有效。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常采用閉環(huán)式系統(tǒng)。

　　機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)

　　機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)是由機(jī)器人和作業(yè)對(duì)象及環(huán)境共同構(gòu)成的整體，其中包括機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)四大部分。機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。

　　工業(yè)環(huán)境下，簡(jiǎn)單化與低成本是設(shè)計(jì)執(zhí)行器的準(zhǔn)則，因此，諸如開(kāi)閉夾持器之類(lèi)的簡(jiǎn)單設(shè)備應(yīng)用非常普遍。這種情況使得多年來(lái)一些專(zhuān)用設(shè)備已經(jīng)發(fā)展為只能執(zhí)行單一的特定操作而不適用于其他任務(wù)。此時(shí)，靈巧型多指機(jī)器人手由于其可靠性、復(fù)雜性和成本等問(wèn)題尚未被應(yīng)用與任何主要的生產(chǎn)領(lǐng)域。

　　另一方面，如今越來(lái)越多的操作被設(shè)計(jì)成由人類(lèi)操控的機(jī)器人在特定的工作環(huán)境下工作，娛樂(lè)、維修、空間探測(cè)、幫助殘疾人都是機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用的典型例子，這些例子中，機(jī)器人需要操作為人設(shè)計(jì)的工具或物體(或者人類(lèi)自身)。這種情況下，機(jī)器人必須能抓取并熟練操作尺寸、形狀、質(zhì)量等不同的物體，因此，具有合適數(shù)目手指及高度擬人化外表的機(jī)器人手是理想的選擇。

　　1、工業(yè)機(jī)器人

　　如今絕大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人停留在第二代機(jī)器人的發(fā)展水平。其主要原因是工業(yè)生產(chǎn)具有模式化、單一化特點(diǎn)，不確定因素少，環(huán)境變化少。并不需要強(qiáng)大的對(duì)環(huán)境變化的決策能力。第二代機(jī)器人已經(jīng)能夠滿(mǎn)足大部分工業(yè)生產(chǎn)的需要。其缺點(diǎn)是一種機(jī)器人通常智能完成少數(shù)幾種任務(wù)。如焊接、裝配、切割、搬運(yùn)等。因此，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)是向功能多樣化的方向發(fā)展。這就要求智能機(jī)器人能夠理解作業(yè)任務(wù)和行動(dòng)標(biāo)，并且獲得環(huán)境信息，決策出達(dá)到目標(biāo)的更優(yōu)行動(dòng)方案。但是，目前機(jī)器人做到完全自主還是十分困難的，因?yàn)橛性S多相關(guān)技術(shù)還達(dá)不到完全智能。

　　2、醫(yī)療機(jī)器人

　　在生活服務(wù)方面，醫(yī)用機(jī)器人是目前國(guó)內(nèi)外機(jī)器人研究領(lǐng)域中較活躍、投資較多的方向之一。其具有能完成復(fù)雜任務(wù)、精度高、創(chuàng)傷小、工作強(qiáng)度低、可靠性好的特點(diǎn)，因而受到廣泛關(guān)注。醫(yī)療機(jī)器人的主要有微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人和醫(yī)院服務(wù)機(jī)器人。其中微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人涉及的手術(shù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、醫(yī)學(xué)三維圖像建模、虛擬手術(shù)仿真等關(guān)鍵技術(shù)。目前仍需通過(guò)醫(yī)生的操控進(jìn)行手術(shù)、成像。具有智能的能夠自發(fā)診斷治療的機(jī)器人也在研制當(dāng)中。

　　科學(xué)家研制的一種由多層聚合物和黃金制成的微型機(jī)器人，只有0.5mm長(zhǎng)，0.25mm寬，外形類(lèi)似人的手臂，其肘部和腕部很靈活。這種微型機(jī)器人能拿起肉眼看不見(jiàn)的玻璃球，并能移動(dòng)單個(gè)細(xì)胞或捕捉細(xì)菌?？茖W(xué)家希望這種微型醫(yī)用機(jī)器人能在血液、尿液和細(xì)胞介質(zhì)中工作，捕捉和移動(dòng)單個(gè)細(xì)胞，并成為微型手術(shù)器械。康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人和醫(yī)院服務(wù)機(jī)器人則可以實(shí)現(xiàn)部分智能化。

　　3、服務(wù)型機(jī)器人

　　服務(wù)型機(jī)器人是一種為人類(lèi)提供特定服務(wù)的機(jī)器人，一般具有良好的人機(jī)交互特性。主要的研究方面是公共場(chǎng)合的導(dǎo)引服務(wù)機(jī)器人以及不針對(duì)特殊任務(wù)的多功能家用機(jī)器人。

　　為了實(shí)現(xiàn)更好的人機(jī)交互性能，本田公司將自行設(shè)計(jì)的家用機(jī)器人定位為一種仿人機(jī)器人。即是外觀(guān)和人類(lèi)似具有移動(dòng)能力、感知能力、操作能力、學(xué)習(xí)能力、自治能力、聯(lián)想記憶、情感交流的智能機(jī)器人。本田公司的機(jī)器人ASIMO能夠流暢地行走、奔跑、上下樓梯、搬運(yùn)飲料并和人類(lèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)話(huà)。它代表了這類(lèi)機(jī)器人的較高水平。

　　機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)水平往往能夠代表一個(gè)國(guó)家的技術(shù)水平，目前擁有自動(dòng)化技術(shù)的廠(chǎng)家也是參差不齊，只有擁有過(guò)硬的研發(fā)團(tuán)隊(duì)以及核心技術(shù)，才能在這個(gè)行業(yè)得以生存和發(fā)展。