自动化科学与技术学科的内容地位与体系 7040130769

《自动化科学与技术学科的内容地位与体系》是一本系统论述自动化学科与专业的研究报告性质的著作。全书分四章，按自动化、自动化科学与技术、自动化学科、自动化专业的顺序，系统地分析了自动化的定义与内容，自动化在工业化、信息化和现代化进程中的重要性与突出地位；论述了自动化科学与技术的定义、内涵与外延及其在整个科学技术体系中的位置；讨论了自动化学科的分类与构成，归纳出自动化学科的知识结构与知识体系；最后对大学自动化专业的历史与现状、任务与特点、知识与课程体系、发展前景趋势作了分别论述，从而构成对整个自动化科学与技术学科的内容、地位与体系的完整描述。 《自动化科学与技术学科的内容地位与体系》的读者群主要是自动化学科与专业的本科生与研究生，可作为“自动化学科概论”的教学参考书，也可作为系统介绍自动化学科与专业的参考资料，供从事自动化学科的研究与教学人员及其他关心自动化学科的人员参考。 《自动化科学与技术学科的内容地位与体系》是高等教育出版社出版。 1.自动化 1.1 自动化的内容与应用范围 1.2 自动化的发展历史 1.3 自动化在工业化进程中的作用与地位 1.4 自动化在信息化进程中的作用与地位 1.4.1 自动化技术与信息技术的关系 1.4.2 信息化进程中的制造业自动化 1.4.3 信息化进程中的非制造业自动化 1.5 自动化在现代化进程中的作用与地位 1.6 自动化在经济全球化进程中的作用 2自动化科学与技术 2.1 自动化科学与技术的发展历史 2.2 自动化科学与技术的基本内容与核心概念 2.3 自动化科学与技术的定位与特点 2.3.1 自动化科学与技术的定位与任务 2.3.2 自动化科学的特点 2.3.3 自动化技术的特点 2.3.4 自动化科学技术与信息科学技术的关系 2.4 自动化科学与技术面临的挑战与发展机遇 3自动化学科 3.1 自动化学科的分类 3.1.1 科学与技术完全分开的分类法 3.1.2 科学与技术一体化的分类法 3.1.3 混合式分类法 3.1.4 不同分类法的比较与建议 3.2 自动化学科的结构与体系 3.3 自动化学科的知识结构与体系 3.3.1 自动化学科的知识结构 3.3.2 自动化学科的知识体系 3.4 自动化学科的研究层次 3.4.1 “实体的控制”研究——突出学科的工程特征 3.4.2 “信息的控制”研究——突出学科的信息特征 3.4.3 “模型的控制”研究——突出学科的数学特征 3.4.4 不同层次研究之间的相互关系 4自动化专业 4.1 自动化专业的发展历史 4.2 自动化专业的任务 4.3 自动化专业的知识结构与体系 4.4 自动化专业的课程体系 4.4.1 三种不同课程体系——对应学科不同的研究层次 4.4.2 “信息的控制”类课程体系 4.4.3 “实体的控制”类课程体系 4.4.4 “模型的控制”类课程体系 4.5 自动化专业的特点 4.5.1 多学科交叉的特点——利于培养宽口径人才 4.5.2 突出的方法论特点——利于培养创新人才 4.5.3 系统、集成的特点——利于培养将才、帅才 4.6 自动化专业的发展前景与发展趋势 附录1控制和自动化关系刍议 附录2对美英等国设有自化专业的原因分析及相关介绍 参考文献 后记 翻开一部科学与技术发展史，我们会惊奇地发现，技术发展的永恒动力源是，人类总是设想或努力把今天的工作交给明天的机器去做，并从内容到规模不断提高到更高的层次，同时也把人类自身的活动提高到新的层次。人和机器、环境，科学、技术和实现，这种交互式发展，推动着科学与技术进步，推动着整个人类社会的进步。 如果说，过去的机器仅仅是人的手和脚的延长，今天的自动化机器则包含了人脑的延伸。这是自动化科学与技术的一大特点，也是自动化科学与技术成为当代发展迅速、应用广泛、引人瞩目的交叉学科的原因所在。 今天，自动化的概念已深入人心，家喻户晓。自动化在我国的工业化与信息化、现代化的建设中做出了巨大的贡献。自动化科学与技术已纳入所有国家重点支持的科学与技术计划中，其中自动化技术领域作为我国863高技术发展计划的六个重点支持领域之一，容纳了包括自动化、机械、计算机、仪器等学科在内的众多科研与技术开发人员。自动化学科与专业①一直是最受社会各界欢迎的专业之一，报考的学生多、毕业生一次就业率高。 但自动化、自动化科学与技术、自动化学科与专业的发展历史从来不是平坦的，充满着怀疑、挑战甚至反对： （1）在自动化发展历史上，包括政治家、社会活动家、工会活动家在内的许多人，担心自动化会造成大量的失业。最早是在工业革命初期，手工业作坊工人就联合起来反对自动纺纱机，甚至捣毁机器；50年代的美国，组织了一个反对发展自动化的3A革命委员会；70年代，当工业机器入出现时，美国劳联一产联和英国的工会，担心机器人会带来大量工人失业，迫使政府连续几年停止对发展机器人的支持。 （2）在自动化科学与技术的发展历史上，同样经历了坎坷。70年代，现代控制理论遇到了对象难以精确描述和存在不确定因素等的挑战；与此同时，数字计算机被大量应用于自动化控制，使得在自动化技术方面取得的主要进展主要来自于计算机的大量应用与不断更新。 从小我就对自动化的神秘充满了好奇，1977年高考时填报的志愿清一色是自动化专业，但直到1988年调入东南大学自动控制系开始才算是真正从事自动化学科与专业方面的研究与教学工作。 1995年，担任东南大学自动控制系教学系副主任后，由于主持自动化专业的改革与教学计划修订工作的迫切需要，开始主动地、较全面深入地去了解自动化科学与技术这一学科，去试图全面、准确地领会自动化科学与技术的真正内涵和其在整个科学技术体系中的地位，并试图全面、准确地说出自动化学科与其他相关学科的联系与区别，从而达到能全面、准确地把握自动化学科与专业的内涵、外延与定位，制订出符合中国国情的大学本科自动化专业发展规划及其相应的教学计划的目的。 1996年，担任了教育部委托机械部代管的工业自动化教学指导分委员会的委员并经历了1995-1998年的本科专业的大合并，更促使我进一步思考自动化学科与专业的地位与定位，探索如何发展我国的自动化科学与技术事业、如何办好我国的本科自动化专业。 在这期间，通过与许多自动化专业的本科生与研究生的接触与交谈，我十分惊奇地发现，有相当大比例的本科生直到毕业时对自动化学科与专业的理解还相当模糊，几乎没有一位本科毕业生能准确地说出自动化科学与技术学科的内涵、特点和其在整个科学与技术体系中的地位以及与其他相关学科的联系、区别。尤其让我吃惊的是，他们对“自动化、自动化科学与技术、自动化学科与自动化专业各自的涵义、内容和相互之间的关系”这样的问题感到很茫然，因为从来没有人问过他们这样或类似的问题，更没有人告诉他们正确的答案。 1999年，在东南大学新一轮教学改革中，东南大学自动控制系为一年级新生开设了“自动化学科概论”课程，希望通过对自动化学科和专业全面的但又是通俗易懂的介绍（包括自动化学科的内涵、其在整个科学技术体系中的地位，与其他相关学科的联系与区别，自动化学科的知识体系和自动化专业的课程体系）和对自动化专业的核心内容的简明扼要的讲解，使自动化专业的学生从一入学就能对今后四年乃至更长时间内的学习与研究有一个较全面的了解，从而使学生学习的目的性更明确，学习更主动，学的更好，进一步促使学生爱专业，立志为我国的自动化事业的发展贡献力量。 插图： 1．4．3信息化进程中的非制造业自动化 前已指出，与工业化不同，“信息化”还涉及第一、三产业，尤其是第三产业——服务业。在“信息化”进程中，不仅对工业，对第一和第三产业，自动化同样起着十分重要的作用。下面，首先介绍何为制造业、何为非制造业，进而分析非制造业自动化在“信息化”进程中的作用与地位。 广义的制造业包含了第二产业——工业的大部分，如机械、汽车、家电等离散过程工业与冶金、石化、医药等连续过程工业。因此制造业自动化几乎就成了工业自动化的代名词。顾名思义，非制造业是指除制造业以外的所有产业，包括第一产业农业、林业、渔业等、第二产业中的矿产业、建设业等和第三产业即服务业全部。因而可以预见，非制造业自动化对人类社会的影响不亚于制造业自动化。 从20世纪50年代开始，由于制造业自动化取得的辉煌成就，使生产效率大大提高、产品价格大大下降，并使工业化国家从事制造业的人数逐步减少。而与此同时，服务业就业人数急剧增加，服务价格不断攀升。表1-3给出了德国从1976年到1994年约20年期间不同产业从业人员的变化①。可以看出，第二产业的从业人员大大减少，而第三产业的从业人员大大增加。另据报道，在美国目前有三分之二的人从事服务业，只有约13％的人从事制造业。 因此，上世纪90年代以来，随着制造业自动化发展水平的逐步趋于饱和与人们对生活质量要求的不断提高，非制造业自动化尤其是服务自动化呼之欲出。对第一产业农业、林业、渔业和对第二产业中的矿产业、建设业等来说，发展非制造业自动化能极大地减轻从业人员的劳动强度、提高安全系数、提高劳动效率；对第三产业即服务业来说，发展服务自动化同样能极大地减轻从业人员的劳动强度、提高安全系数、提高劳动效率，同时还能提高服务质量，并使服务价格趋于稳定。如美国，为了减少交通事故（据统计，由于交通事故，美国每年在公路上死4万人、伤170万人，损失超过1500亿美元）和减少交通阻塞（由于交通阻塞造成的经济损失每年超过500亿美元），1993年美国正式开始研发全自动高速公路系统AHS②随后日本启动类似的计划，旨在2010年使用第一个全自动高速公路系统③。

出版社	高等教育出版社
作者	戴先中