Page 115 - 电气自动化控制技术研究

第四章 工厂设备电气自动化及设备管理维修研究

企业资源规划系统（ERP）、产品生命周期管理系统（PLM）等应用中。

四、工厂自动化的未来发展

工厂自动化 FA，也称车间自动化，指自动完成产品制造的全部或部分加工过程。过

去几十年，自动化控制系统主要针对流程工业的生产过程即过程自动化开展，属于连续控
制；控制系统的研究和应用大部分集中在过程自动化领域。随着技术的发展，各种断续控
制、驱动控制等特殊需求出现，如自动包装及自动打包系统，是对断续工作工作状态的控

制；楼宇自动化对电梯的控制，也是对断续工作的控制；对电机的控制以及对机械手的控
制，属于驱动控制的范畴。采用传统的流程控制模型显然已经不能满足实际需求。同时，

针对一个工厂，各种信息的管理随着信息技术的发展不断丰富完善，信息量逐渐加大。由
于生产的需要，某些时候需要做出远程决策，相关远程信息的获取因信息量过大，传统传
输方式已经不能满足实时性和安全性的需要，这就给自动化控制系统提出了新的需求。

（一）工厂自动化的相关概念
1. 工厂自动化与自动化工厂

工厂自动化的重心在于自动化，可以简单地归结为自动化的一个应用领域，也可以单
纯的看成是对工厂内部的生产过程应用自动化技术，以提质增效为最终目的。进入 21 世

纪以来，“以人为本”“节能环保”“绿色高效”的观念深入人心，对工厂自动化提出了
新的要求。随着计算机技术、无线技术、现场总线技术、工业以太网技术、IT 技术、机
器人技术，传感器技术以及安全技术等科学技术的不断发展与创新，工厂自动化在经历了

单机自动化、车间自动化、全厂集中控制等几个重要阶段之后正向工厂综合自动化（又称
全盘自动化）发展，即把过程控制、监督控制、产品设计、质量监测、工厂管理等方面融

为一体，运用现代控制理论、大系统理论、人工智能、4C（Computer、Communication、
CRT、Control）技术，实现优化控制、分级控制、分散控制、测试自动化、建筑物自动
化、信息处理与经营决策自动化，以便进一步提高工作效率，保证质量与安全，节约能源

和原材料。据美国科学院对麦道飞机公司、迪尔拖拉机公司、通用汽车公司、西屋公司
和英格索尔铣床公司等五家企业的调查分析，采用全厂一体化控制获得如下效益，产品质

量提高 2 ～ 5 倍、生产效率提高 40% ～ 70%、设备利用率提高 2 ～ 3 倍、生产周期缩短
30% ～ 60%、工程师的工作能力提高 3 ～ 35 倍。而自动化工厂的重心在工厂，可以简单

理解为实施了工厂自动化的工厂或者说应用自动化技术或者自动化设备，实现了自动化生
产的工厂。
2. 机器人与工厂自动化的关系

机器人简单地说就是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行
预先编排的程序，也可以根据人工智能技术制定的原则行动。它的任务是协助或取代人类

工作，例如在生产业、建筑业，或是危险的行业中的应用。机器人是整合控制论、机械电
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