2、工业自动化入门：概念、类型、层级与利弊分析

工业自动化入门：概念、类型、层级与利弊分析

1. 工业自动化简介

工业自动化是指利用计算机、机器人和其他控制设备，在很少的人工干预下操作制造或加工厂中使用的机器和设备。在工业自动化出现之前，像杯子、勺子、锅等物品都是由工匠手工制作的，制造一件物品可能需要数小时甚至数天。

18 世纪，出现了机器生产的工艺，虽然这些机器仍由人类操作，但与手工制作相比，大大缩短了生产时间和成本。19 世纪，装配线/生产线的引入进一步降低了生产时间和成本，实现了大规模生产。如今，许多工厂的生产线机器和工具已由设备和控制系统自动操作，像灌装、封盖和冲压等重复性任务都实现了自动化。

在工厂装配线上，工人通过眼睛观察、耳朵倾听、大脑思考，用手移动物品或执行所需操作。而在工业自动化中，传感器相当于眼睛和耳朵，控制器如同大脑，执行器则类似双手，它们组成的控制系统可以取代工人的工作。在某些制造过程中，原本需要一百名员工的装配线，通过工业自动化最终可能只需一两个人。随着人工智能的引入，甚至能开发出像人类一样思考的机器来处理以前难以想象由机器完成的操作。

工业自动化也可以定义为通过使用个人计算机（PC）、可编程逻辑控制器（PLC）、传感器、执行器和其他控制设备来控制工业中的机械和设备，以减少制造或生产过程中的人工参与。PC、PLC 和其他形式的控制器取代人类进行决策，传感器取代眼睛和耳朵，执行器取代双手。这些控制器内编写的程序能根据传感器的状态做出决策，执行器根据决策结果执行工人原本的操作。

除了制造业，工业自动化在交通运输业也有应用，如自动驾驶车辆用于私人和商业用途，商用喷气式飞机的自动驾驶功能使其无需飞行员即可飞行。仓库、建筑等行业也从工业自动化中受益。