7、制造业与建筑业自动化：现状、未来与职业影响

制造业与建筑业自动化：现状、未来与职业影响

制造业自动化的发展历程与现状

制造业自动化的发展源远流长。早期的汽车装配线，工人将部件从一个工位拉到另一个工位，逐个添加零件。10 年后，亨利·福特通过引入传送系统改进了装配线，使 T 型车的生产速度达到每 90 分钟一辆。到了 20 世纪 60 年代，汽车装配线的各个工位通过安装大型机械臂得到了进一步改进。

早在 20 世纪 30 年代，工业控制系统就开始用于管理发电厂、炼油厂、化工处理厂和输电站的运营。这些系统有不同的名称，如 SCADA（监控与数据采集系统）、DCS（分布式控制系统）和 PCS（过程控制系统）。工业控制系统分为开环反馈控制和闭环反馈控制。在开环反馈控制中，系统指示操作变化，人类操作员根据指示做出相应反应；而在闭环反馈控制中，传感器检测到变化并将其发送给控制器，控制器根据预先编写的计算机软件程序进行调整，无需人类操作员干预。早期的模拟系统使用继电器、阀门和气动仪表，后来的数字系统则采用计算机和电子设备。

未来制造业的技术系统

• 增材制造（3D 打印） ：这是一种创新的工艺，能够以极高的精度逐层制造物体，使其呈现出前所未有的几何形状。制造物体的材料可以是塑料、金属或混凝土。过去，需要先制作木模或塑料模，再通过铸造得到金属铸件，最终生产出成品。而增材制造省去了制作模具的步骤，直接从概念设计到成品。其过程始于产品的计算机辅助设计（CAD）图纸，然后将图纸发送到 3D 打印机，打印机根据 CAD 图纸的规格逐层输出物体，并能够复制生产多个相同的物体。
• 自主卡车 ：卡特彼勒和小松正在制造自主卡