http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-10 09:34:34
現代生活最鮮明的標簽,莫過於無處不在的“自動”。電燈可以自動開關,電梯可以自動啟停,房門被強製進入會自動報警,地鐵無人駕駛也可以自動運行……如果要總結它們的共同點,那就是會檢查、會判斷、會hui執zhi行xing。人ren們men總zong是shi希xi望wang,一yi台tai機ji器qi能neng以yi信xin號hao檢jian測ce為wei耳er目mu,以yi控kong製zhi策ce略lve為wei頭tou腦nao,以yi傳chuan動dong部bu件jian為wei四si肢zhi,不bu需xu要yao人ren類lei辛xin苦ku調tiao節jie引yin導dao,就jiu能neng有you目mu標biao、有秩序地工作,而實現這個“檢測-判斷-執行”的過程,賦予它們自動能力的學問,就是自動化。
zidonghuajubeixinxikexuedeqianyanlilunhegongchengshijiandedashiye,shierzhanhouzhijinfazhanjiaohaodexinxingxueke,yeshixinxixueyuanderemenzhuanye。tongxuemenruguoyouxingqubaokao,yaozuohaoxinkuxuexiheshijiandezhunbei,yekeyiqidaizhezhegezhengzaifazhanzhongdexuekeweinidailaigaibianshijiedechengjiugan。
學好自動化:多學多做通實務
自動化基礎課重、專業課多,是著名的“通吃”專業,而自動化專業培養見效快,人才適應性好,也是在以“精”聞名的理工專業裏較為不同的。
大(da)一(yi)的(de)基(ji)礎(chu)課(ke)整(zheng)個(ge)信(xin)息(xi)學(xue)院(yuan)都(dou)大(da)同(tong)小(xiao)異(yi)由(you)許(xu)多(duo)基(ji)礎(chu)課(ke)組(zu)成(cheng),比(bi)如(ru)數(shu)學(xue)和(he)物(wu)理(li)。我(wo)認(ren)為(wei),掌(zhang)握(wo)數(shu)學(xue)的(de)語(yu)言(yan)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)語(yu)言(yan),是(shi)成(cheng)為(wei)高(gao)級(ji)理(li)工(gong)人(ren)才(cai)的(de)真(zhen)正(zheng)基(ji)礎(chu)。建(jian)議(yi)大(da)家(jia)在(zai)大(da)一(yi)階(jie)段(duan)學(xue)好(hao)兩(liang)門(men)課(ke):一是《微積分》的理論部分,不要像我一樣被解題技巧淹沒,到大三學信號變換時才豁然開朗——“原來微積分是有意義的!”二是編程的能力。在編程已經成為基本技能的時代,它的啟蒙教育卻因為“人人都要學”而不被教育者重視,對培養編程思想、習慣、紀律的貢獻實在不多,不得不說是教學雙方的遺憾。強烈建議學弟學妹們用高考的勁頭吃透教材,不怕失敗、不怕死機地獨立做完編程作業。當然了,大一最重要的還是認識科學的魅力,除此外,同學們一定不要錯過文獻檢索課和物理實驗。
在大二時開設的專業基礎課是對專業興趣的第一次大考驗,精華就是“模電”“數電”“信號”這三塊磚。我就讀時恰逢《模擬電子電路》(模電)閻石教授在清華園的最後一年執教,也聽《信號與係統》的老師講過“我老師的老師跟馮·諾依曼有八卦”,那種觸碰到科學黃金時代界碑的感受令人難忘。但要說最深刻的影響,還是《數字電子電路》(數電)及實驗。至今記得第一次拿到74LS00(最簡單的集成電路元件“與非門”),對著示意圖辨認引腳;第一次動手焊電路板,有不少同學留下了第一處“因公燙傷”;在實驗課上,做出一個顯示距離、靠近就報警的“超聲波倒車提示儀”時,那種眼看知識化為實體的美妙的成就感油然而生。如果你享受這辛苦而有趣的“電子民工”生活,那你就愛上這一行了。
大三、大四的課程裏逐漸增加了專業課,除了要謹防《控製理論》課考試太狠之外,大可根據專業偏好選擇和學習(一定要點評的話,《運籌學》頗有趣味,《數值分析》是我在實習和工作過程中感到最需要“撿書回來看”的),這裏為已經決定繼續深造同學們特別推薦《模式識別》,簡單說就是“把人認識世界的方法教給計算機”。例如,知道了10位wei男nan女nv同tong學xue的de身shen高gao體ti重zhong數shu據ju,怎zen樣yang總zong結jie出chu男nan女nv身shen高gao體ti重zhong的de差cha別bie?怎zen樣yang根gen據ju這zhe個ge特te點dian去qu判pan斷duan一yi個ge未wei知zhi性xing別bie的de身shen高gao體ti重zhong組zu合he屬shu於yu男nan生sheng還hai是shi女nv生sheng?又you怎zen樣yang在zai不bu斷duan的de“判斷、驗證、總結”zhongyouhuapanduanguize,shitayuelaiyuezhunque?zheshijiqirendengrengongzhinengjishudelilunjichu,yeshiduirenleizhihuidekexuetilian,yaoxiangxueshenzidonghua,zhemenkeyidingyaohaohaolinghui。
自動化相關的實踐活動很多,比如我們學校的“挑戰杯”堪稱自動控製的“全民健身”:命題十分簡潔比如我參加的一次是“坦克打台球”,材料是拆除了控製模塊的玩具坦克,參賽隊需要從設計程序、印製電路板做起,做成不靠遙控自動行走的坦克,還要完成“爬坡”“避險”“打球”這樣的任務,爭奪錦標。建議學弟學妹們無論在本科階段是“大牛”還是“醬油”,都去參與一把,對自動控製會有一個相對完整的認識。
研究和就業方向
自動化係的項目和資源是比較豐富的,通常在畢業前就能接觸到不少實務,有助於大家了解深造和就業的方向,主要分支有:
控製理論,就是研究“控製命令的計算方法”,從最簡單的上下限開關控製,到工業生產裏常用的PID控製、超前控製,以及近年來頗為“時髦”的魯棒、神經元、自適應……這個方向更貼近應用數學,是自動化係唯一的“形而上”。
係統工程,這是一門年輕而充滿力量的“研究做大事方法的科學”。遠有錢學森為代表的係統科學大師,近有中國工程院院長宋健院士,清華自動化係的多位名師也是出自“大係統時代”。目前係統科學的發展階段已經逐漸從蓬勃創新走進成熟穩定,但要與工業生產、工程建設、城cheng市shi管guan理li等deng領ling域yu完wan美mei結jie合he,還hai大da有you文wen章zhang可ke做zuo。我wo在zai學xue校xiao的de幾ji年nian裏li,城cheng市shi交jiao通tong係xi統tong和he企qi業ye資zi源yuan係xi統tong就jiu是shi研yan究jiu熱re點dian,也ye是shi學xue校xiao裏li外wai聯lian項xiang目mu最zui多duo的de方fang向xiang。
人工智能,大家都知道,機器人嘛。不過,這機器人既不是“長得像人”的生物仿生,也不同於“幹活不會停”的工業機器手。就拿我的師兄們做的“會走路的機器人”來說,它沒有人形的五官,也沒有超人的速度,但它有傳感器做眼睛看路,有控製程序做大腦給出“前進”“轉彎”“停下”的指令,有鋼鐵腿腳根據指令行動——這是模仿“人的生存方式”的機器人,它的任務將是在人不便、不能、不願意工作的環境裏,像人一樣去感知和探索。
產業實踐,在鋼鐵、化工、造紙、船舶和儀表領域,自動控製從理論到實踐已經發展得相當完整。以我先後學習過的化工和儀表為例:石油精餾(石油加熱蒸餾,在不同溫度分解出不同化工品)所對應的就是一整套控製係統,每一級溫度都需要精密的計算和準確的過程控製;而儀表係統裏不同類型、butongbiaozhundeyibiao,zaigongyezongxiandelianjiexiachuandihefenxiangshuju,xingchengyigeyujuyuwangleisidegongyeshujuwang。congshizhexielingyudeyanjiu,tongchangyaodaodaxingqiyewanchenglunwenhuojiuye,yexuyaozaigongyejichuzhishifangmianzaichongchongdian。
一般來說,自動化的保研比例相對較高,如清華有誌於留校深造的同學把學分修到前50%就差不多了,其他學校也有20%~30%的同學們教研或保研。校外的去向,理論類的主要是中科院自動化所,浙江大學、哈爾濱工業大學的自動控製則偏重產業實踐。海外進修的主要目的地是美國,德國、日本,需要提醒的是很多國家的高等教育專業名冊裏沒有“Automation”這個學科(別跟Auto汽車專業混淆哦),這是本科專業設置不同造成的,盡可以放心選擇具體方向。自動化專業的知識儲備完全可以滿足電子、計算機、信息係統等專業的要求,在很多院校看來不屬於跨專業申請。
就業方麵,與專業貼合的首選當然是“大係統”,即大型企業、大型項目和大型規劃。在近年的大環境下,就業去向集中於IT企業。我想,以自動化係的工程和信息科學基礎,既注重實效又理智決策的工作方法,對IT行(xing)業(ye)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)是(shi)比(bi)較(jiao)好(hao)的(de)。當(dang)我(wo)在(zai)移(yi)動(dong)電(dian)子(zi)商(shang)務(wu)的(de)研(yan)討(tao)會(hui)上(shang),看(kan)到(dao)熟(shu)悉(xi)的(de)老(lao)師(shi)也(ye)研(yan)究(jiu)起(qi)了(le)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji),想(xiang)到(dao)在(zai)學(xue)校(xiao)的(de)美(mei)好(hao)時(shi)光(guang)和(he)老(lao)師(shi)的(de)贈(zeng)言(yan):用機器做大事兒,就離不開自動化。