浙江大學電氣工程學院張森林教授、姚維副教授帶你逛自動化(電氣)專業(yè)
自動化專業(yè)是以自動控制理論為基礎(chǔ),以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要手段,對各種自動控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計、運行與管理進行研究,以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)和社會生活自動化,具有軟件與硬件結(jié)合、弱電與強電結(jié)合、信息與能量結(jié)合、裝置與系統(tǒng)結(jié)合、理論與實踐結(jié)合、管理與工程結(jié)合的鮮明特點,理、工、文、管多學科交叉的寬口徑工科專業(yè),也是國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生活急需的專業(yè)之一。
自動化不僅能把人類從繁重的體力與部分腦力勞動中解放出來,使我們的生活與工作更加方便、高效、省心、省力;而且可以完成只靠人類自身所無法完成的許多精密、復雜的工作,如通過載人航天器翱翔太空、“九天攬月”,借助無人潛水器探測深海,利用機器人處理危險品、爆炸物、核廢料,利用人造衛(wèi)星實現(xiàn)全球通信等??梢?,自動化對人類社會的發(fā)展做出了較大的貢獻,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、軍事、醫(yī)療、航空航天、服務(wù)和家庭等各個領(lǐng)域,是衡量一個國家或社會現(xiàn)代化水平的重要標志。
課程設(shè)置以系統(tǒng)、控制、信息為主線,分為四類:第一類屬于電類和控制類基礎(chǔ)課程,主要有電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、工程電磁場與波、信號分析與處理、控制理論、現(xiàn)代控制理論等;第二類屬于機電運動控制方向,主要有運動控制技術(shù)、電機與拖動、電力電子技術(shù)、供配電實用技術(shù)和可編程控制器系統(tǒng)等;第三類屬于工業(yè)過程控制方向,主要有檢測與過程控制技術(shù)、計算機控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、智能控制與智能系統(tǒng)和現(xiàn)場總線技術(shù)等;第四類屬于嵌入式系統(tǒng)方向,主要有微機原理與接口技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、FPGA系統(tǒng)原理與應(yīng)用、DSP原理與應(yīng)用等。
本專業(yè)最大特色是以系統(tǒng)和反饋思想為基礎(chǔ),以控制理論為指導,通過軟件與硬件技術(shù),實現(xiàn)社會、生產(chǎn)、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域的自動化、便利化和智能化。它不僅需要掌握硬件電路分析與設(shè)計的知識和技能,還需要具備相當?shù)能浖幊棠芰?,要求學生具有較強的數(shù)理基礎(chǔ)和邏輯思維。同時,自動化系統(tǒng)的設(shè)計與實施僅憑個人能力是難以完成的,需要團隊的分工與合作,所以投身工程學科的學生必須具備團隊協(xié)作能力與組織管理能力。為此,自動化專業(yè)在學生培養(yǎng)上將注重基礎(chǔ)、突出應(yīng)用,強調(diào)學生的工程意識、工程實踐能力、工程創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力和組織管理能力的培養(yǎng)。
專業(yè)對數(shù)學和物理的基礎(chǔ)要求較高,學生需要運用較多的數(shù)學和物理知識對自動化系統(tǒng)進行分析與設(shè)計;此外,自動化也是一門理論與實踐相結(jié)合的學科,除了要學好專業(yè)知識外,還應(yīng)具備較好的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實踐動手能力。當然,浙大學生的數(shù)理基礎(chǔ)應(yīng)該都比較扎實,只要你能明確學習目標,繼續(xù)努力,不是渾渾噩噩地過日子的話,這些困難應(yīng)該都是可以克服的。
有人認為自動化只需要學會編程序就可以了,這個說法是片面的。實際上,自動化專業(yè)不僅僅需要學習編程技術(shù),同時還需要學會硬件電路的分析與設(shè)計。自動化系統(tǒng)中的硬件電路如果沒有應(yīng)用軟件的支撐,這個系統(tǒng)就只是一個空架子,無法正常工作;而沒有硬件電路依托的軟件就只是一個空中樓閣。因此,軟件與硬件的結(jié)合是自動化專業(yè)的一個明顯特點。
自動化技術(shù)在現(xiàn)實生活中可以說是無處不在,不僅應(yīng)用于日常生活,如大家非常熟悉的全自動照相機、全自動洗衣機、電腦控制的電飯煲、電腦控制的空調(diào)等家用電器,還更多地應(yīng)用于社會財富的創(chuàng)造業(yè),包括農(nóng)業(yè)自動化、工業(yè)自動化、服務(wù)自動化以及軍事自動化。工業(yè)自動化從自動化機器、自動化生產(chǎn)線到無人車間、無人工廠的發(fā)展過程,對人類社會發(fā)展做出了最大的貢獻,在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位,在提升國家綜合實力方面起著重要的作用。服務(wù)自動化近年來迅速發(fā)展,如辦公自動化、樓宇自動化、商務(wù)自動化、交通自動化等,大有后來居上之勢。例如全自動洗衣機中采用了自動控制技術(shù),通過檢測洗衣量的多少、臟的程度、衣料的質(zhì)地等信息,自動決定洗滌劑用量、水位高低、洗衣強度和洗衣時間等,從而實現(xiàn)“智能型”的全自動洗衣。針對現(xiàn)在非常流行的即時通信工具-微信,海爾公司已經(jīng)開發(fā)了支持手機微信控制的空調(diào)、冰箱、洗衣機、熱水器產(chǎn)品,通過手機微信來控制空調(diào)的啟停,調(diào)節(jié)溫度和風速,選擇制冷、制熱、除濕、送風等模式,使得未來的家電變得越來越聰明。所有這些創(chuàng)新成果的取得都離不開自動化技術(shù)。
學生畢業(yè)后能從事自動控制、自動化、信號與數(shù)據(jù)處理及計算機應(yīng)用等方面的技術(shù)工作,就業(yè)領(lǐng)域非常寬廣,能在電子信息、電氣工程、電力工程、生物工程、通信、計算機、電子商務(wù)、交通、金融、機械以及輕紡等行業(yè)領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、設(shè)計、科學研究開發(fā)和管理決策工作。國家電網(wǎng)、中國南方電網(wǎng)、中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中石化、中石油、中國建筑股份有限公司、寶鋼、華為、通用電氣、荷蘭飛利浦、我國臺灣華碩等世界500強企業(yè),都是學生就業(yè)的選擇單位。
本專業(yè)每年有65%左右的畢業(yè)生選擇出國或在國內(nèi)高校繼續(xù)攻讀研究生,國內(nèi)讀研的學校包括浙江大學、清華大學、上海交通大學、華中科技大學等985、211高校以及中科院自動化所等科研院所。出國出境深造的學校包括美國哥倫比亞大學、賓西法尼亞大學、約翰霍普金斯大學、加州大學洛杉磯分校UCLA、卡內(nèi)基梅隆大學、美國南加州大學、美國北卡州立大學、佐治亞理工學院、波士頓大學、加州大學歐文分校、佛羅里達大學、德克薩斯大學奧斯汀分校、加拿大多倫多大學、英屬哥倫比亞大學、英國帝國理工學院、東京大學、香港大學、香港科技大學等世界100強高校。
60年來,浙大自動化專業(yè)培養(yǎng)了近4000余名基礎(chǔ)扎實、知識面廣、適應(yīng)能力強的高級專門人才,涌現(xiàn)了許多杰出校友,有院士、教授、企業(yè)總裁、總工程師、政府高級官員等,他們在多個領(lǐng)域為國家、社會做出了重要貢獻。例如在軍工領(lǐng)域,有“中國十大杰出青年”、中國航天科技集團一院十二所副總工程師、“神舟”七號載人航天飛行任務(wù)火箭系統(tǒng)副總設(shè)計師宋征宇;在學術(shù)領(lǐng)域,有中國科學院院士馮純伯;在商業(yè)領(lǐng)域,有香港天地數(shù)碼(控股)有限公司總裁呂品、香港天柏集團總裁陳萍、杭州創(chuàng)業(yè)軟件集團董事長葛航、深圳瑪絲菲爾時裝有限公司董事長朱崇惲、浙江核新同花順網(wǎng)絡(luò)信息股份有限公司董事長易崢、龍旗控股有限公司集團總裁杜軍紅、加拿大皇家銀行副主席龐曉東等。
■自動化最吸引我的——
我當年開始學習這個專業(yè)的時候,中國在自動化領(lǐng)域還處于比較落后的地位。隨著我們的研究與生產(chǎn)實際相結(jié)合,不斷為生產(chǎn)企業(yè)解決具體問題,大大提高了勞動生產(chǎn)率,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,多項技術(shù)達到國際先進水平,得到了用戶的高度評價。這一點讓我越做越覺得有意思,越來越喜歡,于是一直朝著這個方向走到了現(xiàn)在。自動化控制在一些先進裝備里面就像大腦一樣,有了自動化控制才能真正做到先進。比如我們做的“提花織物CAD/CAM系統(tǒng)”,以前提花花型的設(shè)計完全依賴手工,有了自動化后,基本上用計算機來實現(xiàn),大大提高了生產(chǎn)效率、降低了設(shè)計人員和操作人員的勞動強度,提高工效30—60倍。以往這項技術(shù)完全依賴進口,現(xiàn)在完全做到了國產(chǎn)化,哪怕是微小企業(yè)也能使用,這對推進我國紡織行業(yè)的技術(shù)進步起到了非常重要的作用,這個項目后來獲得了國家科技進步獎。浙大的自動化著力于對我國社會經(jīng)濟發(fā)展具有較大意義而現(xiàn)階段國內(nèi)水平相對較低的領(lǐng)域,注重解決實際問題,我覺得工科專業(yè)就應(yīng)該這樣做。——張森林
自動化最吸引我的地方在于通過對硬件和軟件兩個方面知識的學習,能夠解決實際生產(chǎn)生活中的很多問題。在學習方面,我們需要學習軟硬件兩方面的知識,同學們能夠自由尋找自己的興趣,發(fā)揮自己的潛能。有的同學在軟件編程方面有興趣,獲得了ACM國際競賽的獎牌;有的同學對于硬件設(shè)計有興趣,在全國大學生電子設(shè)計競賽中證明了自己。這樣寬口徑的學習,能夠讓我們適應(yīng)各個領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。
在科研項目方面,每個實驗室都有許多與工業(yè)、生活息息相關(guān)的項目,更重要的是,這些項目都十分有趣,能夠激起同學們的興趣。因此,在每年的SRTP、省創(chuàng)、國創(chuàng)等項目中,自動化總是碩果累累。——自動化專業(yè)2010級本科生林軼秋(出國)
時光荏苒,轉(zhuǎn)眼間大學四年本科就要過去了,想起選擇專業(yè)的那一刻猶如就發(fā)生在昨日一樣,記憶猶新。
當初選擇自動化專業(yè),主要考慮以下三個方面:
第一,它屬于信息產(chǎn)業(yè),信息產(chǎn)業(yè)是當代科技發(fā)展的趨勢所在,幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域都可以同自動控制掛上鉤,現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)、國防也都與自動化息息相關(guān)。
第二,自動化專業(yè)課程覆蓋面廣,選擇自動化專業(yè)就等于培養(yǎng)自己的全面發(fā)展才能,不但可以在軟件方面學習編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)等計算機專業(yè)知識,還能在硬件方面學習微機、嵌入式、DSP、FPGA以及各種復雜電路的原理,所以自動化專業(yè)的畢業(yè)生可謂是科技行業(yè)中的全能戰(zhàn)士。
第三,自動化是一個讓人可以帶著濃厚興趣去學習的專業(yè),你總能從眾多各具特色的學科中找到自己的興趣點,并深入研究、有所作為。在專業(yè)知識的學習內(nèi)容里,大到可以設(shè)計整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),小到能夠研究機器人的焊縫識別,更可以通過編程讓系統(tǒng)按照我們的意愿進行工作,可以說,自動化專業(yè)的精髓無孔不入。
自動化專業(yè)相對于其它工科專業(yè)來說,就好像人體內(nèi)流通的血液,它貫穿著整個身體,協(xié)調(diào)著各個器官,支撐人的生命活動。所以,在當今科技領(lǐng)域內(nèi),自動化專業(yè)的重要性不可替代,自動化必定是今后科技發(fā)展的趨勢,必然會有美好廣大的前景。——自動化專業(yè)2011級本科生歐晨曦(免試碩士生)