工廠自動化

Factory Automation（縮寫：FA） ，工廠自動化，也稱車間自動化。指自動完成產品製造的全部或部分加工過程的性質：指整個工廠實現綜合自動化，它包括設計製造加工等過程的自動化，企業內部管理、市場信息處理以及企業間信息聯繫等信息流的全面自動化。它和信息與通信、辦公自動化、新材料、生物工程、保健與醫療技術並列為當代六大主導新技術。它的常規組成方式是將各種加工自動化設備和柔性生產線(FML)連接起來，配合計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助製造(CAM)系統，在中央計算機統一管理下協調工作，使整個工廠生產實現綜合自動化。技術(見自動化、機械製造及其自動化)。

20世紀30年代開始, 人們開始使用分散式測量儀表和控制裝置, 進行單參數自動調節, 取代了傳統的手工操作。

50 年代，人們開始把檢測與控制儀表集中在中央控制室, 實行車間集中控制, 一些工廠企業初步實現了檢測儀表化和局部自動化．這一階段, 過程控制系統結構絕大多數還是單輸入單輸出系統, 受控變量主要是温度、壓力、流量和液位四種參數, 控制的目的是保持這些參數的穩定, 消除或減少對生產過程的干擾影響．而過程控制系統採用的方法是經典控制理論中的頻率法和軌跡法, 主要解決了單輸入單輸出系統的常值控制和系統綜合控制問題．

60 年代, 工業生產的不斷髮展, 工廠自動化程度大大提高。在自動化儀表方面, 開始大量採用單元組合儀表．為了滿足定型、靈活、多功能等要求, 還出現了組裝儀表, 以適應比較複雜的模擬和邏輯規律相結合的控制系統需要．與此同時, 開始採用電子計算機對大型設備, 如大型蒸餾塔、大型軋鋼機等, 進行最優控制, 實現了直接數字控制（DDC）及設定值控制（SPC）。在系統方面,出現了包括反饋和前饋的複合控制系統。在過程控制理論方面, 除了仍採用經典控制理論解決實際生產過程中的問題外, 現代控制理論也開始得到應用, 控制系統由單變量系統轉向複雜的多變量系統．在此期間, 工廠企業實現了車間或大型裝置的集中控制．

70—90年代, 現代工業生產的迅猛發展, 自動化儀表與硬件的開發, 微計算機的問世, 使生產過程自動化進入了新的高水平階段。對整個工廠或整個工藝流程的集中控制, 應用計算機系統進行多參數綜合控制, 或者用多台計算機對生產過程進行分級綜合控制和參與經營管理, 是這一階段的主要特徵。在新型自動化技術工具方面, 開始採用微機控制的智能單元組合儀表, 顯示和調節儀表, 以適應各種複雜控制系統的需要．現代控制理論中的狀態反饋、最優控制和自適應控制等設計方法和特殊控制規律, 在過程控制中得到了廣泛應用, 自動化技術呈現出一派欣欣向榮的新景象．

進入21世紀以來，“以人為本”、“節能環保”的觀念深入人心，對工廠自動化提出了新的要求。隨着計算機技術、無線技術、現場總線技術、工業以太網技術、IT技術、機器人技術，傳感器技術以及安全技術等科學技術的不斷髮展與創新，工廠自動化在經歷了單機自動化、車間自動化、全廠集中控制等幾個重要階段之後正向工廠綜合自動化 (又稱全盤自動化)發展，即把過程控制、監督控制 、產品設計 、質量監測 、工廠管理等方面融為一體，運用現代控制理論、大系統理論、人工智能、4C ( Computer 、Commu -Iieation、CRT、Control)技術，實現優化控制、分級控制、分散控制、測試自動化、建築物自動化、信息處理與經營決策自動化，以便進一步提高工作效率，保證質量與安全，節約能源和原材料。

據美國科學院對麥道飛機公司、迪爾拖拉機公司，通用汽車公司、西屋公司和英格索爾銑牀公司等五家企業的調查分析 。採用全廠一體化控制獲得如下效益， ：產品質量提高 2— 5倍 、生產效率提高 40— 70% 、設備利用率提 着 2—3倍 、生產週期縮短30一 60% 、工程師的工作能力提高3— 35倍。