自动化：理论“化”实践，匠心促“自动”

对自动化的疑惑和选择

许多人对“自动”有误解，简单地将它理解为脱离人力而能自我运行。其实，对自动化而言，缺一不可的是机械、电气等装置，以及我们这群直接操作的“幕后黑手”。

我不是一开始就对自动化有具体认识的。我对自动化的模糊记忆，源于儿时对赛车的喜爱。彼时心里常有疑问：遥控器里有什么神奇魔法，为什么能自如地控制赛车？为此我甚至把赛车拆了，发现除了电池，还有许多绿色的、布满密密麻麻小零件的板块。后来，我看了说明书才知道“电路板”这一名词概念，那些小零件则被叫作“电器元件”。但电路板是如何具体完成控制的呢？不得而知。后来，长辈闲谈时说起，掌握自动化原理就能操作、制作各种机械设备。当时我就暗暗地想：我将来也要学自动化，给自己做一台专属赛车。而后十几年的求学历程，从小学到中学，我的数理成绩一直都不错，高考后便带着少时的疑惑和梦想，填报了自动化专业。

真正接触自动化专业后才发现，少年时的想法太过单纯，以为上几节课就能一观自动化之大略。事实上，直至大一结束，我面对专业分流时仍是茫然的，只能通过老师的教授和查阅网络知识来了解。自动化涉及机械工程、电子技术、计算机科学和控制工程等多个领域，很多人会将自动化与机械自动化混为一谈。前者偏向软件，是利用计算机技术和控制技术对生产过程进行自动化控制，以实现生产自动化和高效率;后者偏向硬件，是制造各种机器和机械设备的加工与制造过程，如车床安装零件、制作零件等。两者是完全不同的，比如我想要一探赛车控制原理的究竟，选择的方向应该是需要对硬件有精准把握与制作能力的机械自动化。

从理论“化”为实践

自动化更侧重于“化”，即“转化”，只有将理论转化为实践，才能真正实现机械、电气的自动运行。自大一分流专业方向后，我学到了很多理论知识，如电路原理、自动控制原理、C语言程序设计、单片机原理及应用、计算机网络、传感器与检测技术、电机与电力拖动基础等。当年有关赛车遥控的疑惑，也逐渐得到解答：电机驱动可以让赛车运动，传感器与检测技术可以将遥控器中的指令传达到赛车的电路板中，自动控制原理可以让赛车运行得更加稳定、准确、快捷……当然，还有基础数理课：线性代数、大学物理、高等数学等。这些都是我们需要掌握的基础知识。

但更重要的仍是实际操作，这是将理论转化为实践的关键。我们学校开设了电子电力技术、工程制图、模拟电子技术等课程。其中，我最喜欢的是工业机器人系统操作课程，这是我第一次操作控制机器人，也是第一次发现原来在机器人的世界里只有坐标系，利用不同坐标移动机器人，就会发生不同的变化。机器人的手臂有三种功能：射激光、吸盘、夹取。我们通过手中的控制器，一步步设置程序，从手动控制到自动控制，再到自动重复运行，完成老师下达的任务。看似简单的步骤，却要经过长时间学习才能独自操作。在此基础上，我努力考取了工业机器人系统操作员四级证书，期待自己将来能解决更多的实际问题。

大一时，我参加了浙江大学杨启帆教授主讲的数学建模讲座，从此对数学建模的兴趣逐渐浓厚，并加入了校数学建模实验室，专业实践能力得到了进一步提升。经过训练，我们写了数篇不同方向的论文：有基于CatBoost机器学习算法对制备C4烯烃模型的探讨，还有基于模糊 C-均值聚类的古玻璃文物分析与鉴定等，虽然研究的方向不同，但运用了大量与自动化专业相关的知识。参加数学建模大赛更是充分锻炼了我的编程运算能力、数学逻辑思维能力、论文写作能力及团队合作精神。在比赛中，我接触到了大量新的编程方法，对高数、线代、统计等知识的综合运用，使我的逻辑思维能力得到提升。为了组织好语言，把比赛中建立的直观模型及研究成果用抽象的文字更准确地表达出来，我阅读了大量文献，从前人著作中汲取经验，磨炼写作技能。在比赛中我们分工明确、密切配合，为获得大大小小八次大赛佳绩提供了坚实的保障与前提。于我而言，这已非简单的比赛，是对专业能力的一次次锻炼和拓展。

自动化专业的实习经历带给我更直观的体验与震撼。实习公司的办公桌堆满了机械、电气的制作图纸、草稿。工作人员在接连不断的电话声中，为各地工厂做着专业的回复和解答。生产车间里，每个人都在忙碌着，技术师傅们拿着电焊枪，电光石火间，机器的各个部件就被紧密地衔接在了一起。他们技术娴熟，焊接迅速且美观。我在旁边盯了很久，直到他们问我想不想学时，才回过神来。本以为机操会简单得多，但当我自己拿起模型图纸时，却始终不得要领，在接连不断的卡顿与卡壳中，把零件轧得七扭八歪，最后只能向车床师傅寻求帮助。在那一刻我才意识到，这已经不再是课本中的纸上谈兵，实践才是检验真理的唯一标准。

打磨匠心促“自动”

“自动”的实现是环环相扣的过程，每一个环节都要精确、精准，容不得毫厘之失。我时刻记得，第一堂机械零件制造课上，老师一再强调：“工匠精神是我们这个行业所必备的，它就像医生做手术，刀不能偏离分毫，希望大家能时时打磨自己的匠心。”

让我印象最深的是机械制图课程。老师要求我们将复杂的零件绘在图纸上，特别是用专业绘图软件绘制画齿轮模型时，不但要确保齿形无误，精确到毫米，甚至微米级也毫不为过。为此我不得不仔细研究啮合原理，严格参照教科书的标准图纸，反复检查每一个尺寸和角度，不断修改与调整，很是考验耐性。

如果你也想学习自动化，成为一名优秀的自动化人，那么一定要学会打磨自己的匠心，并且先从基础的理论知识入手，如电路原理、数电、模电等。这些基础知识学得扎实，不仅能为更深层次的学习铺设道路，也能为以后的实践打下基础。此外，参加各类学科竞赛，如数学建模竞赛、机器人竞赛等，也可以帮助我们更好地巩固学科知识，培养合作意识，发扬创新精神。

就实习与工作经历的感受而言，大学的自动化学习仍十分基础。投入现实工作才会发现，随着职业方向的不同，我们会经历不同的深入与转向。如果选择电气工程方向，则有可能进入制造业，专注于机械零件的组装和精密机械设备的操纵，如数控机床等，质量检测或优化生产也是其中一环。如果选择自动化设备方向，则会从事设计和改变自动化生产线，要学会如何编程PLC（可编程逻辑控制器）、调试机器人等，以自己所学提升生产效率。而真正能够更深入地进行学科研究的是二者的综合，这或许只能在较为前沿的科技公司才可能实现。

对大多数人而言，真正走上自动化之路更多意味着重复、枯燥，而一旦选择了它，我们就走上了一条需要不断打磨匠心的道路，毕竟一丝不苟、不厌其烦才是优秀的自动化专业人士最真实的写照。

采写：翁灵龙

【自动化】

学科代码

080801

门 类：工学

专业类别：自动化类

选考学科建议：物理/技术

适合人群：具有探究精神、爱钻研，有较强的数学基础和逻辑思维以及突出的动手能力、创新意识、团队精神，对自动化有足够兴趣

相近专业：轨道交通信号与控制、机器人工程、邮政工程、核电技术与控制工程、工业智能、智能工程与创意设计等

优势学校：清华大学、浙江大学、上海交通大学、北京航空航天大学、西安交通大学、北京理工大学、华中科技大学等

理想职业：电子/电气工程师、软件工程师、电子技术研发工程师、设备工程师、高级软件工程师、嵌入式软件工程师、研发工程师、软件开发工程师、程序员等

专业拓展

是否有一些推荐使用的学习工具或学习网站？

本专业就像是信息与机械的结合，因此信息类软件，如PS、PR、AE、AU、AI、ID等，都是值得推荐的。与专业紧密相关的软件，我比较推荐CSDN（App）、MATLAB。B站、中国大学慕课、网易公开课等平台上也有很多与大学专业相关的课程。

该专业在上大学后可以参加的比赛有哪些？

全国大学生智能汽车设计大赛、中国大学生计算机设计大赛（人工智能分赛）、中国高校智能机器人创意竞赛、“西门子”杯中国大学生智能制造挑战赛、全国大学生数学建模竞赛、ACM国际大学生设计竞赛、大学生机器人竞赛、大学生程序设计竞赛、大学生物理实验与科技创新竞赛、大学生机械创新设计大赛等。

对自动化专业感兴趣的同学可以阅读哪些图书？

可以看普及类图书，如《大话自动化》《穿越自动化》等，此外就是与专业相关的学术专著和教材。

该专业必备的证书有哪些？

程序员初级证书、安全员证书、注册自动化系统工程师证书等。