自动化
自动化（英语：Automation），机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术是一门综合性技术，它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压及气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系，而其中又以“控制理论”和“计算机技术”对自动化技术的影响最大。一些过程已经被完全自动化。广义来说，通常是指不需藉着人力亲自操作机器或机构，而能利用动物以外的其他装置元件或能源，来达成人类所期盼执行的工作。更狭义地说即是以生化、机电、电脑、通讯、水力、蒸汽等科学知识与应用工具，进行设计来代替人力或减轻人力或简化人类工作程序的机构机制，皆可称之。
自动化是相对人工概念而言的。指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。自动化的最大好处是可以节省劳动力，同时，它也可用于节约能源和材料，并改善质量，准确度和精度。
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
目录
概述
1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代，随着现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进了自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算机、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统，如柔 性制造系统、办公自动化、智能机器人、专家系统、决策支 持系统、计算机集成制造系统等。
自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。作为一个系统工程，它由5个单元组成：①程序单元。决定做什么和如何做。②作用单元。施加能量和定位。③传感单元。检测过程的性能和状态。④制定单元。对传感单元送来的信息进行比较，制定和发出指令信号。⑤控制单元。进行制定并调节作用单元的机构。自动化的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面，包括理论、方法、硬件和软件等，从应 用观点来看，研究内容有过程自动化、机械制造自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等。
发展历史
自动化技术有着一段引人入胜的历史。在控制理论出现之前，由于没有控制理论的统一指导，各类控制器基本是秉持着“即用即设计”的原则独立设计出现的。自动控制被许多新的发明推动着不断前进。但是，如果想要提高控制的精准性，就必须发展出自动控制领域一套完整的理论。1868年，物理学家詹姆斯·马克士威在论文《论调速器》（On Governors）中用微分方程为离心力控制器建立了一个模型，提出了控制领域最早的数学理论。此后，自动控制系统的理论便不断发展，指导实践，并由在二战期间得到了重大突破与广泛应用。
控制理论出现之前
最初的控制器在公元前300年的古希腊就被发明了出来。来自埃及的古希腊工程师科泰西比奥斯设计了通过浮子控制的水钟。公元前250年，比赞兹发明了通过浮子来控制油-{面}-高度的油灯。
最早的反馈控制机制被用于搭风车的风帆，它在1745年已经被埃德蒙·李(Edmund Lee)申请了专利。17世纪初中叶，荷兰人科尼利斯·德雷贝尔（Cornelis Drebbel）发明了第一个带有反馈的温度控制器。1681年，法国人帕潘发明了第一个蒸汽锅炉的压力调节装置。
1788年，瓦特为改良纽科门蒸汽机（Newcomen atmospheric engine）发明的离心调速装置是第一个在工业领域使用的带有反馈的调节装置，是世界上最早的自动化机器。与此同时，俄罗斯人波尔祖诺夫（Ivan Polzunov）发明了带有反馈的水面高度控制器，也属世界首创。水面高度的信息传递到浮子上，然后再反作用于蒸汽阀门上。
控制理论出现之后
从1868年起直到二战，自动控制系统的理论和实践在美国与西欧、俄国与东欧分别沿着不同的方向发展。在美国与西欧，系统一般都在频域描述，问题都用来自贝尔实验室的波德，奈奎斯特和哈罗德·史蒂芬·布莱克（Harold Stephen Black）的方法解决，而俄国与东欧的数学家和工程师们一般在时域用微分方程解决问题。
自动控制技术的重大突破发生在二战时期，因为制造武器装备，必须处理复杂的系统。雷达，无人驾驶和自动瞄准系统只是几个带有反馈系统的例子。对新的控制系统的需求导致了新的数学方法的改善，从而控制技术有了自己的一套准则。
20世纪40年代，通过美国数学家维纳等人的努力，在自动调节、计算机、通信技术、仿生学以及其他学科互相渗透的基础上，产生了控制论。这一理论对自动化技术有着深远影响。维纳提出的反馈控制原理，至今仍然是控制理论中的一条重要规律。
20世纪60年代，随着复杂的工业生产过程、航空及航天技术、社会经济系统等领域的进步使自动控制理论得以迅速发展，自动化技术水平大大提高。两个显着进展是数字计算机得到广泛应用以及现代控制理论的诞生。
1980年代，由于电子技术的出现，控制技术有了新的动因。工程师们可以更快更好地进行计算，高度复杂和精准的控制系统成为可能。
到了21世纪，自动化技术进入了计算机自动设计（英文：Computer-Automated Design，CAutoD）的年代。
使用工具
工程师现在可以数字控制自动化设备。其结果是迅速扩大了应用范围和人类活动。
不同类型的自动化工具存在：
应用
工业自动化是自动化技术应用的一个最为重要的方向。其具体运用的方面有：
在工业上带来的影响
工业自动化多以自动设备取代高危险、单调性、高频率的人力行为，如取热铸件、每隔几分钟取料、组装线。通过自动化的设备导入，协助解决人资调涨、技术断层、品质稳定的状况。自动化为固定模式的概念，在导入前需要准备的工作如下：
- 标准化作业：自动化为一切由计算、规划、输入电脑设定，控制重复作业所构成的功能，将每一项生产步骤统一制度化才能接着由人去规划、计算。
- 风险性评估：对于生产过程中间可能会有的风险，如：金属加工所生铁屑、压铸、成型要夹取未去毛编的铝块‥考验的是规划商的技术与经验，风险评估将大大影响这套产品最后所生成效益，最好让规划自动化设备厂商与机械制造厂商间多评估，以避免生产状况影响自动化运作。
- 效能评估：一般来说，规划商会以人力与时间作为依据，预估可节省之效益，因自动化设备如机械手臂Robot一组高至百万，或门型机械手价格平近但仍不斐，若效益未达，则不建议导入。
简易三要点评断是否适合自动化导入：
- 年产量大。
- 加工时间短。
- 产品形状单纯。
同时自动化也可能造成失业问题的增加成为政治议题，传统自动化机械随着电脑发展逐渐智能化，有可能导致渗透进更下端的产业和更小型的公司，取代更多的职缺，这种取代有可能是一种等比级数的扩张，日经新闻曾研究2030年后日本可能被机器人抢走735万工作机会，而被抢工作的人会涌向其他工作机会，让其他工作的劳工在资方面前更弱势而遭到薪水和福利的不利影响，所以自动化技术有可能加剧贫富差距而成为未可知的巨大问题。
与其他学科的关系
自动化控制系统的研究，几乎涵盖所有应用科学知识与技术的结合，领域范围及牵涉的科学知识与应用工具相当广泛，作为交叉学科，自动控制与其他很多学科有关联，尤其是数学和信息学，在制造，医药，交通，机器人，以及经济学，社会学中的应用也都非常广泛。飞机和船舶中的自动驾驶，汽车中的防抱死和速度控制器也都是典型的应用。
应用范围
自动化应用领域可分为：办公自动化，机械自动化，信息自动化，工业自动化，污水处理自动化等等，应用十分广泛。
工厂自动化
生产自动化控制，即是利用自动化的生产设备，一贯作业的生产方式，从事有效率的产品生产，我们称之为工厂自动化控制。例如：
- 汽车工业：藉着整条生产线的分工装配，每几分钟即可生产一部汽车。
- 纺织工业：每几分钟即可高速生产一批布料。
- 塑料工业（Plastics_industry）：产出塑料原料后，在经过射出成型机器，产出各种塑料模型。
- 电子工业：产出各式各样的消费电子产品，如电视机、伴唱机、照相机等。
- 半导体业：经过研磨、曝光、显影、蚀刻、切割、封装等技术，产出一颗颗的功能式晶片，以供应电子工业。
- 电机工业：产出各式各样的电机设备产品，如变压器、马达、不断电设备、发电机组等。
- 机械工业（Machine_industry）：产出各式各样的机器设备产品，如车床、铣床、堆土机等。
- 制药工业：产出各式各样的药品，提供治疗所需等。
- 农业工程：产出各式各样的花卉或盆栽，如蝴蝶兰的育种栽培等。
目前，随着自动化控制的逐渐完善，已出现“无人工厂”。
设计自动化
设计自动化控制，即利用电脑软件技术及应用，将所需设计的资料，转成控制程序或生产流程，而且以简单的图或语言，来表示或执行制造过程的自动化控制的运作。
实验室自动化
实验室自动化控制，即利用自动化设备与电脑软件技术及应用，或可程序控制器等设备，结合温度、湿度、压力、流量等感测器，将实验室的控制程序或生产流程，及所需实验结果的资料，转成简单的图或语言，来表示或执行实验室的自动化控制作。
检测自动化
检测自动化控制，即利用自动化的检测设备与电脑软件技术及程序应用，结合温度、湿度、压力、流量等感测器设备，能自动地检测样品，并将检测的物理量的资料，转成简单的图或语言，来表示检测结果。
办公室自动化
办公室自动化控制，即利用软件程序技术及应用，将办公室的文书资料或文书档案，做有效率的管理，并结合传真机、电话机、电脑、复印机等迅速地处理文书资料或文书档案，以提供承办人或决策主管参考。
家庭自动化
家庭自动化控制，即利用自动化的设备与电脑软件技术及程序应用，借由共同的通讯协定，结合有线网络、无线网络系统将家庭用设备，如电视机、电锅、冷气机、电冰箱、洗衣机、瓦斯开关、与警报系统、保全系统、远端监视系统结合，让用户可以通过网际网络在远端监控住家的安全，是否有人侵入，是否有任何异常状况，可以在远端控制电器的操作以提高家庭舒适度与居家安全。
服务自动化
服务自动化控制，即利用自动化的设备与电脑软件技术及程序应用，结合各式各样的自动化设备或感测器，监测、纪录、转接、通知、执行运作等，以供顾客或使用者，能快速处理相关作业或快速处理所遭遇的问题。诸如银行转帐自动化服务、旅馆订房自动化服务、飞机、船舶、客运、火车订票自动化服务等。
未来趋势
自动化技术的总体发展趋势是：更广泛地与各地现代化技术相结合、特别是与计算机技术及控制论结合，从物理活动的自动化向着信息活动的自动化发展，比如利用计算机来自动设计，而不只是辅助设计。
- 机械功能多元化：工商业产品已趋向精致化及多元化，在大环境变化下，多元化、弹性化且具有多种切换功能的包装机种方能适应市场需求。
- 控制智能化：包装机械厂家普遍使用PLC动力负载控制器，虽然PLC弹性很大，但仍未具有电脑（含软件）所拥有的强大功能。未来包装机械必须具备多功能化、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为食品包装控制器的新趋势。
- 结构设计标准化、模组化：充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型。
