自动化专业是什么及它的困局&出路

自动化这个东西呀,是跟着第一次工业革命一起出生的。它的存在相当有意义而且价值非常大。自动化追求的目标也从来都没有改变过,就是为了不断减少人的体力劳动和脑力劳动。对比一百年前的人和现在的人每天的工作内容就知道了,人类的工作效率得到了极大的提升。

从自动化这个专业开设起,就有一些人包括一些自动化的学者对这个专业有一些争议。有些读完这个专业的学生会觉得它坑,为什么呢?

自动化可以说是一个非常符合中国特色的专业,在国外的大学你几乎听不到“自动化”这个专业。这个专业是个非常典型的交叉学科,有一个庞大的知识结构,数学、物理、计算机、通信、控制都要掌握一部分说深不深说浅不浅的内容。而且自动化非常强调“系统”的观念,你如果不了解相关知识,系统还真不惯着你,说停就停了。所以但凡自动化专业的学生要继续学习,细分研究方向,比如机器人控制、电力电子技术,门槛是很高的。但是对于本科生教育而言,没有一个继续沉淀的过程,效果对比其他专业是没有什么优势可言的。很多同学学完之后感觉学了很多东西,但是并不深刻。

其次是自动化在国内并没有得到理想中的重视和支持。这一点从国内供求市场就能看出来,推动高薪资的互联网企业向前发展的还是通讯技术和计算机技术。你见过哪一家做控制的公司开出的平均薪资高于互联网公司的,找不到也不可能。不过还是得承认,自动化目前对社会经济发展的作用确实比不上通讯、计算机,还差得远。这一点不仅中国是这样,发达国家也是这样。

自动化有三个基本的研究问题:建模、控制和优化,这也是国内大学主要围绕开设的课程。目前国内自动化专业一个很大的问题,就是重视控制理论而轻视系统技术,再讲直白一点就是学术界和工业界脱节了。很多学控制的研究生在实验室的时候,线性系统理论分析、最优控制、先进控制玩得贼六,等到了工厂以后,发现都21世纪了可用得最多的控制方法还是PID控制。PID控制固然是神级控制方法,但是这种情况也说明了很多做工程的人没有系统的概念,你玩的那一套他也不认你的。

讲个题外话,上个世纪控制和人工智能的发展基本是同时的,但是现在人工智能重新起步了,而且火得一塌糊涂。为什么人工智能能够重新发展起来,更多的还是得益于大数据的发展和计算机计算能力的提升,人工智能的理论在这一波发展中并没有贡献太多力量,神经网络、决策方法这些都是好久之前就提出来的东西。当然如今互联网公司在人工智能研发上的投入也是一个主要因素。

当前人工智能还有一个没有解决的问题——“因果关系”,经过训练,计算机大概已经知道了要怎么做,至于背后的理由计算机是不懂的。比如利用深度学习可以判断一张图片是不是汽车,但是为什么图里的物体是汽车还得不到解释。如果计算机的“推理”和“回溯”能力能解决的话,人工智能肯定能有更大的发展。

自动化不是一个特别有内生推动力的专业,需要而且少不了先进的计算机和通信的支持,往前看十年,通信和计算机都有了明显的进步。现在人工智能、5G的大热,也带火了自动化/智能控制这个研究领域。自动化如果要抓住这一次机遇,一定要结合以下技术:云计算、通信技术、边缘计算,把这些新技术融入到控制系统中去。而且在实际控制工程中,思路也要发生转变。要多考虑系统的动态性问题,而不能还停留在系统的稳定性问题上。总而言之,路还很长,但要有信心。

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