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专业篇丨自动化:头晕目眩的万花筒(修订版)

请戳右边关注→ 识荆 2022-03-19

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全文共2492字,读完约需8分钟,没有时间阅读全文的读者可以看文末的要点总结。


今天我们重点为大家介绍工学门类下的一个曾经被称为“万金油”的一级学科——自动化。单单“自动化”三个字,就足以让众多学子为之倾心。虽然其锋芒可能不比热门的金融、计算机专业强劲,但自动化仍然拥有自己独特的魅力。


所谓自动化,就是所有用以代替人力的机器设备以及控制系统的集合,简单来说,就是让机器按照既定的目标,自动地完成一系列行为动作。这个专业的核心就是“控制”二字,即控制一切可以控制的物理量。大到航天飞船、轨道交通、汽车的无人驾驶;小到家中各类电动的自动控制开关、冰箱的控温系统、洗衣机的定时甩干功能等,都离不开自动化。


因此,可以说自动化技术已经融入各行各业,自动化也成为了一个多学科交叉的宽口径工科专业。许多考生或者家长或许对自动化的概念有所了解,但填报专业志愿时则会发现,各类与自动化挂钩的专业扑面而来,比如自动化专业、机械设计制造及其自动化专业、电气工程及其自动化专业等等,不免令人眼花缭乱。


那它们之间有什么区别呢?第一,自动化是一个一级学科,它下面有一个体现学科精髓内容的同名专业,即“自动化”专业。第二,我们前面提到,自动化学科常常与其他学科相交叉,所以也衍生出了很多交叉专业,比如“机械设计制造及其自动化”即是自动化学科与机械类学科相结合而产生的专业,学习内容也会更加侧重于机械领域;同理,“电气工程及其自动化”则是自动化学科与电气类学科相结合产生的专业,除了自动化的知识外,需要着重学习电气知识


对于上述因学科交叉而产生的专业,我们分别会在机械类、电气类等专业中详细介绍。今天我们依然把重心放到自动化学科下的自动化专业


如前所述,自动化专业的学习和工作都紧紧围绕着“控制”这一核心,如果你恰巧有控制的欲望,那么就已经满足了该专业的要求之一。除了控制意愿外,自动化专业对于数学和物理能力要求较高。当你拥有足够扎实并良好的大学数学和物理基础后,将接触到运筹学、MATLAB、数学建模等进阶课程,这些对于后期专业课、建模的学习有很大帮助。


那自动化专业还要学习哪些课程呢?从本文的标题中我们也大概能猜出一二,自动化专业的本科学习内容总结起来就是一个字——


首先,既然自动化涉及机器设备,自然就少不了机械相关的课程,如工程制图、各种机械结构及原理等;其次,上文提到的控制系统是如何实现的呢?答案是电路和电子元件,因此自动化专业的学生也需要学习电路、电力电子、电机学等与电相关的课程;再次,自动化专业也离不开数据和计算机编程语言,但相对于研究生来说,本科所学的编程深度较为浅显,也并不需要非常复杂的数据结构。


最后,当你学习完上述各色各样的工科知识后,重量级核心专业课——自动控制原理才登场。我们可以认为前述一切课程其实都是在为“控制”二字在作铺垫。为了实现自动控制服务,看似杂乱无章的课程安排,其实都是实现自动控制的手段和方法。学习过程中会有许多有意思的实验,会有机会制作一些简单的电子产品,如收音机、报警器等。


当然,学的杂意味着就业面广。首先,学过编程、数电,可以进入IT行业,如果水平够高或者本科学校足够优秀,更有机会进入百度、腾讯等大公司就职;其次,学过控制理论和检测,同样可以前往中石油、中石化等企业的设备运营岗位;最后,得益于专业背景,也可以从事相关的硬件嵌入式开发工作,如西门子、霍尼韦尔等生产自动化设备的公司。


但是,杂也有弊端。特别是自动化专业本科对于“实现自动化的手段”这一内容侧重太多,而“控制原理”作为整个专业的灵魂在学习的内容和深度上其实占比较小,再加上课程本身就极具难度,本科生中能够做到各方面融会贯通的人少之又少。


所以对于很多行业来说,自动化专业的学子的核心竞争力并不强。因此,如果没有深造意愿,建议在接触各个专业领域内容的同时,早早地按照自己的兴趣向着某个方向进行专攻,以此来突显自身优势。


当然,考研更是解决这个问题的推荐路径。研究生大致有五个研究方向,即控制理论与控制工程、系统工程、模式识别与智能控制、导航制导与控制、检测技术与自动化装置。成为一名研究生后,会有更加明确的学习方向和发展道路,同时在求职时为自己提高一个档次,其性价比不言而喻。


总结来说,尽管本科阶段的自动化专业固然有一些缺点,但绝对不是一个坑的专业。尽管其学习的内容庞杂,深度相对不足,但是辩证地看,这也可以成为优势:学生的综合能力会不断提高,在跨专业考研或者跨专业就业时更有优势。比如现在热门的人工智能、VR、AR、无人机、3D打印等等,其实都与自动化专业存在较高的关联度。因此,如果你痴迷于机器人与智能之美,并且非常愿意动手实践,那么自动化专业一定能助你实现梦想。


下面是教育部官方“阳光高考”平台对于自动化专业的免费解析:

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专业介绍网址:

https://gaokao.chsi.com.cn/zyk/zybk/specialityDetail.action?specialityId=73384324



要点总结:


1.自动化专业的核心是控制,让机器按照既定的目标,自动地完成一系列行为动作;


2.自动化技术已经融入各行各业,自动化也成为了一个多学科交叉的宽口径工科专业,与人工智能等前沿领域也有较高关联度;


3.自动化学科之下设有自动化专业,自动化学科与机械类学科相结合产生了“机械设计制造及其自动化”专业,与电气类学科相结合产生了“电气工程及其自动化”专业;


4.自动化专业要求具备控制的兴趣和良好的数学物理基础,学习内容庞杂,涉及到机械、电路、计算机编程、自动控制原理等;


5.自动化专业就业面广,但本科阶段学生的核心竞争力不强,建议早做准备术业专攻,更推荐考研。



下期预告:


今天介绍了自动化学科下的同名专业——“自动化”专业,下一期我们将以轨道交通为视角,详细了解一下自动化学科下的另一专业——轨道交通信号与控制,我们下期见。



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