科普-中华学生百科全书-第61章
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不是要削弱或限制人的作用，而是对指挥员提出了更高的要求。未来的军事
指挥员，不仅要具备敏锐的头脑和良好的军事素养，而且还应有丰富的现代
科学知识，特别是军事管理、电子计算机和自动化方面的知识。只有这样，
方称得上是一名合格的指挥员。
纷繁多样的自动化
人类活动的每一个领域，都形成了纷争上游的喜人局面。诸如商业自动
化、交通自动化、图书馆自动化、实验室自动化、设计自动化、教育自动化、
科研自动化、电影自动化、环境监测保护自动化等等。涉及各行各业的自动
化技术名词，充斥于中外文献资料，丰富着人们的阔论闲谈。
①商业自动化
商业自动化（Business Automation，简称为 BA），有两重涵义：商业
流通与服务（进货、收货、储运、销售等）管理自动化和销售商品自动化。
②图书馆自动化
图书馆自动化（Library Automation）指的是将自动化技术应用于现代
图书馆，其中起核心作用的仍然是计算机。
③交通运输自动化
交通运输系统是一个复杂的大系统，是国民经济的大动脉。交通运输自
动化是交通运输系统电子化和计算机的综合概念。具体来说，它包含两方面
的内容。一是侧重交通运输系统管理的自动化，直接叫“交通运输自动化”，
如车速监测、自动着陆、导航、车辆等。另一个方面是侧重交通运输工具本
身的自动控制，叫“运载工具自动化”（VehicleAutomation），如汽车燃烧
控制、高速列车自动控制、飞机自动驾驶、船舶航向自动校正、危险作业区
机器人的自动化作业等。
①实验室自动化
实验室自动化（Laroratory Automation），主要指在计算机支持下，以
传感为基础的各种现代实验室的自动化，到现在为止，已提出 20 多年了。
实验室包括各种物理实验室（如高能物理实验室、原子能实验室）、分
析测试实验室、医疗诊断实验室、生物技术实验室、工厂测试检验中心等。
实现实验室自动化的关键之一是分析测试仪表的电脑或智能化。
⑤自动化与就业问题
通过我们前面的介绍，想必大家对自动化技术已有一个比较全面的认
识。自动化技术发展到今天，已不仅仅是一个单纯提高劳动生产率的问题，
而是决定一个企业甚至一个国家未来前途的长远战略问题。美国麦道制造和
工程系统公司总裁克莱西曾一针见血地指出：“现代企业面临两种选择：要
么自动化，要么破产。”
自动化时代生机勃勃，到处充满机会，也到处充满挑战。让我们共同努
力奋斗，把握机会，迎接挑战，为实现我国四个现代化的宏伟目标而贡献自
己的力量吧！
控制自动化的前景
21 世纪的“无人化工厂”
在科学技术高速发展的今天，我们正在接近一个全新的时代：人类彻底
摆脱枯燥乏味的繁琐的劳动，自由自在地去发展人类特有的各种潜能，并全
身心地去探索那些人类目前无法达到的未知王国。这个时代就是机器人时
代。到那时，形式多样的“无人化”工厂将展现在人们眼前。
所谓“无人化工厂”，是工厂自动化的最高形式，但并不是真的无人，
只是与传统的工厂中布满工人的情况相比而言，“无人”工厂中绝大部分现
场工人将退出生产领域，仅有少数的工作人员从事监督和维护工作。
其实，随着工厂自动化的程度日渐提高，各种无人化生产线和自动生产
系统（如 FMS，CWIS 待）早已进入我们的现代化工厂。如美国底特律某汽车
制造厂在 1986 年投入使用的一条自动生产线。一排银色汽车底盘沿着生产线
流动到某个位置时便停了下来。底盘两侧的 6 个“焊工”立即投入工作，在
一个金属框架的周围迅速移动，把需要联接在一起的各种焊头飞快地焊接起
来。唰、唰、唰，23 秒钟便焊好了 250 个接头，技术当属一流。这些“焊工”
从不休息、偷懒，也不喝咖啡、聊天，更不会把吃剩的东西或果皮纸屑、烟
蒂酒瓶之类的杂物乱丢一气，不会把一个干净整洁的车间搞得一团糟。他们
不是一般的普通电焊工，而是机器人。
日本发那科公司，在向“无人”工厂进军方面更是走在前面。早在 1980
年末该公司就在日本富士山旁建成了一座有名的“无人”自动机械加工厂。
走进这家工厂的车间一看，其景象与通常的工厂大不一样。在各个生产岗位
上，电脑控制的机器人大显身手，一切井然有序。车间里听不到刺耳的噪声，
只有自动搬运车沿指定路线往返穿梭。车间内少数几名工人的主要任务是负
责巡视和维护运输设备。
基于“无人化工厂”同样的设想，科学家们还打算把未来工厂的仓库也
变成不用人管理的“无人”仓库。因为生产的飞速发展，产品种类的不断增
多，使得产品入库和出库作业日益复杂化，所以研制开发由电子计算机管理
的“无人”仓库（也叫信息仓库）是自动化技术发展的必然方向。比如日本
东京国际机场的仓库，送货和提货都已采用计算机自动控制。该仓库由地面
到顶棚都是用钢架搭起的，是一个空间得到充分利用的立体化仓库。在架子
中间，留有便于吊车自由通行的通道。这种吊车叫做滑吊，它有能把货物运
到架子上的钢臂（叉臂）。在搬运货物时，吊车就根据计算机的指令随时升
降，并把叉臂伸到所需要的任何地方去。比方说现在进货了，现场的计算机
操作员立即将产品的代码、数量和日期等数据输入计算机，计算机会根据现
有仓位情况，找出距离最近的空架，并向滑吊发出空架位置和入库的指令。
待滑吊工作结束，计算机自动把刚入库的货物信息存储下来，打字机同时把
这份数据打印出来。
从库里提取货物也遵循同样的操作原理，只要把产品代码和数量信息输
进计算机，整个过程就会自动完成，并在货物提走后，自动清除这部分信息，
同时在空余仓位增加新的数据。
不需要为各种货物预留存放位置，所有空架都可以得到充分利用。至于
什么货物存入在什么地方，计算机会记得一清二楚，完全用不着工作人员操
心。这样，仓库的利用率显著提高。
不过应该指出的是，虽然反映人类智力和现代科学技术水平的“无人化
工厂”和“无人化”等新鲜事物早已问世，但是它们目前尚不能成为影响社
会发展的普遍经济因素，还只能作为科学技术实验的开端。根据专家们预计，
只有到 21 世纪“无人化工厂”才有可能用于实际社会生产。
模糊控制论的进一步研究
无论是采用经典控制理论还是现代控制理论设计一个控制系统，设计者
必须事先知道受控对象的准确描述（数学模型），然后根据所建立的数学模
型以及预定的性能指标，选择恰当的控制规律，进行控制系统设计和调制。
然而，在许多情况下，由于受控对象过于复杂，很难用一般的物理、化学等
已有的规律来描述；些情况，则是没有适当的测量手段，或者测量仪器无法
进入需要测量的区域，以致无法建立受控对象的精确模型。
与此相反，对于某些难以采取自动控制的生产过程，有经验的操作人员
采用手动控制，却能收到令人满意的效果。在许多类似的事实面前，人们又
重新探讨人的控制行为的内在特征。模糊数学的创始人，著名的控制论专家
扎德（L．A．Zadeh）教授曾举过一个停车问题的例子，颇具启发性。
问题的提法是要将一辆车停在拥挤的停车场上两辆车之间的一个预留空
隙中。这个问题要用严格的控制理论方法来解决是非常困难的，即使用一大
型计算机也难以胜任。从实用角度看，它没有精确的解法。但对于一个熟练
的汽车司机来说，这只不过是最起码的看家本领。他只要大致观察估计一下
位置和距离，执行一些看似不很精确的操作就能把车准确的停在预定位置
上。在这里，精确控制不但不可行，而且也无多大必要。相反，人可以根据
观察，利用一些带有模糊性质的概念（如“向右偏一点’、“再往后倒一点”
等术语），而达到准确停车的目的。这就是模糊控制的基本思想。
在现实生活中，虽然有很多事情是清晰而精确的，但大量的事情恰恰是
模糊的。如明天的天气会怎么样啊，近来身体可好哇，他看上去很年轻呀，
等等，这些都是很模糊的概念。
表达这类模糊信息最有效的工具是模糊数学，它是 1956 年由英国学者扎
德创立的。
将模糊数学的思想方法引入自动控制领域，则形成了所谓的“模糊控
制”。模糊控制本质上是属于计算机数字控制的一种形式，模糊控制系统的
组成也与一般的数字控制系统类似。
模糊控制器的控制规则是基于手动控制策略。手动控制的作用虽然与自
动控制系统中控制器的作用基本相同，但手动控制策略是人们通过学习、试
验以及长期经验积累而逐渐形成的，而控制器的控制决策是基于某种控制算
法（如最优控制算法，自适应控制算法、分解与协调算法等）。因此，设计
模糊控制的关键在于用计算机可以理解的“语言”归纳手动控制策略。
模糊控制主要应用于工业生产过程控制，已有不少成功的例子，其结果
也很有吸引力。早在 1973 年，扎德就给出了模糊逻辑控制器的定义和定理。
世界上第一个模糊控制器是在 1974 年由英国的曼姆达尼（E．H．Mamdani）研
制出来的，并成功地用于传统控制方式难以奏效的锅炉和蒸汽发动机的控
制，获得了满意的控制效果。这一开拓性工作，标志着模糊控制论的诞生。
模糊控制的另一个十分有趣的研究领域是机器人的模糊控制。由于模糊
控制作用具有模拟人脑思维和控制的特点，而智能机器人正需要具备这种功
能，因此在机器人中采用模糊控制是很合适的。
如上所述，近年来国内外学者在模糊控制的理论和应用方面做了许多工
作，但是也应该看到还有不少问题有待于进一步研究解决。不过，有一点可
以肯定，随着科学技术进一步发展，模糊控制这枝控制领域中的奇葩，必将
更加光彩照人。
智能控制
“人为万物之灵”，人类发明了望远镜、无线电、雷达、激光、电话、
电视等，有了神奇的“千里眼”和“顺风耳”，人们还可以驾驭航天飞机去
“大闹天宫”。以微型计算机和人工智能为主要标志的新技术革命，是对人
类智力劳动的替代与扩展，将使人类除拥有自身的智能以外，获得体外的第
2 智能——人工智能。
一般来说，智能是指人类所特有的智慧和才能。智慧是指辩明事理、分
析判断和发明创造的能力；才能是指知识和能力。按照人工智能创始人温斯
顿（P．H．Winston）的定义，人工智能就是研究如何使计算机去做那些过去只
有人才能完成的智能性工作，这是一门新兴的边缘交叉性学科。
在自动
