本文主角:自動化專業(yè)
講述人:秦子奇
適合人群:具有較強的動手能力和邏輯思維能力,肯吃苦耐勞、耐心細致,數(shù)理基礎(chǔ)較好,對計算機編程、機械、模型組裝等感興趣的同學(xué)
一切,盡在“掌控”
自動化聽起來是一個非常抽象的概念,但其實它早已被應(yīng)用于我們生活的方方面面。在眾多工科專業(yè)中,自動化專業(yè)不像計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、人工智能等專業(yè)那樣自帶光環(huán),也不像數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科那樣能夠一肩挑起自然科學(xué)的大旗,但自動化專業(yè)仍然有其特殊的魅力。
當我們每一次調(diào)控空調(diào)溫度,調(diào)節(jié)風扇風力,滑動手機屏幕……都相當于在參與一次控制決策,這背后都離不開自動化控制。舉一個現(xiàn)實的例子,當我們洗澡想調(diào)控到合適的水溫時,假設(shè)我們的目標溫度是42℃,常溫水溫是30℃,如果我們1秒調(diào)節(jié)1次,1次只調(diào)節(jié)5℃,那么就是30℃、35℃、40℃、45℃……我們永遠無法調(diào)控到42℃。當然我們不會這樣調(diào)整,我們肯定會在接近42℃時減小每次的調(diào)控幅度,那可能就是30℃、35℃、39℃、41℃、42℃……這樣我們就可以精確接近目標溫度,或者一開始我們會調(diào)控得很快,比如1秒調(diào)控2次,當接近目標溫度時再減慢調(diào)控速度,這樣我們就快速地完成了一次水溫控制,自動化所做的就是利用數(shù)學(xué)算法代替人類去實現(xiàn)對不同目標的控制,從而讓我們的生活更加高效、智能、便捷。
自動化專業(yè)與電氣工程及其自動化專業(yè)、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)同屬于工學(xué)門類,所學(xué)內(nèi)容都與“控制”有關(guān)。但這3個專業(yè)卻分屬于不同的學(xué)院和專業(yè)類,因為其實現(xiàn)控制的手段和對象是不一樣的。電氣工程及其自動化專業(yè)主要應(yīng)用于強電,研究的是如電網(wǎng)里的高壓低頻環(huán)境;機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)是依靠機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)自動化控制,如汽車的變速箱、蒸汽機離心調(diào)速器等;而自動化專業(yè)則更傾向于弱電環(huán)境及控制理論的研究,旨在利用現(xiàn)代信息技術(shù)配合相應(yīng)的控制算法實現(xiàn)對不同物體的控制,如無人機、無人車、智能工廠、人工智能等的控制,具有控(制)管(理)結(jié)合,強(電)弱(電)并重,軟(件)硬(件)兼施的特點。
可能,有點兒費頭發(fā)
假如要對大學(xué)的眾多專業(yè)做一個難易度排名,我相信自動化專業(yè)一定當仁不讓地名列前茅。以我就讀的天津大學(xué)為例,除了基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電學(xué)課程外,還開設(shè)有自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、C++、微機原理、單片機原理及其應(yīng)用、數(shù)字圖像處理、模式識別、機器人學(xué)導(dǎo)論等課程。因此,大四前我的學(xué)習時間是非常緊湊的,填滿了上不完的課、考不完的試,以及做不完的實驗與課設(shè)。
想要成為一名合格的自動化學(xué)子,除了需要具備良好的數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電學(xué)功底,掌握并理解控制理論,還要能夠在實踐中將這些知識運用自如,而做到這些絕非易事。總結(jié)來說,用“悟”這個字相當貼切。
回想起學(xué)習自動化專業(yè)的前兩年時間里,有過迷茫,也常常會陷入自我懷疑:不知道自己學(xué)的專業(yè)要干什么,能干什么。因為學(xué)的都是理論知識,各種數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電學(xué)、編程語言知識,對自動化的專業(yè)概念還很模糊,甚至即使學(xué)完了專業(yè)課自動控制原理學(xué)習時還有種云里霧里的感覺。原先我覺得,大一的C++,大二的電磁場和自動控制原理,大三的電力電子技術(shù),都是磨人的小妖精??荚嚂r,那些磚頭重的教材書上晦澀難懂的概念術(shù)語,老師講義上抽象難明的實驗公式,以及實際操作時一團亂麻的各種線路,總是弄得我暈頭轉(zhuǎn)向,常常通宵復(fù)盤到天明!但回過頭來看,這些路都是必須要走的,是在為今后的學(xué)習打基礎(chǔ)。
當真正入門,摸清門道后,你會感受到自動化專業(yè)的魅力所在。包括我在內(nèi),身邊許多同學(xué)都是在大三開始飛速進步。記得第一次調(diào)通程序代碼,看到自己的機器人小車正常運行時;看到控制曲線在自己的操控下最終收斂時;看到雜亂的線路在自己手中變得有序而暢通無阻時;看到自己所學(xué)的軟硬件知識組合在一起發(fā)揮效用時……就如同屠龍少年練成了武功秘籍,那是一種豁然開朗的感覺,有種皇天不負有心人的滿滿成就感。待到掌握了基本的專業(yè)知識后,就有機會去接觸實際操作項目了,這時,你才能真正體驗到控制算法在實際工作中的各種應(yīng)用。
前途,充滿光明
對自動化專業(yè)而言,繼續(xù)深造是很有必要的,本科階段可以說是剛剛?cè)腴T,想要在某一方向深耕需要碩士甚至博士階段的努力。就考研來說,自動化專業(yè)的一級學(xué)科為控制科學(xué)與工程,其下設(shè)控制理論與控制工程、模式識別與智能系統(tǒng)等5個二級學(xué)科,屬于工科中較為熱門的專業(yè),競爭相當激烈。就出國而言,自動化專業(yè)對外語的要求不高,但由于國內(nèi)外專業(yè)劃分的差異,國外并沒有單獨的自動化或控制類學(xué)科,而是包含在計算機、電氣或者機械等專業(yè)大類內(nèi),在申請前需多加了解。
隨著自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用與“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略的逐步推進,自動化在越來越多的領(lǐng)域中發(fā)揮著自己的作用,這為自動化學(xué)子提供了廣闊的就業(yè)空間。從科研人員到運維工程師,從國家公務(wù)員到外企員工,從電腦程序員到銷售經(jīng)理,都有自動化學(xué)子的身影??偟膩碚f,自動化專業(yè)的就業(yè)方向主要包括技術(shù)研發(fā)公司、科研院所、設(shè)計單位、通信系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)、鋼鐵企業(yè)、工礦企業(yè)、化工企業(yè)等的科技部門。比如,智能樓宇和智能家居的設(shè)計與應(yīng)用、智能交通的發(fā)展、自動化駕駛系統(tǒng)的普及,都需要自動化技術(shù)的支撐和助力,各行各業(yè)對于自動化人才的爭奪也將愈演愈烈。
學(xué)習,不可操之過急
選擇自動化專業(yè)或許意味著你的大學(xué)生涯會被各種實驗、理論、代碼填滿,比如,你可能要在實驗室通宵調(diào)車;在假期用幾個月的時間撰寫論文,被那些“難啃”的知識折磨;為了找出代碼中的bug而大把大把掉頭發(fā)……但無論你選擇什么專業(yè),要想把它學(xué)懂弄精,都必須苦心鉆研、潛心探索,工科學(xué)習尤為如此。選擇自動化專業(yè),它會給予你一個廣闊的舞臺,錘煉你的堅毅與勇敢,鍛煉你的耐心與謹慎,幫助你將想法付諸實現(xiàn),化為萬千產(chǎn)品流入社會的各個領(lǐng)域。
自動化專業(yè)的學(xué)習之路是充滿曲折和磨礪的,有很多同學(xué)直到大四也沒“悟”出其中的門道,只能草草地給自己的學(xué)業(yè)生涯畫上了句號。我也曾非常迷茫,有過自我懷疑,想過放棄,但好在最后都堅持了下來,并從中獲得快樂。我想對未來的自動化學(xué)子說,專業(yè)學(xué)習不能心急,不可盲目求快,不要怕犯錯,找到自己的學(xué)習節(jié)奏,結(jié)合自己的興趣選擇適合自己的課程與方向,并堅持下去;要敢于直面自己的錯誤,基于錯誤尋找問題,百折不撓……通響真理之門的路就在你的腳下。