自动化专业考研,自动化专业考研方向
写在最前面:你们好呀!各位同学与家长,我是社长鸿君,一个不知名大学本科的大三学长。想必大家都已经填报完了志愿,翘首以盼大学的录取通知书了,应编辑部的邀请,参与到本次2022高考季的投稿活动,本期就对所谓“万金油”专业自动化(也是社长主修的专业),浅谈一些我个人的认识与见解,如有不当之处,还请批评指正。
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目录自动化专业概述专业背景培养方向核心课程就业情况考研概览“过来人”口中的自动化专业概述
从学科层面来说,自动化专业是以系统科学、控制科学、信息科学等新兴横断学科为理论基础,以电工技术、电子技术、传感技术、计算机技术、网络技术等先进技术为主要技术手段,实现各类运动体的运动控制,各类生产过程的过程控制,各类系统的最优化等学科的综合性专业。
身为自动化人的社长常常自嘲道:
文能上机编程,武能电路焊板;左手机械建模,右手算法智能。
横批:什么都会,什么都不会。[擦汗]
也正是由于自动化研究领域的多样化,自动化专业的同学及前辈们活动在科研和业界的各个领域,能够带来更多样的视角、更丰富的信息和更广阔的选择。“自动化”和许多行业都能结合,故称“万金油”。而它也必须和行业结合,否则只留下“自动化”这一形容词,都不知道要修饰的主体是谁。
“自动化是一个专业,但是没有自己的行业”
由此被称为“万金油”的它既能成为被接受的理由,也能成为被拒绝的理由。毕竟人的时间与精力有限,对于许多人来说,要学习较大跨度的知识体系所带来的问题是每个子方向都不够深入,这也是自动化专业为人诟病所在。
自动化的核心在于控制,主要研究的就是自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统的应用。即以自动控制理论为基础,以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术等为主要工具,面向工业生成过程自动控制及各行业、各部门的自动化。而实现控制的工具最核心的就是计算机,利用计算机结合机械装置实现对系统的自动控制,通俗地来说,学习设计与运用计算设备实现功能就是是自动化专业学生的主要内容与目标。
现在各院校的自动化专业宣传的大都是智能制造、人工智能 等等。但对于自动化的最直观解释就是使用机械部分或全部代替人类的体力或脑力劳动,甚至完成人类依靠自身体力和脑力无法直接完成的任务。
自动化应用
自动化学科依托于控制论而诞生,以信息论、系统论、控制论为核心,紧跟信息时代的技术变革,从建立之初的趋向于军工,到现在常常和人工智能与算法之类字眼挂钩,自动化学科以发展的、交叉包容的态度,始终走在科技发展的前列。
也正如此自动化人需要掌握自动控制理论、信号与系统分析、电路原理、电力电子技术、数字电子技术、传感器技术、网络与通信技术、高级语言程序设计、计算机软件技术应用等方面的知识,在当今的信息爆炸的时代,甚至还涉及到管理、商业、人文等知识,所以社长与各位自动化人共勉。
专业背景
以下是中国自动化专业的成立及发展历史:
新中国成立前,国内有电气工程,机械工程等学科,学习的是欧美的专业设置。并没有自动化这个词,也没有类似的专业。
解放后,新中国通过自身建设及苏联援助,建立了许多工业企业,比较著名的就是苏联援建的156项工程。156项工程是苏联对于中国的大型工业体系援助项目,然而,由于多种原因,里面缺少了仪器仪表与自动化技术的相关援助。针对这个情况,国家成立了相关技术领导小组,开始着手自己建立相关产业,培养相关人才。
1952年,在全面学习苏联的背景下,高等教育也开始了转变,参考苏联教育体系改革专业设置,拉开了院校调整的大幕,经过调整后,基于工业实际需求,设立了工业企业电气化专业。
1955年苏联相关专家来到中国,在哈尔滨工业大学正式设立了自动控制专业,因此哈尔滨工业大学作为国内自动控制专业的发源地是有着一定理由的,而由于苏联援助的性质,我国的自动化专业起源于苏联的自动学与远动学专业也是可以确定的。除了工业企业电气化和自动控制外,一些相关专业也相继出现,比如化工自动化,热工自动化等,它们也赋予了自动化专业重视实践的优点。
1956年,国家召开知识分子工作会议,发出了向科学进军的号召,随后组织了一些专家学者制定了我国第一个十二年科学规划,在规划中,钱学森前辈作为综合组的组长,将自动化技术作为六大核心任务写入了规划。自动化事业的发展得益于这一决定。
为了加快人才培养进程,同年,中科院组织了自动化进修班,对相关产业人员进行技术培训,自动控制专业和相关专业也在全国重点院校迅速铺开。
1961年中国自动化学会成立,这标志着中国自动化事业的正式形成。
60年代中期,工业企业电气化专业更名为工业电气化与自动化
1977年为了适应发展需要,将工业电气化与自动化专业又改名为工业电气自动化,而自动控制专业保持不变。
1977年到1982年,自动化类专业快速发展,五年间有四十多所学校设立了自动化类专业,就像这几年全国各地设立人工智能专业一样,是实打实的热门专业。
1993年,国家教委颁布了本科专业目录,从此开启了专业大合并的序幕。首先,1993年,国家教委将工业电气自动化与生产过程自动化合并,称为工业自动化,归于电工类,由机械工业部管理。自动控制专业名称不变,归为电子信息类,归于电子工业部管理。仅仅隔了两年之后,国家教委发布工科专业引导目录,首次将工业自动化与自动控制专业合并,两大分支合流,自动化专业这个概念正式提出。但是由于此次是引导性,并不是强制性的专业目录。
1998年,为了适应宽领域发展的需要,在新修订的专业目录中,正式将工业自动化、自动控制专业、部分液压控制专业、部分电气技术专业、部分飞行器制导专业合并,自动化专业正式创立。同时将电工类与电子信息类合并为电气信息类。沿用至今。
值得注意的是,在1998年目录中,将电工类剩余专业合并成立电气工程及其自动化专业,因此自动化与电气工程及其自动化是同时诞生的。
而到了20 世纪中期,随着电磁系统的发展、计算能力的提高和二战的契机,控制学科在科学理论和工程应用上都得到了极大的发展。人们发现,机械或电磁机器、社会组织或生物体,这些系统在经过数学抽象后,都能采用一套统一的理论进行建模、预测和控制。
揆诸当下,在国家层面上从“工业4.0”到“中国制造2025”等国家战略的提出,企业对自动化、智能化的升级改造,生产效率的不断提高,后工业时代,自动化技术不断融入人类生活的各个角落,智能制造、智能监控、智能楼宇、智能家居、智能交通的不断普及和发展,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。
工业4.0计划
“中国制造2025”指出新一代信息技术与制造业深度融合,涉及智能机器人、人工智能、大数据、智能制造系统等多种智能化技术,这些技术均为自动化专业息息相关。随着新一代人工智能技术的发展,工业化生产进入智能化时代,在自动化技术和智能技术双重驱动下,现代社会工业生产逐步进入数字化智能化阶段,高速发展的智能化生产对自动化专业技术人才需求的广度和深度不断拓展。
工业智能化促使现代企业急需向数字化智能化升级,对自动化技术知识结构和创新能力的需求从深度和广度发生了根本性变化,传统的工业自动化人才培养模式严重滞后于产业发展,在工业4.0和新工科建设背景下,自动化专业人才培养需面向未来新产业、新经济发展培养工程科技人才,也为自动化专业人才提供了广阔的发展前景。
培养方向
1)工业控制方向:PLC过程控制、运动算法控制、机电一体化、机械设计等 (机械工程师等等)
2)人工智能方向:人工智能概论、图像处理、模式识别、机器视觉等 (算法工程师等等)
3)嵌入式系统方向:单片机、嵌入式、驱动开发等 (嵌入式工程师等等)
4)计算机网络方向:Web前端、网站开发等 (程序员等等)
本科自动化专业以过程控制和电机控制为两类大方向,过程控制主要的控制对象是大型化工厂、发电厂此类流程工业为主,主要是各类控制管线、控制阀的安装、维护,控制系统的设计与安装调试等。另一类电机控制,也叫运动控制PLC,设计到工业流水线的各类电机控制、液压伺服控制等。最知名的自动化方案厂商很多,有西门子、三菱、ABB等。
西门子公司总部
进入硬件嵌入式行业,主要进行的就是电路与相关方案的设计。包括PCB设计与调试、嵌入式软件编写与调试、单片机的应用等。如果要想进入硬件相关行业,则一定要学好数电、模电、电路这几门课。并且,更为重要的是:多参加电子设计类的创新创业比赛。
今年社长侥幸全国大学生服务外包中部赛区的三等奖
硬件行业是一个重视经验积累的行业,只有多参加电子比赛,才能了解书本理论的实际实现。只有真正的焊接调试电路,才能让自己获得技术成长。而且,参加电子设计比赛后获得的经历和成绩,将为你提供找工作时的信心和敲门砖。如果有相关的问题,可以私聊我。
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闭环系统示意方框图
上述所说的闭环系统,各位可能会有些晦涩,但只需举个例子,家里常见的散热器,当温度小于设定的值,风扇不工作,整个散热系统处于静止;当温度大于设定值,风扇转动为其降温,直至小于设定值,风扇再次停止。如果没有外界其他因素的影响,散热器会一直按照这样的流程工作,这便形成一个闭环系统。
散热器工作示意方框图
核心课程
基础必修课:通常在大一至大二上学期学完,大多与其他工科院系有所重叠。对于大多数工科而言,数学基础课要求较高,此外编程和电路基础对后续课程的学习十分重要。
数学课程:高等数学、微积分、线性代数、概率论与数理统计、复变函数物理课程:大学物理、物理实验学科基础:计算机语言程序设计(C 语言)、电路原理、工程制图
邱关源的电路
专业主修课:课程主要分布在大二、大三两年,是本专业的核心课程。由于涉及的内容比较广泛,且部分跨度较大,在后续学习和工作中一部分课程知识可能用不到,在确定自己的考研及就业方向后,一些同学可能会对不同的课程上的精力分配有所取舍,难言利弊。
基本后续的课程都或多或少需求一定高等数学基础,而部分专业课程对微积分、线性代数、概率论等前置课程的基础有一定的要求。此外,很多课程会涉及各种软硬件编程、仿真、电路的设计与搭建等实践应用以及单片机项目的设计与实现将会。
电路:数字电子技术、模拟电子技术、电机拖动(电机学)、电子电力技术等计算机软件应用:计算机仿真(AD电路设计/EDA技术/matlab建模与仿真)、计算机组成原理、计算机网络与应用等系统控制理论与技术:信号与系统、自动控制原理、过程控制、现代控制理论、传感器的应用与检测技术等
自动化人的宝贝——自动控制原理
专业任选课程:该类课程是自动化学科下面大量交叉研究方向的基础入门课程和简单实践,帮助同学体验和确定自己继续深入学习研究的具体方向,这一部分的课程的设置很大程度上取决于院校的实验室科研方向,主要在大三学年自主选修 3~5 门左右。
人工智能:智能机器视觉,人工智能原理、模式识别与机器学习等系统与网络:物联网概论、智能无人机系统嵌入式:单片机原理及应用、编译原理、Linux系统智能逻辑控制:PLC程序设计、机器人,光电探测,脑科学与人工智能,企业数字化转型研究,等等
此外还有部分基础公修课,诸如大学英语、毛概、马原等,各专业都需要学习,不再赘述。
就业情况
本专业学生毕业后能从事有关运动控制、过程控制、制造系统自动化、自动化仪表和设备、机器人控制、智能监控系统、智能交通、智能建筑、物联网等方面的工程设计、技术开发、系统运行管理与维护、企业管理与决策、科学研究和教学等工作。就业领域也非常宽广,包括高科技公司、科研院所、大专院校、金融、通信、税务、外贸、工商、铁道、民航、海关、工矿企业、现代农业、国防及政府和科技部门等。
(来源:2012年教育部发布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》)
自动化就业广泛,就业率高达96.5%,对口行业较多,几乎任何行业都或多或少需要自动化人才。软硬件都可以做,可以去电子电器公司设计电路接口,去中大型企业公司做流程控制,工厂控制,电气控制等,同样可以去研究所参与科研项目和互联网大厂做软件开发或者程序员。
工作岗位大多分布于硬件工程师,嵌入式工程师,软件工程师,控制工程师,机械设计人员、程序员等。
自动化专业就业方向(以上数据均来源于优志愿平台)
从下图不难看出,自动化人毕业后就业地点大部分位于江浙沪、北上广这类经济发达地区,相应的其薪资状况也不会太低。
下表是一所211院校的自动化本科毕业生的就业情况,至于如何各位自己感觉。[呆无辜]
某211大学本科自动化就业表
考研概览
自动化专业是本科层次的一个专业名称,到了研究生阶段,这个专业又被称为控制科学与工程,是一个研究生阶段的一级学科,下设如下五个二级学科。
控制理论与控制工程检测技术与自动化装置模式识别与智能系统导航、制导与控制系统工程(生产调度、运筹)
图来源于知乎
在自动化专业考研初试时,大部分院校考的专业课是“自动控制理论”,当然也有一些院校要求专业课考“电路原理”或者是“信号与系统”等。
自动化专业与数学理论、计算机技术联系紧密,尤其是读研的时候,研究更加深入,对这两项能力的要求也更高,以下内容来自于知乎自动化前辈 没问题
有了前辈们的指导下,我总结出自动化考研的通俗“翻译”。
1、复杂系统
纯控制理论,要求数学功底,数学功底,数学功底。重要的事情说三遍。发展方向主要是科研人员。
2、智能系统
偏理论,要求一定的数学功底,可以结合计算机能力搞人工智能。发展方向:科研人员,码农。
3、模式识别
计算机类方向,偏软件。发展方向:人工智能行业从业者,简称码农
4、智能检测
传感器检测技术方向,偏硬件。发展方向:科研人员,现场工程师
5、系统工程
偏文科及理论,主要研究各种系统的控制,看导师,有的系统工程导师主要研究管理学。
6、嵌入式
偏硬件,嵌入式工程师。
7、机器视觉与机器人
机器人方向,偏硬件。对于机械基础有要求。发展方向,机器人工程师,科研人员。
8、生物信息处理
生物医学工程,大数据处理。纯软件。发展方向,可以转行码农
9、物联网
物联网涉及到网络化控制,偏向于计算机类。
10、导航制导
军工,航天较多,民用的也涉及。
过来人口中的自动化
(自动化)作为偏工科类的专业,基础(学科知识点理解深度和系统性、全面性),动手能力(实操的经历,项目、比赛、论文),以及一些通用的软性素质(分析、归纳、协作、创新思考和突破),还有一些基本素质(责任心、正直心)。当然,有出色的研究创新和牛逼的论文发表也很赞。这些方面通通要有真正的实践,亮点和举证,无法敷衍了事。
关于如何准备校招,感觉提前把自己框定到其中一类求职途径了,其实上面也提到还有很多其他的途径可以尝试。校招就是准备简历(简洁,清新,突出亮点)、笔试(基础扎实、智力题or软性素质题)、面试(正直、靠谱、实战能力和软性素质表现与举证)。
选择其实很艰难,但是如果心中预设了一个五年计划那就会好很多。不妨结合现状,先制定一个大概的五年计划,想象一下五年后自己梦想成为什么样子,如果要达成目标现在该怎么努力和规划,至于公司选择,就看能不能有利于达成自己的五年计划。在这个五年计划的背后其实还有一个支撑自己更长久的东西,那就是对人生价值的思考。
现在的学习环境越来越便利,资源和交流的开放程度越来越高,愿充分借用各类环境和资源,创造出一个充实和快乐的学习生涯。
作者:吴章金falcon
链接:https://www.zhihu.com/question/55453399/answer/144885919
社长有话说:
我在其他社交平台上收到了几位学弟学妹们的私信,似乎现在的通识是自动化已经成了“天坑专业”,课多且学不精,但主修了3年自动化的社长觉得,自动化专业是一个兼备软件与硬件的专业,自动化人的技能树可用一句话概括“控(制)管(理)结合,强(电)弱(电)并重,软(件)硬(件)兼施”。
如果你喜欢编程代码,可以留在自动化,从嵌入式到上位机到大数据到深度学习都可以学习并且就业;如果你喜欢电子,也可以留在自动化,从PCB设计到高频电路优化都能够涉及;如果你喜欢电力,同样可以留在自动化,从变压器到变频器到整流滤波都可以参与;如果你喜欢机械,依然可以留在自动化,从3D建模到机械制造与迭代你仍然可以一展拳脚。
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