典型数控机床外观，加工区域位于机台体内
计算机数控车床

计算机数值控制（英语：numerical control, computer numerical control (CNC)，简称数控）是指通过计算机自动控制机械加工工具和3D打印机的行为。一台使用CNC的机器会根据写好的程序，将一块原材料（金属、木头、塑料、陶瓷、复合材料均可），在无需人类干预的情况下完成制造过程。采用数值控制的机床叫做数控机床。

在现代的计算机数值控制系统中，工件的设计高度依赖计算机辅助设计及计算机辅助制造等软件。计算机辅助制造软件解析设计模型并计算加工过程中的移动指令，透过后处理器将移动指令及其他加工过程中需使用到的辅助指令转换成数值控制系统可以读取的格式，之后将后处理器产生的档案载入计算机数值控制机床中进行工件加工。

将程序指令输入数控系统之内存后，经由计算机编译计算，透过位移控制系统，将资讯传至驱动器以驱动马达之过程，来切削加工所设计之零件。


　

历史发展

数控与计算机数控的历史

数值控制工作母机的概念起源于1940年代美国。生产直升机螺旋桨时，需要大量的精密加工。当时美国空军委托机械工程师，满足此一需求。1947年，John T. Parsons开始使用计算机计算机床的切削路径。1949年麻省理工学院接受美国空军委托，开始根据Parsons公司的概念研究数值控制。

1950年代，第一台数值控制工作母机问世；机械厂为了美国空军的需求在数位控制系统投入大量努力，特别集中在轮廓切削铣床方面。Parsons公司与麻省理工学院合作，结合数值控制系统与辛辛那提公司的铣床，研发出第一台数控工作母机。1958年，Kearney & Trecker公司成功开发出具自动刀具交换装置的加工中心机。麻省理工学院也开发出自动编程工具。1959年，日本富士通公司为数值控制做出两大突破：发明油压脉冲马达与代数演算方式脉冲补间回路。这加快了数值控制的进步。

从1960年到2000年之间，数值控制系统扩展应用到其他金属加工机，数值控制工作母机也被应用到其他行业。微处理器被应用到数值控制上，大幅提升功能，此类系统即称为计算机数值控制。这段期间也出现了快速、多轴的新式机床。日本成功打破传统机床主轴形式，以类似蜘蛛脚的装置移动机床主轴，并且以高速控制器控制，是为快速、多轴的机床。[1]

日本在世界计算机数控机床发展中完成许多成果。1958年，牧野与富士通两大公司合作出日本第一部铣床。1959年，富士通公司做出两大突破：发明油压脉冲马达（电液伺服马达）与代数演算方式脉冲补间（插补）回路。这加快了数值控制的进步。1961年，日立工业完成其第一台加工中心机，并于1964年附加自动刀具交换装置。1975年开始，Fanuc（中译：发那科，由富士通公司数控部门独立）公司量产销售的计算机数控机床占下了相当国际市场。近年来日本则成功研发出快速、多轴的机床。2012年，日本以90亿欧元的成绩继续保持机床出口冠军位置，德国机床以81亿欧元，位居第二。第三、第四和第五分别为意大利，台湾和瑞士。中国位于韩国和美国之后，名列第八，出口额15亿欧元。

值得注意的是，美国虽然机床产业的规模与德、日、台、瑞、意相较并不大，甚至也无具代表性的机床品牌，但此主因是美国多数机床为供应美国本土使用，且多是军火相关，故出口方面，无论是数量还是技术上，都具有严格管制。

中国大陆

中国大陆计算机数控发展开始自1958年。1958年2月第一台数控机床在沈阳第一机床厂试制成功。这是一台2轴的车床，由程序配电器控制，由哈尔滨工业大学研制。同年9月第一台真正意义上的数控铣床由清华大学和铣床研究所合作研发完成并在北京第一机床厂试制成功。

2009年武重集团三台数控超重型机床（XK2645型数控龙门移动镗铣床、FB260型数控落地铣镗床和CKX5280型数控双柱立式铣车床）出口英国。[2]

中国目前为世界最大机床生产国，2012年产值为147亿欧元，占全球产值的22%，然而中国大陆的数位控制器并没有具竞争力的品牌，中国大陆机床厂商及科研单位几乎全面使用德国、日本及台湾的数位控制器[3]。

台湾

台湾的计算机数控发展始自1974年杨铁机械开始研究数控车床[4]。

1978至1979，杨铁机械、大兴机械、永进机械、大立机器、联邦电子等公司都开始销售数控机床。至此都是以孔带指令操作为主。

1980年代初杨铁机械再推出计算机化数值控制车床、综合切削中心机等。台湾丽伟计算机股份有限公司成为全台湾唯一的专业生产数控铣床与车床的专业公司.硕诚公司、新讯公司、工研院等机构则成功研制出台湾自制各种数值控制器。

至2001年为止，台湾已能跟进“PC Based”控制器。但无法自制机床系统中的另外两大部分：主轴马达与伺服马达，多向日本大厂购买。此二部分各占机床价格三分之一。

至2011年，台湾“PC Based”控制器厂商，已有代表性的三家以上厂商，智研科技，捷准[5]、宝元数控、与新代，台湾的机床产业已逐渐朝向自主研发走向，关键性的组件不再受日本的限制。

2013年，研华科技集团买下宝元数控。

至2015年为止，新代及研华宝元已经成为亚太地区第一的华人数位控制器品牌，除了经营中国大陆及台湾市场外，也积极拓展欧洲、北美及东南亚地区。

构成

现代的计算机数值控制铣床在概念上和1952年由麻省理工学院建造的原始型号差别不大，铣床一般包含一个在X、Y方向上移动的工作台和一个在Z方向上移动的主轴，加工使用的刀具固定在主轴上，工作台和主轴经由马达驱动以移动刀具的位置。

数值控制

加工流程

  1. 计算机辅助设计。2D或3D的工件或立体图设计
  2. 计算机辅助制造。使用计算机辅助制造软件生成G代码
  3. 数控机床控制器，读入G代码开始加工

加工程序

NC程序是数控机床能解读的纯文字编程语言。产生的档案是计算机辅助制造保存制造步骤所用的一种数值程序文件。熟悉数值程序的编辑者可直接使用Windows 操作系统内建的记事本进行编辑，编辑完后可另存新档并改成合适的副档名即可。

目前可由许多CAM软件将2D工作图面直接或间接地转换为NC档案，比手写编程更有效率。

计算机数控程序可分为主程序及副程序（子程序），凡是重复加工的部分，可用副程序编写，以简化主程序的设计。

字元（数值资料）→字语→单节→加工程序。

只要打开Windows操作系统里的记事本就可编辑计算机数控码，写好的计算机数控程序则可用模拟软件来模拟刀具路径的正确性。

以下是常用的NC语言格式：

  1. Fanuc(.nc)
  2. Heidenhain TNC(.hnc)
  3. Standard G-code(.nc)
  4. Unigraphics files(.cls)
  5. APT CLDATA(ASCII)files(.cl)

基本机能指令

所谓机能指令是由位址码（英文字母）及两个数字所组成，具有某种意义的动作或功能，可分为七大类，即 G机能（准备机能） M机能（辅助机能） T机能（刀具机能） S机能（主轴转速机能） F机能（进给率机能） N机能（单节编号机能） H/D机能（刀具补正机能）

FANUC系统指令

G代码（数车指令）：

G00-快速进给
　
G01-直线切削
　
G02-顺时针圆弧切削
　
G03-逆时针圆弧切削
　
G04-暂停
　
G10-资料设定
　
G20-英制输入
　
G21-公制输入
　
G32-螺纹加工
　
G40-取消刀尖半径补正
　
G41-刀尖半径左补正
　
G42-刀尖半径右补正
　
G50-设置工件座标系或主轴最高转速
　
G70-精切削复合循环
　
G71-轴向粗切削复合循环
　
G72-径向粗切削复合循环
　
G73-轮廓粗切削复合循环
　
G74-轴向切槽／钻孔复合循环
　
G75-径向切槽复合循环
　
G76-螺纹切削复合循环
　
G90-轴向单一循环
　
G92-螺纹单一循环
　
G94-径向单一循环
　
G96-设定圆周线速度
　
G97-设定主轴转速
　
G98-分进给方式(mm/min)
　
G99-转进给方式(mm/r)
　

参考点

通常在数控机床程序编写时，至少须选用一个参考座标点来计算工作图上各点之座标值，这些参考点我们称之为零点或原点，常用之参考点有机械原点、回归参考点、工作原点、程序原点。

座标系设定

座标系设定就是决定机械原点与程序原点间X,Y,Z轴向间之距离。

机床数控系统可靠性

可靠性定义

数控系统是机床的大脑，数控系统市场产品竞争已由单一的性能价格比转变到性能、可靠性、价格，服务等产品品质要素的竞争，而首要是可靠性的竞争，是用户关注的焦点。

数控系统可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内，数控系统产品完成规定功能的能力。或指“在规定的条件下和规定时间内数控系统产品所允许的故障数”，这是狭义的可靠性定义。如果考虑产品在整个寿命周期内完成规定功能的能力，即包含了产品的可维修性，则称为广义可靠性（＝狭义可靠性＋维修性），在一般场合，人们所说的可靠性是指广义可靠性。

影响因素

1）设计因素：在进行系统设计和选择零部件材料过程中，分析、试验不够，缺乏预测，顶防措施也不够完整、系统初期故障较多。

2）制造因素：数控系统生产过程检测手段薄弱，缺乏严格控制措施。

上述二项是影响系统可靠性固有的、关键的因素。

3）环境因素

影响产品性能的环境因素为：

4）动力因素

影响产品性能的动力因素为：

可靠性评价指标

可靠性评价指标是对可靠性量化的尺度，是进行可靠性分析的依据。1

数控系统常用的可靠性指标有： 可靠度（R（t））、失效率（故障率λ（t ））、平均故障间隔时间、平均维修时间，它们一般都是时间的函数。

式中：n—样品数,t[i]—使用期内第台数控系统实际工作时间,r[i]—使用期内第台数控系统出现的故障次数
　

运算式：

式中：t[ri]—使用期内第台受试产品出现故障后修复时间
r[i]—使用期内第台受试产品出现故障的次数

提高可靠性的措施

必须在系统生命周期的各个阶段都采取措施：

参见

参考文献

  1. ^ 巫维标。《数控机床》。台北县：新文京开发出版。2001年。
  2. ^ 武重数控超重型机床出口英国http://news.sina.com.cn/c/2009-10-22/031416477188s.shtml （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ 成形技术领先 中国仍是最大机床进口国 [永久失效链接]
  4. ^ 存档副本. [2014-11-11]. （原始内容存档于2014-11-11）.
  5. ^ 捷准科技股份有限公司-官方网站[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）

自动化技术对太空探索而言最重要的，因为人类很难到达外太空和其他星球进行现场操作
工厂自动化
超市的自动包装机是简单的PAC
全电脑自动化工厂概念
史崔克装甲车的车外自动化枪塔取代人力，减低暴露车外危险性

自动化技术是一门综合性技术，它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压及气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系，而其中又以“控制理论”和“计算机技术”对自动化技术的影响最大。一些过程已经被完全自动化。广义来说，通常是指不需借助人力亲自操作机器或机构，而能利用动物以外的其他装置元件或能源，来达成人类所期盼执行的工作。更狭义地说即是以生化、机电、电脑、通讯、水力、蒸汽等科学知识与应用工具，进行设计来代替人力或减轻人力或简化人类工作程序的机构机制，皆可称之[1]。

自动化是相对人工概念而言的。指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。自动化的最大好处是可以节省劳动力，同时，它也可用于节约能源和材料，并改善质量，准确度和精度。

室内温度的调节是一个简明易懂的例子。目的是把室内温度保持在一个定值θ，尽管开窗等因素使得室内热量散发出室外（干扰d）。为了达到这个目的，加热必须被适当的影响。通过阀门的调节，温度就会保持恒定。除此之外，在人们有感觉之前，暖器热水的温度也会受外界温度的干扰。

自动化技术已被通过各种方式通常在组合来实现的，包括机械，液压，气动，电气，电子和计算机。复杂系统，例如现代化工厂，飞机和船只，通常使用所有这些组合的技术。

自动化涵盖各种设备与控制系统的使用，如机械、工业过程、锅炉、[2]电话网络开关、船舶与飞机的转向与稳定等等。[3]

在最简单的自动控制回路中，控制器将过程的测量值与设定好的期望值进行比较，并处理产生的误差信号以改变过程的某些输入，从而使过程在受到干扰时也能维持在设定点。这种闭环控制是负反馈在系统中的应用。控制论的数学基础始于18世纪，并在20世纪迅猛发展。直到1947年福特汽车建立自动化部，“自动化”一词才开始广为流传。[4]正是这一时期，该行业迅速采用了1930年代发明的反馈控制器。[5]

世界银行《2019年世界发展报告》显示，有证据表明，技术类新产业创造的正面影响已经胜过了工人被自动化取代带来的负面影响。[6]

历史

自动化技术有着一段引人入胜的历史。在控制理论出现之前，由于没有控制理论的统一指导，各类控制器基本是秉持着“即用即设计”的原则独立设计出现的。自动控制被许多新的发明推动着不断前进。但是，如果想要提高控制的精准性，就必须发展出自动控制领域一套完整的理论。1868年，物理学家詹姆斯·马克士威在论文《论调速器》（On Governors）[7]中用微分方程为离心力控制器建立了一个模型，提出了控制领域最早的数学理论。此后，自动控制系统的理论便不断发展，指导实践，并由在二战期间得到了重大突破与广泛应用。

早期历史

克特西比乌斯发明的水钟（公元前3世纪）

托勒密王国的克特西比乌斯于约公元前270年记录了一种用于水钟的浮子调节器，其原理与现代抽水马桶中的浮子水阀相同。这是有记载最早的反馈控制机制。[8]公元前250年，比赞兹发明了通过浮子来控制油面高度的油灯。14世纪机械钟的出现使水钟及其浮子反馈系统变得过时。

波斯的巴努·穆萨兄弟在《奇器之书》（Book of Ingenious Devices）（850）中描述了一些可以实现自动控制的机器。[9]巴努·穆萨兄弟发明了用于液体的两步液位控制，是一种不联系的变结构控制。[10]他们还描述了一种反馈控制器。[11][12]在工业革命之前，反馈控制系统是通过试错与工程直觉设计出来的，因此更像一门艺术而非科学。直到19世纪中叶，反馈控制系统的稳定性猜得到数学——自动控制理论的正式语言——进行分析。[来源请求]

17世纪，克里斯蒂安·惠更斯发明了离心式调速器，最初是为了调节石磨磨盘的间隙。[13][14][15]

西欧的工业革命

蒸汽机有调节发动机转速和功率的需要，由此促进了自动化。

发动机，或称自驱动机的发明使得磨坊、锅炉及蒸汽机对自动控制系统产生了新要求。1624年，荷兰人科尼利斯·德雷贝尔发明了第一个带有反馈的温度控制器。1681年，法国人帕潘发明了第一个蒸汽锅炉的压力调节装置。最早的反馈控制机制被用于搭风车的风帆，它在1745年已经被埃德蒙·李(Edmund Lee)申请了专利。[16]同样是在1745年，雅克·德·沃康松发明了第一台自动织机。1800年前后，雅克·德·沃康松发明了雅卡尔织布机。[17]

1771年，理查·阿克莱特发明了第一台全自动水力纺纱机。[18]1785年，奥利弗·埃文斯建立了一座自动面粉厂，使其成为第一个完全自动化的工业流程。[19][20]

离心式调速器是一种早期的反馈控制系统。速度增加会使配重向外移动，使连杆滑动，于是闭合蒸汽阀，从而使发动机减速。

1784年，英国Bunce使用离心式调速器作为蒸汽起重机模型的一部分。[21][22]1788年，瓦特为改良纽科门蒸汽机发明的离心调速装置[23]是第一个在工业领域使用的带有反馈的调节装置，是世界上最早的自动化机器。[16]与此同时，俄罗斯人波尔祖诺夫发明了带有反馈的水面高度控制器，也属世界首创。水面高度的信息传递到浮子上，然后再反作用于蒸汽阀门上。[24]调速器实际上不能一直保持恒定的转速，如果负载变化，发动机会变换到新的恒定速度。调速器只能处理较小的变化，如由锅炉的热负载波动引发的变化。另外，速度一旦变化，就有可能发生震荡。因此，配备此种调速器的发动机不适合棉纺等需要恒定速度的操作。[16]


对蒸汽机上气阀关闭时间的改进之类优化，使得蒸汽机在19世纪末之前逐渐适应了大多数工业用途。蒸汽机的进步远远领先于热力学和控制论的发展，[16]因此调速器很少受到关注，直到麦克斯韦于1868年发表的论文，为近现代控制论奠定了理论基础。

控制理论诞生后

从1868年起直到二战，自动控制系统的理论和实践在美国与西欧、俄国与东欧分别沿着不同的方向发展。在美国与西欧，系统一般都在频域描述，问题都用来自贝尔实验室的波德，奈奎斯特和布莱克的方法解决，而俄国与东欧的数学家和工程师们一般在时域用微分方程解决问题。

继电器逻辑随着工业电气化诞生，从1900年前后到1920年代快速演进。中央供电站也在快速发展，新的高压锅炉、蒸汽轮机和变电站对仪器与控制水平提出了更高要求。中央控制室在1920年代逐渐普及开来，但直到30年代初，大多数过程控制还由各种开关完成。操作员通常负责监测记录仪绘制的仪器数据图表，进行修正时要开关阀门或开关。控制室使用彩色编码灯向工厂工人发送信号，以手动作出改变。[25]

电子放大器要传递清晰的信号，需要更高信噪比，这在1920年代通过负反馈去噪得到解决。这与电话领域其他经验及理论，对控制论发展做出了贡献。1940到50年代，德国数学家Irmgard Flügge-Lotz发展了不连续自动控制理论，其在二战中被用于火控系统与飞行棋导航系统。[5]

1930年代，开始引入控制器，能对偏离设定点的情况通过计算进行调整，而不再需要按钮和开关。控制器使制造业生产力进一步提高，抵消了工厂电气化下降的影响。[26]

1920年代，工厂生产力因电气化而大大增加，美国制造业生产力增量从10年代的5.2%/年下降到20、30年代的2.76%/年。Alexander Field指出，1929到1933年间，非医疗仪器的支出大幅增加，之后保持强劲。[26]

一二战之间，大众传播和信号处理领域取得了重大进展。自动控制的其他方面包括微分方程求解、稳定性理论和一般系统理论（1938）、频率响应（1940）、船舶运动控制（1950）及随机分析（1941）。

自动控制技术的重大突破发生在二战时期，因为制造武器装备，必须处理复杂的系统。雷达，无人驾驶和自动瞄准系统只是几个带有反馈系统的例子。对新的控制系统的需求导致了新的数学方法的改善，从而控制技术有了自己的一套准则。

20世纪40年代，通过美国数学家维纳等人的努力，在自动调节、计算机、通信技术、仿生学以及其他学科互相渗透的基础上，产生了控制论。这一理论对自动化技术有着深远影响。维纳提出的反馈控制原理，至今仍然是控制理论中的一条重要规律。

20世纪60年代，随着复杂的工业生产过程、航空及航天技术、社会经济系统等领域的进步使自动控制理论得以迅速发展，自动化技术水平大大提高。两个显著进展是数字计算机得到广泛应用以及现代控制理论的诞生。

1958年开始，出现了各种基于固态[27][28]数字电路模块的硬接可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器，PLC的前身）系统，以取代用于过程控制和自动化的工业控制系统中的电动机械继电器逻辑。[27][29][30][31][32][33]

1959年，德士古的Arthur Refinery港出现了第一个使用数位控制的化工厂。[34]随着计算机硬件价格下降，工厂向数字控制的转变在1970年代迅速进行。

1980年代，由于电子技术的出现，控制技术有了新的动因。工程师们可以更快更好地进行计算，高度复杂和精准的控制系统成为可能。

到了21世纪，自动化技术进入了计算机自动设计（CAutoD）的年代。

重要应用

自动电话交换台与拨号电话一同问世于1892年。到1929年，贝尔系统的31.9%都是自动的。[35]:158自动电话交换最初用的是真空管放大器和电动机械开关，需要消耗大量电力。通话量增长得太快，促使贝尔实验室开始对晶体管的研究。[36]

电话交换继电器的执行逻辑启发了数字计算机的研发。1905年，出现了第一台商业上成功的玻璃瓶吹制机。[37]需要两名操作人员，每班工作12小时，一天可生产17280个瓶子，成本10至12分每个；而由6名男子和男孩组成的小组用传统方式只能生产2880个瓶子，成本1.8美元每个。

分段驱动器是利用控制论开发的。分段电传动用于机器的不同部分，其间须保持精确的差值。在轧钢时，材料通过轧筒时，轧筒必须以相同的速度匀速运行。在造纸中，纸张通过成组排列的蒸汽干燥口，必须以较慢的速度匀速传动。1919年，分段电传动首次出现于造纸机。[38]20世纪钢铁工业最重要的发展之一便是连续宽钢带轧制，由Armco公司发明于1928年。[39]

自动药物生产

在自动化之前，许多化学品都是成批生产的。1930年，随着仪器的广泛使用和控制器的兴起，陶氏化学公司创始人开始提倡连续生产。[40]

1840年代，詹姆斯·内史密斯开发了能实现手部灵活性的自动机床，这样原先需要熟练工人的工作可由男孩和非熟练工人操作。[41]1950年代，机床通过打孔纸带实现了数值控制（NC），很快演变为计算机化数值控制（CNC）。

今天，几乎所有类型的制造和装配过程都实行了广泛的自动化。较大多过程包括发电、炼油、化工、钢厂、塑料、水泥厂、化肥厂、纸浆和造纸厂、汽车和卡车组装、飞机生产、玻璃制造、天然气分离厂、食品和饮料加工、罐头和装瓶以及各种零件的制造。机器人在汽车喷漆等危险应用中特别有用。机器人也被用来组装电子线路板。汽车焊接是用机器人完成的，自动焊接机被用于管道等应用。

航天/计算机时代

随着1957年太空时代的到来，控制设计从经典控制理论的频域技术转回19世纪末的微分方程时域技术。40到50年代，德国数学家Irmgard Flugge-Lotz发展了不连续自动控制理论，后被广泛应用于启停式控制，如导航系统、火控系统和电子学。Flugge-Lotz等人的理论后来衍生出非线性系统时域设计（1961）、导航（1960）、最优控制与估计理论（1962）、非线性控制（1969）、数位控制和过滤理论（1974）和个人电脑（1983）。

优缺点与限制

自动化在工业中最常见的优势也许是其可以造成生产速度的提升与劳动力成本的下降。[42]另外，在危险环境中进行，或超出人类能力的任务，也可以由泛用性更广又方便维护的机器完成。但就目前而言，并非所有任务都能实现自动化，有些任务的自动化成本反而高于人工。工厂环境中完全自动化的初始成本很高，可能还会导致产品本身的损失。

此外，似乎有研究表明，工业自动化可能会带来操作问题之外的不良影响，比如系统性失业，以及环境破坏；然而这些研究结果本质上存在争议，且存在缓解的手段。[43]

自动化的优点主要有：

自动化主要描述的是机器代替人行动。机械化在尺寸、力量、速度、耐力、视觉范围、敏锐度、听觉频率与精确度、电磁感应及影响等方面扩展了人类能力，主要优势包括：[45]

自动化的缺点主要有：

自动化悖论

自动化悖论认为，自动化系统的效率越高，虽然人类参与程度变少了，但操作者的人力贡献反而越关键。认知心理学家Lisanne Bainbridge在拥有大量引用的《自动化的反讽》中指出了这个问题。[46]自动化系统一旦出现错误，它就会成倍放大这个错误，直到得到修复或被关停，这也就是人类操作者的作用。[47]这方面的一个例子是法国航空447号班机空难，自动化系统的错误使飞行员陷入没有事先准备的手动操作中。[48]

使用工具

工程师现在可以数字控制自动化设备。其结果是迅速扩大了应用范围和人类活动。

不同类型的自动化工具存在：

应用

工业自动化是自动化技术应用的一个最为重要的方向。其具体运用的方面有：

在工业上带来的影响

工业自动化多以自动设备取代高危险、单调性、高频率的人力行为，如取热铸件、每隔几分钟取料、组装线。透过自动化的设备导入，协助解决人资调涨、技术断层、品质稳定的状况。自动化为固定模式的概念，在导入前需要准备的工作如下：

机器人展

简易三要点评断是否适合自动化导入：

同时自动化也可能造成失业问题的增加成为政治议题，传统自动化机械随着电脑发展逐渐智能化，有可能导致渗透进更下端的产业和更小型的公司，取代更多的职缺，这种取代有可能是一种等比级数的扩张[49]，日经新闻曾研究2030年后日本可能被机器人抢走735万工作机会，而被抢工作的人会涌向其他工作机会，让其他工作的劳工在资方面前更弱势而遭到薪资和福利的不利影响，所以自动化技术有可能加剧贫富差距而成为未可知的巨大问题。

与其他学科的关系

自动化控制系统的研究，几乎涵盖所有应用科学知识与技术的结合，领域范围及牵涉的科学知识与应用工具相当广泛，作为交叉学科，自动控制与其他很多学科有关联，尤其是数学和信息学，在制造，医药，交通，机器人，以及经济学，社会学中的应用也都非常广泛。飞机和船舶中的自动驾驶，汽车中的防抱死和速度控制器也都是典型的应用。

应用范围

自动化应用领域可分为：办公自动化，机械自动化，信息自动化，工业自动化，污水处理自动化等等，应用十分广泛。

工厂自动化

工厂自动化

生产自动化控制，即是利用自动化的生产设备，一贯作业的生产方式，从事有效率的产品生产，我们称之为工厂自动化控制。例如：

目前，随着自动化控制的逐渐完善，已出现“无人工厂”。[50]

设计自动化

设计自动化控制，即利用电脑软件技术及应用，将所需设计的资料，转成控制程序或生产流程，而且以简单的图或语言，来表示或执行制造过程的自动化控制的运作。[1]

实验室自动化

实验室自动化控制，即利用自动化设备与电脑软件技术及应用，或可编程控制器等设备，结合温度、湿度、压力、流量等感测器，将实验室的控制程序或生产流程，及所需实验结果的资料，转成简单的图或语言，来表示或执行实验室的自动化控制作。[1]

检测自动化

检测自动化控制，即利用自动化的检测设备与电脑软件技术及程式应用，结合温度、湿度、压力、流量等感测器设备，能自动地检测样品，并将检测的物理量的资料，转成简单的图或语言，来表示检测结果。[1]

办公室自动化

主条目：无纸化
办公室自动化

办公室自动化控制，即利用软件程式技术及应用，将办公室的文书资料或文书档案，做有效率的管理，并结合传真机、电话机、影印机、电脑等迅速地处理文书资料或文书档案，以提供承办人或决策主管参考。[1]

家庭自动化

家庭自动化控制，即利用自动化的设备与电脑软件技术及程式应用，借由共同的通讯协定，结合有线网络、无线网络系统将家庭用设备，如电视机、电锅、冷气机、电冰箱、洗衣机、瓦斯开关、与警报系统、保全系统、远端监视系统结合，让用户可以透过互联网在远端监控住家的安全，是否有人侵入，是否有任何异常状况，可以在远端控制电器的操作以提高家庭舒适度与居家安全。[1]

服务自动化

服务自动化控制，即利用自动化的设备与电脑软件技术及程式应用，结合各式各样的自动化设备或感测器，监测、纪录、转接、通知、执行运作等，以供顾客或使用者，能快速处理相关作业或快速处理所遭遇的问题。诸如银行转账自动化服务、旅馆订房自动化服务、飞机、客运、火车订票自动化服务等。[1]

未来趋势

自动化技术的总体发展趋势是：更广泛地与各地现代化技术相结合、特别是与计算机技术及控制论结合，从物理活动的自动化向着信息活动的自动化发展，比如利用计算机来自动设计，而不只是辅助设计。

参见

参考书籍

参考资料

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