它有一个听起来很高大上的名字,叫做:控制科学与工程。但如果你翻开本科学科目录就会发现,在工学的列表中,并没有它的名字。因为它在本科阶段,有一个更接地气的称呼:自动化。
01“学自动化本质就是研究数学”
自动化专业,是工学门类下自动化类学科中的一级学科,主要研究电子技术、自动控制、系统工程、信息处理等方面的基本知识和技能,进行自动化系统的分析、设计、开发与研究,实现对各种装置和系统的自动控制。作为一门涉及多个学科领域的综合性专业,自动化的课程设置十分广泛,主要包括数学类、物理类、电路类、控制理论类、计算机类和实践类等等。美国留学咨询
俗话说,数学是工科之母,学好数学对于所有工科专业都十分重要。
而自动化专业,作为涉及到数学最多的几个工科类专业之一,学习的数学类课程更是相当之多:从高等数学、线性代数、概率论与数理统计,到计算方法、数理方程,再到随机过程、单变量微积分等,这些数学类的课程将伴随自动化专业同学们从大一到大三,整整三个学年。
众所周知,数学类课程是最难临阵抱佛脚的课程之一。所以,自动化专业的同学们想靠考前2-3天来创造一个奇迹,恐怕是很难了。数学类之外,还有物理类与电路类课程,比如大学物理、电磁场与电磁波、光学与原子物理、力学与热学等等。关于物理类课程的难度,在之前的文章中我们已有介绍,主要难点在于诸如电磁场等内容肉眼不可见,需要比较强的逻辑思维和想象力。
数学类和物理类课程共同构成了自动化专业的基础课,学好它们才能更好地掌握专业课部分的知识,因此,如果本身对数学和物理兴趣不大,最好在报考前慎重考虑。
在专业基础课部分,主要是计算机课程和电路类课程。
电路类课程包括电路基本理论、电路分析、模拟电路、数字电路等等,主要是掌握电路的基本原理和应用。而计算机类课程则包括计算机原理、数据结构与算法、计算机控制技术、微机原理、操作系统、C语言程序设计等,通过这些课程可以了解计算机的基本原理和在自动化领域中的应用。这里特别值得一提的是,C语言课程普遍都有留大作业的传统。所谓的“大”就是难度和工作量比较大。具体来说,如果不好好学习,可能连题目都看不懂。就算好好学习了,但如果遇到要求比较高的老师,大作业的难度系数就会更高。美国留学咨询
所以,好好学习,认真听课,不断实践,才是真正的王道。
最后,才是专业核心课,即控制理论类课程,包括控制理论、现代控制工程、自动控制原理、控制电机等等。有的学校会在这一阶段进行初步的方向细分,根据细分方向还会有一些专业课,比如智能仪器、控制系统仿真、最优化方法、模式识别导论等等。
从基础课到专业基础课再到核心课,看似关联不大,但实际上具备很强的连贯性。
如果有一门课程学不好,可能就会影响到后面的课程学习。因此,从大一到大四,自动化专业的同学们,务必把每一年都当成高二,甚至高三来看待。美国留学咨询
电气有电网行业,机械有机械制造行业,材料有材料行业,但自动化专业,却没有属于自己的行业。这与它的跨学科综合性有非常大的关系。自动化,代表的是事物的工作方式,它可以与各种行业结合,与各种专业名词相连,比如生物自动化、化学自动化、电气自动化、电机自动化。也正因如此,它被称为工科专业中的“万金油”。
自动化专业的就业需求主要来源于两大方面:一是工业自动化,二是信息化自动化。
工业自动化部分,可以进入一些大型的制造企业,从事自动化系统设计、开发、测试有关的研发工作,或从事生产过程中的计算机系统、智能系统和现场总路线控制技术工作,帮助企业实现生产线的自动化和智能化发展。华为、格力、海尔等很多企业,都设有自动化工程师、控制系统工程师等等,负责工业自动化系统的设计、安装、调试和维护。美国留学咨询
而信息化自动化方面,则是进入到信息技术行业,比如软件开发、网络通信等领域,实现信息系统的自动化管理和维护。阿里巴巴、腾讯等企业都有自动化系统工程师、软件测试工程师、软件开发工程师等等。
此外还有智能控制领域,即通过软件编程以完成机器的智能控制,包括但不限于机器人、无人驾驶、智能家居、智慧城市等。诸如大疆创新、小米、海尔智家、特斯拉、高德地图等知名企业,都根据自己发展领域的不同,设置了机器人研发工程师、机器人应用工程师、智能家居系统工程师、智能家居产品经理、智能交通系统工程师等岗位。从传统工业,到智能发展,自动化专业可以选择的行业和方向可谓是数不胜数。
但自动化专业本科阶段的课程设置也有广而不精的特点,再加上自动化技术更新速度很快,课本具有一定的滞后性,所以本科毕业的同学也可以考虑读研,并选择一个方向深入研究,强化自己的优势。美国留学咨询
研究生的主要深造方向,则是前面提到过的控制科学与工程专业。
控制科学与工程一级学科下设有控制科学与工程、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、系统工程、导航制导与控制等六个二级学科,主要研究各应用领域内的共性问题,即为了实现控制目标,应如何建立系统的模型,分析其内部与环境信息,采取何种控制与决策行为等内容。同学们可以根据自己的兴趣择一报考。
而在考公方面,则可以报考水利局、知识产权局、海事局、消防、民用航空局、市场监督管理局、农业农村局、经济和信息化局、工业和信息化局等部门的岗位。在考取研究生后,还可以选择国家发展和改革委员会、国家知识产权局等单位。
2015年,国务院印发了部署全面推进实施制造强国的战略文件——《中国制造2025》,其中提出五大工程及十个领域的概念。
五大工程包括制造业创新中心建设的工程、强化基础的工程、智能制造工程、绿色制造工程和高端装备创新工程;美国留学咨询
十个领域包括新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十个重点领域。
大力发展高端智能装备,已成为社会发展的主流趋势之一。而随着制造业产业升级的深度发展,与自动化技术有关的专业人才,将会成为社会需求的核心人才。
这一发展,虽然促进了自动化技术人才的培养,但也对自动化专业的学生提出了一些挑战。随着人工智能的推广,自动化专业的发展方向也受到了一些影响。一些就业方向逐渐转冷,增加了自动化专业的就业难度。
另一方面,自动化领域的技术原本更新换代速度就快,如今愈发加快,伴随着新兴技术的发展,出现了多种“自动化+”研究方向,比如AI算法和控制理论的结合。而随着自动化系统的复杂性和集成度不断提高,对跨学科知识的需求也日益增加。自动化专业的同学们需要接触和掌握的知识,也在不断增长。这些知识既包括了学校所传授的知识,也包括了前沿的研究和领域内当下流行的自动化技术与工具。
因此,如果想要扎根在自动化领域,就只能不断地学习、深耕,持续了解相关领域国内外发展的动态,阅读专业文献,培养自己的跨学科思维和创新能力。
但作为一门十分看重实践的学科,仅仅如此依旧不够。美国留学咨询
还需要尽早培养起自己的动手能力,一方面,通过参与实验、课程设计、实习、竞赛等方式提升自己的实践能力,另一方面可以参与开源项目增加自己的项目经验。总之,自动化专业的未来发展既充满挑战也充满机遇。
我们可以以更加开放、包容和创新的态度来应对各种挑战,也可以期待一个充满创新和可能性的未来。美国留学咨询
参考资料:
1、 电子电气自动化保研岛 :在“中国制造2025”的背景下,自动化专业的前景如何?
2、知乎:自动化专业课程才有多难
3、中国科学技术大学:自动化专业培养方案