自动化对现代社会发展的影响.pdf

自动化对现代社会发展的影响 自动化软件自 20 世纪 70 年代中期发展至今，已有 30 年的历史。自动化软件最初的概念是“组态”（configuration），主要内涵是hmi（mmi），即解决人机对话界面问题。在组态软件的发展历程中，顺应控制需求，新的概念和功能被不断引入，如实时数据库、scada、opc、i/oserver 等，使得组态软件已完全超越其最初的含义及功能，我们更应将其称为自动化软件。随着全球自动化需求的增长、it 技术及互联网的发展，基于 pc的自动化技术得到了迅猛的普及、发展，已成为继 plc、dcs 等控制系统之后的又一新型控制系统。藉此，自动化软件的发展有了更广阔的空间。2000 年，全球自动化软件市场已达 4.30 亿美元，2001 年，增长为 4.85 亿美元，已形成产业规模。预计在 2005 年，全球自动化软件市场将达 6.75 亿美元。未来自动化软件的发展将主要表现为如下一些特征：一、开放性技术 hmi 开放的标准已经逐渐建立-大量采用标准化技术，如 o pc、dde、activex 控件、comdcom，使得自动化软件演变成软件平台，用户可以进行二次开发。这是由控制系统的复杂性、控制产品的互操作性要求决定的。二、瘦客户技术 自动化软件正在并且已经从单机向客户服务器方向发展。原因是国际化工厂的迅猛发展及互联网技术的成熟及广泛应用，使得通过internet 或 intranet 观察和控制生产过程的需求成为可能并且急剧增长。瘦客户技术使得用户可以在任何地方任何时间方便的获取信息，可以使系统安装和维护费用大幅度降低。无线的人机界面解决方案 数字终端已具备越来越强的功能和智能化；蓝牙技术发展迅速，未来的传输距离可达 100 米，wml 语言标准已经建立。这些技术的发展为无线的人机界面解决方案提供了先决条件。无线的人机界面能够以更低的费用，更快、更容易地获取重要的生产信息。典型的无线web 产品由手持式 pc 和预装的 hmi 客户端软件组成。软硬件整体解决方案 全球自动化软件厂商大多采用相同的技术，产品功能相差无几，基于 micorsoft 平台的二次开发亦无垄断性的核心技术，所以，自动化软件业无法产生另一个 micorsoft，即决定性的技术优势已经难以建立。所以，个性化方案和服务在竞争中日益重要。今后的自动化软件将朝着针对特殊行业和生产过程的大规模定制方向发展。如针对电力行业的专门软件。以客户为导向的软件设计 以市场为导向是生存、发展的首要原则。自动化软件的设计也必须立足特定行业的用户需求，充分考虑工艺、生产、制造、管理的各个环节，使得软件本身真正符合现实的需求。这些需求可表现在：集成、兼容性、外观和感受、平台、编程工具、数据访问、控制引擎、e-business、数据结构等诸多方面。三、成为全球供应商 wto 将给国内的自动化厂商带来深刻的影响，国内也会在未来诞生更多的世界级公司。全球市场将是一个不断分割、重新划分的过程。只有成为全球供应商，才能面对全球市场，才能够得到更多的用户。全球一体化，技术亦无国界。雷达在搜索目标时，需要不断改变波束的方向。改变波束方向的传统方法是转动天线，使波束扫过一定的空域、地面或海面，称为机械扫描。把天线做成一个平面，上面有规则地排列许多个辐射单元和接收单元，称为阵元。利用电磁波的相干原理，通过计算机控制输往天线各阵元电流相位的变化来改变波束的方向，同样可进行扫描，称为电扫描。接收单元将收到的雷达回波送入主机，完成雷达的搜索、跟踪和测量任务。这就是相控阵技术。相控阵雷达的军事应用十分广泛，在地面远程预警、机载和舰载预警、地面和舰艇防空系统、机载和舰载火控系统、炮位测量、靶场测量等领域，都已经使用相控阵雷达。下面谈一谈相控阵雷达的发展情况。相控阵技术，早在 30 年代后期就已经出现。1937 年，美国首先开始这项研究工作。但一直到 50 年代中期才研制出 2 部实用型舰载相控阵雷达。60 年代，美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达，多用于弹道导弹防御系统，如美国的 ANFPS46、ANFPS85、MAR、MSR，前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达，其共同点：采用固定式平面阵天线，天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的 ANFPS85 和前苏联的“狗窝”最为典型，70 年代，相控阵雷达得到了迅速发展，除美苏两国外，又有很多国家研制和装备了相控阵雷达，如英、法、日、意、德、瑞典等。在 21 世纪，相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点，其制造和研究将会更上一层楼。相控阵雷达之所以具有强大的生命力，因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：（1）能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束，可实现边搜索边跟踪工作方式，与电子计算机相配合，能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标，并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。（2）功能多，机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用，如“爱国者”的一部多功能相控阵雷达可以完成相当于“霍克”和“奈基”2 型 9 部雷达的功能，而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此，可大大减少武器系统的设备，从而提高系统的机动能力。（3）反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统，波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式，使雷达与数字计算机结合起来，能大大提高自动化程度，简化了雷达操作，缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间，便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。（4）抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰，有利于发现远离目标和小雷达反射面目标（如隐形飞机），还可提高抗反辐射导弹的能力。（5）可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。此外，随着固态器件的发展，格控阵雷达的固态器件越来越多，甚至已生产出全固态儿控阵雷达，如美国的。“爱国者”雷达，其天线的平均故障间隔时间高达 15 万小时，即使有 10单元损坏也不会影响雷达的正常工作。人类社会生活的改变，最终是由社会生产力所决定，当今社会科学技术的第一生产力作用日益凸现，信息科学技术作为现代先进科学技术体系中的前导要素，它所引发的社会信息化则将迅速改变社会的面貌、改变人们的生产方式和生活方式，对社会生活产生巨大影响。一、信息就其含义而言，包括两层含义：一是信息本身所表达的意义，即信息的内容；二是传递信息的工具，即信息载体，如符号、声音、文字、图形等都是信息的载体，信息技术则是信息的获取、传输、处理、存储、显示和应用技术，如遥感技术、遥测技术，通信技术、计算机技术、光盘技术、各种显示终端技术等。信息技术包括信息技术的生产和应用两个方面。信息技术的生产主要体现在信息技术产业，包括计算机软硬件、电信设备、微电子生产等，信息技术的应用则是体现在信息技术的扩散上，包括信息服务、管理信息系统等。在信息技术系统中，微电子技术、通信技术、计算机技术和网络技术可称为信息技术的核心。它们的发展进程体现了信息技术的发展过程。二、信息技术飞速发展，引发了社会信息化，每 9 个月互联网用户增长一倍，信息流量增加一倍，线路带宽增加一倍。这一事实被称为新摩尔定律。据统计，1999 年底，全球已有 2.6 亿多互联网用户，956 万个站点，电子商务营业额达到 2400 多亿美元；中国已890 万互联网用户，1.5 万个站点。预计 3 年后，全球将有 5 亿因特网用户，2100 万个站点，电子商务营业额达到 1.3 万亿美元；中国因特网用户将达到 3700 万户，5 万个站点。而信息科学技术所引发的社会信息化正在深刻地改变社会的形态、经济增长方式、人们的生活方式和思维方式，对社会生活各个方面产生巨大的影响。1、对经济增长方式的影响。在工业社会中，经济发展的主要方式是靠资源投入的方式来实现，工业化加工资源的方式是一种高消耗、高污染的实现方式，这种方式必然会引起自然资源的日益枯竭，工业污染的加剧、环境退化的失控。而信息科学技术引发的社会信息化，为各国摆脱高投入、高消耗、高污染的经济发展方式提供了技术可能。信息化的开展开创了经济增长的新方式，即依靠科技进步，而不是高资源、高投入来促进经济增长。目前发达国家中，科技进步对经济增长作用率已达 60-80的幅度。2、对人类社会时代的影响。由于信息科学技术的发展，使我们时代已经开始发生变化，已经从以物质能量为主的生产力转换到以信息知识和技术为主的生产力，从工业经济转到知识经济，从读写为主的时代转换到视听为主的时代，即虚拟时代、数字时代。虚拟，就其本身来说，是数字化方式的构成。它首先是人类中介系统的革命。人类第一次中介系统的革命，是语言符号系统的发明，它创造了人类思维空间和符号空间，导致了人类文明的长足发展。而虚拟则是在思维空间中发生的革命，它在思维空间中又创造出了虚拟空间、数字空间、视听空间和网络世界，使不可能的可能在人类历史上第一次成为一种真实性。虚拟这场中介革命，使人类由以前的语言符号文明进入到更高级的数字文明。其次，虚拟性激发了人们的创造能力的巨大发展。对于虚拟而言，现实只是许多可能性中的一种可能性，在虚拟空间中，还有别的可能性，虚拟使现实中的不可能在虚拟空间中复活、再生、创造发展，从而使人的潜能得到充分的发挥。因此在信息科学技术影响下，虚拟时代、数字时代即将到来。3、对思维方式的影响。思维方式是一定时代人们的理性认识方式，是按一定结构、方法和程序把思维诸要素结合起来的相对稳定的思维运行样式。思维主体、思维客体和思维中介系统三者社会历史地结合，构成特定时代的思维方式。在大机器生产为主的工业社会，思维主体以个人为主、以人脑为主，思维客体受思维主体及社会关系的影响，主要以现实世界为主，思维中介主要由工业技术中介系统和工业文明所产生的各种物化的思维工具构成，这标志着工业社会时人类的思维方式的发展状况和水平。进入信息化社会以后，思维主体则由个人为主发展到以群体为主，以人脑为主发展到以人-机系统为主，思维客体由现实性为主进入到虚拟为主，思维中介系统由工业技术中介系统和工业文明所产生的各种物化的思维工具构成转变为网络技术中介系统和信息技术所产生的各种物化的思维工具构成，从而实现思维方式由现实性转换到虚拟性思维。4、对教育方式的影响。现代信息技术的发展及应用，给教育方式带来巨大影响，表现在：第一，教育投资的重心将由物质资源转向信息资源。工业社会中，教育以消耗物质资源如校舍、桌椅、粉笔等维持，因此教育投资的重心主要是物质资源的投入。而信息化社会，由于信息具有无损使用、无损分享、不可分割、公平性等特点，使其将取代自然资源、资金、人力等成为最重要的资源，投资的重心也将转变为信息的开发上，因为信息产业是开发费用高、使用费用低的产品，其低廉化使用是建立在高投入开发的基础上的。因而，教育一旦依赖于信息资源，则其开发问题将制约网络化教育发展，教育的投资由过去重在物质条件的扩充转向信息资源的开发也成为不言而喻的事情。第二，单一的班级授课制将为多样化的网络授课取代。班级授课制这种曾大大提高过教育效率的教学组织形式将被信息技术打破，互联网络应用于教育，改变了传统的固定师生关系，使异地授课，网上学习成为可能。利用互联网可以十分便捷的得到世界各地的教育资料，实现信息交流、资源共享；网络技术的发展也使无法进入学校读书的人获得必要知识成为可能；学生无论身在何处，只要有网络计算机终端设备便可上网学习，为学生终身学习的需要奠定了基础。第三，现代信息技术发挥多种媒体功能的优势，通过学习内容的丰富性、学习方式的灵活性，调动学生多重感观参与学习活动，从而大大提高了学习效果。5、对生活方式的影响。由于信息化建立了一个规模庞大、四通八达的网络通讯系统，从而信息作为最有效、最有价值的资源，改变了传统的生活方式。第一，通过网络体系，人类的观念大大地流通、渗透、互相影响，这将有利于人们按照共同利益协调行为。第二，网络技术的发展，使人们工作方式发生很大变化，由以前的按时定点上班变为可以在家上班，通过网络体系处理各种资料和信息。第三，人们的访友、购物、会议、娱乐等许多事情都可能通过网络进行；在不远的将来，人们还可能通过住网络住宅、使用网络冰箱、乘坐网络汽车等，进入科技家庭的生活模式，体验科技带给人们的便利。总之，信息技术的日新月异地发展以及由它引发的社会信息化，给社会生活带来了巨大的影响，使人类社会将进入信息时代。而作为时代的引领着，我们中学生有权利，也有义务充分掌握这门技术，为中国的腾飞，以至于全人类的进步，做出自己的一份贡献！