自动化专业解读——自动化学习、研究和就业方向

现代生活最鲜明的标签，莫过于无处不在的“自动”。电灯可以自动开关，电梯可以自动启停，房门被强制进入会自动报警，地铁无人驾驶也可以自动运行……如果要总结它们的共同点，那就是会检查、会判断、会执行。人们总是希望，一台机器能以信号检测为耳目，以控制策略为头脑，以传动部件为四肢，不需要人类辛苦调节引导，就能有目标、有秩序地工作，而实现这个“检测-判断-执行”的过程，赋予它们自动能力的学问，就是自动化。

自动化具备信息科学的前沿理论和工程实践的大视野，是二战后至今发展较好的新兴学科，也是信息学院的热门专业。同学们如果有兴趣报考，要做好辛苦学习和实践的准备，也可以期待着这个正在发展中的学科为你带来改变世界的成就感。

学好自动化：多学多做通实务

自动化基础课重、专业课多，是著名的“通吃”专业，而自动化专业培养见效快，人才适应性好，也是在以“精”闻名的理工专业里较为不同的。

大一的基础课整个信息学院都大同小异由许多基础课组成，比如数学和物理。我认为，掌握数学的语言和计算机的语言，是成为高级理工人才的真正基础。建议大家在大一阶段学好两门课：一是《微积分》的理论部分，不要像我一样被解题技巧淹没，到大三学信号变换时才豁然开朗——“原来微积分是有意义的!”二是编程的能力。在编程已经成为基本技能的时代，它的启蒙教育却因为“人人都要学”而不被教育者重视，对培养编程思想、习惯、纪律的贡献实在不多，不得不说是教学双方的遗憾。强烈建议学弟学妹们用高考的劲头吃透教材，不怕失败、不怕死机地独立做完编程作业。当然了，大一最重要的还是认识科学的魅力，除此外，同学们一定不要错过文献检索课和物理实验。

在大二时开设的专业基础课是对专业兴趣的第一次大考验，精华就是“模电”“数电”“信号”这三块砖。我就读时恰逢《模拟电子电路》(模电)阎石教授在清华园的最后一年执教，也听《信号与系统》的老师讲过“我老师的老师跟冯·诺依曼有八卦”，那种触碰到科学黄金时代界碑的感受令人难忘。但要说最深刻的影响，还是《数字电子电路》(数电)及实验。至今记得第一次拿到74LS00(最简单的集成电路元件“与非门”)，对着示意图辨认引脚;第一次动手焊电路板，有不少同学留下了第一处“因公烫伤”;在实验课上，做出一个显示距离、靠近就报警的“超声波倒车提示仪”时，那种眼看知识化为实体的美妙的成就感油然而生。如果你享受这辛苦而有趣的“电子民工”生活，那你就爱上这一行了。

大三、大四的课程里逐渐增加了专业课，除了要谨防《控制理论》课考试太狠之外，大可根据专业偏好选择和学习(一定要点评的话，《运筹学》颇有趣味，《数值分析》是我在实习和工作过程中感到最需要“捡书回来看”的)，这里为已经决定继续深造同学们特别推荐《模式识别》，简单说就是“把人认识世界的方法教给计算机”。例如，知道了10位男女同学的身高体重数据，怎样总结出男女身高体重的差别?怎样根据这个特点去判断一个未知性别的身高体重组合属于男生还是女生?又怎样在不断的“判断、验证、总结”中优化判断规则，使它越来越准确?这是机器人等人工智能技术的理论基础，也是对人类智慧的科学提炼，要想学深自动化，这门课一定要好好领会。

自动化相关的实践活动很多，比如我们学校的“挑战杯”堪称自动控制的“全民健身”：命题十分简洁比如我参加的一次是“坦克打台球”，材料是拆除了控制模块的玩具坦克，参赛队需要从设计程序、印制电路板做起，做成不靠遥控自动行走的坦克，还要完成“爬坡”“避险”“打球”这样的任务，争夺锦标。建议学弟学妹们无论在本科阶段是“大牛”还是“酱油”，都去参与一把，对自动控制会有一个相对完整的认识。

研究和就业方向

自动化系的项目和资源是比较丰富的，通常在毕业前就能接触到不少实务，有助于大家了解深造和就业的方向，主要分支有：

控制理论，就是研究“控制命令的计算方法”，从最简单的上下限开关控制，到工业生产里常用的PID控制、超前控制，以及近年来颇为“时髦”的鲁棒、神经元、自适应……这个方向更贴近应用数学，是自动化系唯一的“形而上”。

系统工程，这是一门年轻而充满力量的“研究做大事方法的科学”。远有钱学森为代表的系统科学大师，近有中国工程院院长宋健院士，清华自动化系的多位名师也是出自“大系统时代”。目前系统科学的发展阶段已经逐渐从蓬勃创新走进成熟稳定，但要与工业生产、工程建设、城市管理等领域完美结合，还大有文章可做。我在学校的几年里，城市交通系统和企业资源系统就是研究热点，也是学校里外联项目最多的方向。

人工智能，大家都知道，机器人嘛。不过，这机器人既不是“长得像人”的生物仿生，也不同于“干活不会停”的工业机器手。就拿我的师兄们做的“会走路的机器人”来说，它没有人形的五官，也没有超人的速度，但它有传感器做眼睛看路，有控制程序做大脑给出“前进”“转弯”“停下”的指令，有钢铁腿脚根据指令行动——这是模仿“人的生存方式”的机器人，它的任务将是在人不便、不能、不愿意工作的环境里，像人一样去感知和探索。

产业实践，在钢铁、化工、造纸、船舶和仪表领域，自动控制从理论到实践已经发展得相当完整。以我先后学习过的化工和仪表为例：石油精馏(石油加热蒸馏，在不同温度分解出不同化工品)所对应的就是一整套控制系统，每一级温度都需要精密的计算和准确的过程控制;而仪表系统里不同类型、不同标准的仪表，在工业总线的连接下传递和分享数据，形成一个与局域网类似的工业数据网。从事这些领域的研究，通常要到大型企业完成论文或就业，也需要在工业基础知识方面再充充电。

一般来说，自动化的保研比例相对较高，如清华有志于留校深造的同学把学分修到前50%就差不多了，其他学校也有20%～30%的同学们教研或保研。校外的去向，理论类的主要是中科院自动化所，浙江大学、哈尔滨工业大学的自动控制则偏重产业实践。海外进修的主要目的地是美国，德国、日本，需要提醒的是很多国家的高等教育专业名册里没有“Automation”这个学科(别跟Auto汽车专业混淆哦)，这是本科专业设置不同造成的，尽可以放心选择具体方向。自动化专业的知识储备完全可以满足电子、计算机、信息系统等专业的要求，在很多院校看来不属于跨专业申请。

就业方面，与专业贴合的首选当然是“大系统”，即大型企业、大型项目和大型规划。在近年的大环境下，就业去向集中于IT企业。我想，以自动化系的工程和信息科学基础，既注重实效又理智决策的工作方法，对IT行业的适应性是比较好的。当我在移动电子商务的研讨会上，看到熟悉的老师也研究起了智能手机，想到在学校的美好时光和老师的赠言：用机器做大事儿，就离不开自动化。