自动化与信息化

自动化与信息化作者：柯林如从工业现代化到各个领域的自动化与智能化。并且，信息化自身也需要自动化学科的介入，如网络的集成、建模与调控、网络服务的质量控制QoS、网络与信息的安全等等，无不与自动控制有关。常常有人问到自动化和信息化有什么联系，在与业界人士交流的过程中，也时常遇到类似问题，甚至尚有人大胆断言：目前，自动化就是信息化，信息化就是自动化。为此，笔者以此文来谈一谈个人的观点，和人们一起摸索与研讨，但愿可以有助于澄清某些观点，并起到“抛砖引玉”之用。固然，与否能做到这一点，尚有待同行们的“集思广益”。两者浮现的时代和定义不同1.有关“自动化”“自动化”一词浮现于20世纪40年代。1953年，J迪博尔出版了世界上第一本以自动化（Automation）命名的书籍。在书中，J迪博尔给“自动化”所下的定义是：“自动化是分析、组织和控制生产过程的手段”。也就是说，自动化是将自动控制应用于生产过程的成果。随着科学技术的发展，自动化技术也在不断丰富、深化。可以说，自动化技术的发展历史是一部人类以自己的聪颖才智延伸和扩展自身器官功能的历史。“自动化”的定义有许多种，中国大百科全书中这样描述：机器或装置在无人干预的状况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运送、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，并且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类结识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和明显标志。2.有关“信息化”从历史发展看来，信息化（informatization）概念的提出是与后工业社会或信息社会的讨论相联系的。“信息化”这个名词则是在20世纪60年代末提出的，信息化的概念来源于60年代的日本，日本社会学家梅倬忠夫在其刊登的信息产业论中初次提出了“信息化”这个概念，觉得信息社会是信息产业高度发达且在产业构造中占据优势的社会，信息化是由工业社会向信息社会演进的动态发展过程。而后被译成英文传播到西方，西方社会普遍使用“信息社会”和“信息化”的概念是70年代后期才开始的。到20世纪90年代以来，信息化呈现出鲜明的时代特色。信息资源是信息化的基本开发运用信息资源是信息化的核心，随着社会、经济和科学技术的发展，社会信息量不仅急剧增长而目前成为现代社会发展的重要支柱和战略资源。信息时代是信息成为人类活动的基本资源，信息技术广泛地应用于农业、工业、科学技术、国防军事及社会的各个领域，信息业已经成为整个社会经济构造的基本产业，信息活动对社会发展的奉献已经居于突出的地位。信息社会是继农业时代、工业时代之后，人类社会历史发展浮现的崭新时代。由此可见，“自动化”的名词出目前20世纪的40年代，而“信息化”的名词则出目前60年代。“自动化”与“信息化”两者的定义也是完全不同的，“自动化”是指：“机器或装置在无人干预的状况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。”而“信息化”是指：“培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力，并使之造福于社会的历史过程。”两者既有联系又有区别“自动化”与“信息化”虽然并不是同一回事，但是，两者既有联系，也有区别与特点。1.两者的联系20世纪40年代，C.E.香农从定量的方面描述了信息的传播和提取的问题，从而创立了“信息论”，这为信息科学的研究奠定了初步的基本。典型控制论的作者N.维纳则从控制的观点揭示了动物和机器的共同的信息与控制规律。维纳从控制论的角度出发，觉得“信息是人们在适应外部世界，并且这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行互相互换的内容的名称”。维纳有关信息的定义涉及了信息的内容与价值，从动态的角度揭示了信息的功能与范畴，但也有局限性。由于人们在与外部世界的互相作用过程中，同步也存在着物质与能量的互换，维纳有关信息的定义没有将信息与物质、能量区别开来。正是由于自动化系统和自动控制理论的浮现，使本来对于信息的研究仅限于传播方面的概念开始突破。十分故意思的是：在中国，信息化战争的概念恰恰是工程控制论的作者，中国自动化学会的创立者钱学森同志于1995年提出来的，之后才陆续在国内的社会各界广泛地浮现“信息化”、“信息化建设”等名词。也就是说，在仙农创立信息论的同步，维纳（N. Wiener）出版了专著控制论：或有关动物和机器中控制与通信的科学，创立了控制论。后来人们常常将信息论、控制论和系统论合称为“三论”，或统称为“系统科学”或“信息科学”。另一方面，两者虽然研究对象不同，但大多具有相似的理论基本与技术工具（电子数字计算机）。电子计算机是一种按照程序自动进行信息解决的通用工具。它的解决对象是信息，解决成果也是信息。由于电子计算机的问世，“自动化”与“信息化”两者较好地交汇在一起了。最后，“自动化”与“信息化”过程都普遍存在于社会、工业、农业、生物、国防军事、科学实验、平常生活和人类智能等领域。由此可见，“自动化”与“信息化”两者的联系是：研究工作的时代相似，研究工作的理论基本相似，研究工作的基本工具相似，研究问题的领域交融。2.两者的区别一方面，研究的对象明显不同，“自动化”是如何运用“信息”来进行对象的“控制”与“优化”。而“信息化”，一是研究“信息”的自身属性如信息的度量与定量、信息的编码、信息传播的效率、信息的纠错等等；二是指加快信息高科技发展及其产业化，提高信息技术在经济和社会各领域的推广应用水平并推动经济和社会发展迈进的过程。另一方面，研究“自动化”与“信息化”两者的科学技术界的出发点不同，角度不同。一种是针对着“无人化”的设备或装置按照指令或程序正常的自动运转；一种是针对着信息的获取、传播、解决与检索及其运转过程之中的安全问题。再次，内涵与特点不同。 “自动化”从科学层面来说是以控制理论、系统理论、复杂系统科学作为理论基本；从哲学层面来说是措施论；从技术层面来说是信息技术与工艺、其她技术的融合或桥梁。而“信息化”是指在社会、国民经济与国防军事等的各个方面，以先进的思想为指引，以现代信息技术为手段，以进一步开发、广泛运用信息资源为重点，以提高社会（系统）效率、生产能力、管理能力、作战能力为目的。 例如：公司信息化的内涵，是生产力和生产关系的技术进步；又如：教育信息化是指在教育过程中，比较全面地运用以计算机多媒体和网络通信为基本的现代化信息技术，增进教育的全面改革，使之适应于正在到来的信息化社会对于教育发展的新规定等等。“信息化”这一概念向上到“国家信息化问题”，向下到“公司信息化问题”，具有更多的宽泛性。而“自动化”这一概念，虽然也具有一定的宽泛性，但是，应当说“自动化”不如“信息化”那样宽泛。因此，人们常把“自动化”作“信息化”的一部分来看待也是局限性为奇的。固然，尽管有人说，西方国家某些出名的大学就没有开设“自动化学科”的专业来证明她们的“涉及”观点。但是，作为发展中国家来讲，在现阶段，将两者辨别开来是十分必要的。两者互为依托又互相增进“自动化”与“信息化”双方既互为依托，同步也互相增进。这可以从几种方面来论述。1.自动化是信息化的基本以及构成部分自动化不仅涉及运用信息实现目的的原理和措施，并且涉及作为其载体的技术和装备，并最后将它们集成在自动化系统中，波及到从理论、措施、技术到设备的各个层面。信息技术是由信息获取、信息传播、信息解决和信息运用四部分构成的。基本的自动化系统至少包具有信息获取、解决和运用三部分，而带有计算机网络或通信网络的自动化系统则更是涉及了以上所有内容。但需要指出的是，以控制为基本的自动化虽然波及到信息技术的所有，但其重点是在信息的运用上，即如何运用信息去实既有目的的行为，信息的获取、传播和解决，则是为了实现这一目的的手段和工具。因此，自动化离不开计算机、通信和信息解决，但与这些信息技术相比，更体现了人类改造自然的直接目的。在这个意义上，自动化技术显然是信息技术中最核心的构成部分之一。如果具体到公司中，完全可以说：“自动化是信息化的基本”。由于，工业控制自动化将重要涉及三个层次，从下往上依次是基本自动化、过程自动化和管理自动化，其核心部分是基本自动化和过程自动化。工业公司的自动化一般分为三个层次：现场层（基本自动化）涉及现场仪表与DCS、PLC、FCS等；MES层（制造执行系统或过程控制）涉及优化控制、先进过程控制（APC）、人工智能、生产调度等；ERP层（资源管理决策层） 等等。从上可知，工业公司的自动化是工业公司信息化的基本，如果说工业公司还没有实现自动化生产，那么，要想实现工业公司的信息化，就无从谈起。2.信息化可以增进自动化信息时代的自动化，则是在机械化时代自动化的基本上的信息时代的自动化了。在计算机用于自动化之前，自动化的功能目的是以省力为目的，替代人的体力劳动。随着计算机和信息技术的发展，计算机和信息技术作为自动化技术的重要手段，自动化的视野大大扩展，自动化的功能目的不再仅仅是替代人的体力，并且可以替代人的部分脑力劳动。目前，国际上某些出名的工业自动化公司（厂商）纷至沓来，将她们信息技术用于公司产品设计、制造、管理和销售的全过程，以提高公司在“全球化”的形势之下的市场应变能力和竞争能力，这显然是公司信息化的重要内容和目的。但是，已经逐渐与公司的多种自动化系统融为一体。公司综合自动化系统是采用ERP/MES/PCS三层构造：过程控制层（PCS）、制造执行层（MES）、经营管理层（ERP）集成的现代化系统，可对生产经营进行科学的分析、评价和预测，对生产筹划和经营方略及时进行调节，以适应多变的市场需求。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。因此，从提高公司自动化系统工作层次的角度看，信息化的确是增进了自动化的提高，并且可以说，信息化是更高层次的自动化。自动化和信息化互相融合是将来的趋势自动化不仅扩展了信息化的应用范畴，如从工业现代化到各个领域的自动化与智能化，例如军事、金融、家居、社会的信息化与智能化。并且，信息化自身也需要自动化学科的介入，如网络的集成、建模与调控、网络服务的质量控制QoS、网络与信息的安全等等，无不与自动控制有关。现代信息和通信技术与自动化技术是息息有关的。计算机技术和网络技术的发展，使自动化系统底层通信争论近年的现场总线技术将会有所改观，使CIMS、CIPS系统扁平化成为现实；使人机界面更加和谐，真正做到低成本自动化的时候将会提前来到。光学技术（光通信和激光）的发展已为信息技术和自动化技术带来巨大的变化，在新的世纪里还会有更大的发展。由此可见，两者的融合一体将会是将来发展的趋势！