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1引言根据中央人才会议精神,我国工程技术人员的“职称评定”,将要被国际上通行的“专业技术任职资格认证”所代替,由中国自动化学会主要负责“自动化系统工程师资格认证(ASEA:AutomationSystemEngineerAccreditation)”工作,经过中国科协的批准,在经过试点后,将在全国有计划的展开。为了能顺利推进ASEA工作,首先我们要明确“自动化系统工程师专业知识结构”,因为它是制定自动化系统工程师标准、考核大纲和培训计划等的主要依据。自动化系统工程师(ASE:AutomationSystemEngineer)知识结构应该涵盖对本类专业技术人员的0000合素质和技能的基本要求。2自动化与自动化系统2.1“自动化”概念所谓“自动化”,是指用机器设备或系统,代替人或在人的操作下,完成某种作业任务、实现某种过程控制和运行、进行某种事物管理的工程技术。自动化技术目前已广泛应用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、经济、建筑、教育、服务业及家庭等方面。人类社会的进步和生产力的发展,促进了人类劳动和生活方式的不断改进,由人力劳动发展到机械化、然后又出现自动化。特别在60年代以后,控制理论和方法的发展、电子计算机的崛起、工业机器人的问世、以及柔性制造系统的出现等,使综合自动化得到了极大发展。“自动化”的积累与发展,已成为一门应用性的技术科学。从信息、能量与物质的角度来说,“自动化”研究的是物质世界的信息运动规律和信息处理方法,以及能量与物质的有效利用等。它以控制论为基础,与系统论和信息论紧密相关,具有理论严紧、服务对象鲜明、系统复杂、应用普遍、适应性广等特点。“自动化”一方面将自动化科学原理与方法转换为工程技术,使之应用于工程实际,转化为生产力;另一方面又将实际中的问题提炼、抽象成为科学问题,为“自动化”提供新的研究问题。2.2“自动化系统”概念“自动化系统”是“自动化”概念的具体化,可将其定义为:在人的参与下,机器、设备或系统,通过仪表自动检测、各种参数信息处理、自动分析判断等,实现人们所预期的自动操作过程而构成的一个系统。随着科学的进步和高新技术的发展,计算机、网络,以及现代通信技术突飞猛进的发展,加速了“自动化”概念外延的进程,“人”作为一个重要因素,加入到“自动化”进程中来,成为系统中一个不可缺少的重要组成部分,形成了人、机有机组合的“人-机系统”,通常把这样的系统称之为“自动化系统”。所谓“自动化系统”是指,以自动化科学与技术为基础,融入计算机技术、网络技术和现代通信技术,在人的参与下,实现各类系统工程的自动化。因此,“自动化系统”首先是一个“人-机系统”,是包含了控制技术、计算机技术、网络技术和现代通信技术的一种综合系统。“自动化系统”的特点,包含在以下几个方面:(1)专业技术涉及领域面广、应用层面更广,具有明显的跨行业特点。应用领域几乎渗透到国民经济及社会生活各个方面,包括工业自动化、农业自动化、办公自动化、军事自动化、家庭自动化等等;既包括生产自动化,又包括经营管理自动化;既包括各类“人造”系统的控制问题,又包括社会、经济、生态环境等非“人造”系统的控制问题。(2)“自动化系统”所包含的技术与方法,能够广泛吸取其它学科的先进技术,同时又为其它学科的发展和各行各业提供了有力的技术支持。尤其是当今微电子技术、计算机技术、现代通信技术的发展,不仅使自动化系统“如虎添翼”,为建设各类自动化工程提供强有力手段,而且对自动化系统自身研究的内容、理论和方法产生重大影响。(3)“自动化系统”的性质和任务,已超越原有的“把人类从笨重、重复性的劳动中解放出来,用机械代替人类劳动”的传统概念。它的思想、原理和技术手段适用于更为广泛的范围;自动化系统已从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”,进一步扩展人的创新功能,增强了人的认识和改造世界能力。2.3“自动化系统”的发展趋势及在国民经济中的地位“自动化系统”已成为当代发展迅速、应用广泛、最引人瞩目的高技术之一,是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术,成为高新技术发展水平的重要标志之一。某种程度上可以说,“实现自动化”是“实现现代化”的同义词。在当前情况下,自动化系统正面临新的挑战,孕育着新的突破与发展。未来自动化系统发展的主要趋势可概括为:一是“突破”,二是“融合”。“突破”就是研究开发新一代自动化系统取代原有一代的自动化系统,“融合”是借助于各学科间的融合和组合,跨学科、跨领域的研究解决各种理论、方法和工程实际问题。(1)在控制理论和方法的研究方面,由于自动化学科内涵决定了其鲜明的改造世界的特性,而且又具有所研究的问题都带有明确的目的,必须考虑不确定的环境条件、时空、费用等诸多约束,这也是自动化与计算机及其相关学科相互联系而有区别之处。如何进一步研究在此条件下有效的控制策略和方法,如智能控制的研究等,极具有挑战性。(2)有关计算机集成制造系统、机器人、太空飞行器、虚拟现实等复杂工程系统的相关自动化系统技术与方法研究也将成为热点。当前大力发展自动化系统,对实现我国四个现代化,迅速提高我国综合国力具有极其重要的意义。经济全球一体化的进程正在加快,这也为我国发展自动化事业提供了机遇。党的“十六大”明确了我国走新型工业化道路要达到的“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势”五个具体目标,这表明我国要基本实现工业化,不仅要采用机械化,而且要充分利用信息化、通过信息化带动工业化,而自动化必然是工业化的基础。因此,以自动化技术为代表的先进生产技术将在我国产业结构调整,推动传统产业现代化,实现经济、社会持续协调发展中发挥极其重要的作用。3自动化系统工程师(ASE)及其知识结构3.1自动化系统工程师(ASE)随着全球经济技术一体化的迅猛发展,我国工业化建设已掀起了新的高潮,人力资源(尤其是专业人才资源)的全面开发和充分利用,已不可避免的提到了日程上来。在国际上,各种不同类型的专业人才进行交流、合作和相互融合,加速了全球经济技术一体化的进程。显然,从事各类工程建设的专业技术人员,在“专业知识”、“技能水平”等方面,需要按国际惯例,开展具有“标准化、权威性”的职业资格认证,并与国际接轨,争取做到国际互认,这是大势所趋和亟待解决的问题。自动化系统工程师(ASE)是众多工程技术人员中的一员,他们是掌握和应用自动化系统理论、方法与技术,并实际应用于工程建设的关键性人才,担负着实现国家工业化和企业现代化的重任。因此,在改革我国现存的“职称评定”制度的过程中,按照国际惯例,实施自动化系统工程师(ASE)的高质量培训和资格认证,力争实现他们的职业资格得到国际互认,是极为重要的事情。自动化系统工程师(ASE)的职能,要表现在以下几个方面:(1)承担各类(工业、农业、社会、经济等)工程中自动化系统的设计;(2)参与各类(工业、农业、社会、经济等)工程中,有关“自动化系统”的科技咨询服务;(3)负责本岗位上的自动化系统工程的施工、运行、维护和修理;(4)努力学习、与时俱进、不断创新,研究和开发新的技术与方法,以提高实际工程中的自动化系统运行效率和应用水平。3.2自动化系统工程师(ASE)的知识结构(1)自动化系统工程师(ASE)的知识结构要求对自动化系统工程师(ASE)的知识结构要求,应从实际需要出发,尊重现实、要求适当、有所提高、体现时代特征、且具有科学性、可操作性、瞻前性。自动化系统工程师(ASE)知识结构应考虑以下几点要求:l体现对本专业技术人员专业素质和综合技能的基本要求作为新一代自动化系统工程师(ASE),其知识结构应包括专业技术、创新理念、人文知识、国际通则和市场经济知识等四方面;要具备较强的业务实践能力、自学和跨专业的理解能力,以及综合运用信息技术、项目管理、外语交流等多种能力。l体现与时俱进,面向世界,面向未来,涉足世界自动化新技术前列自动化系统工程师(ASE)的知识结构既要结合国情、注重实效,又要积极而实事求是地向自动化系统工程师(ASE)的国际标准靠拢。l体现本专业横向延伸拓宽,具有多种学科融合、学科交叉的特点自动化科学与技术的发展和创新性,越来越多地表现出多学科的交叉和融合、多学科知识的运用和集成等特点,自动化系统工程师(ASE)的知识结构要充分反映这一特点。l体现本类专业纵深发展迅速、知识更新快、新技术层出不穷的特点满足专业技术人员的再学习、知识储备、不断更新知识、谋求新发展的要求;适应人员流动和重组,充分满足专业技术人员继续教育的需要。(2)自动化系统工程师(ASE)的知识结构l基础知识自动化系统专业技术人员应该具备有扎实的基础知识、工程技术基础知识和外语知识。这三类基础知识在大学本科学习阶段已经解决,因此不在自动化系统工程师(ASE)资格认证的考核范围之列。模块一(基础知识):包括线性代数、离散数学、复变函数和积分变换、概率论及随机过程等工程数学。模块二(工程技术基础知识):包括电路、模拟和数字电子技术、电机与拖动、电力电子与半导体变流技术、计算机基础知识、微机原理、操作系统原理、计算机程序设计语言等。模块三(外语能力):达到能熟练掌握和应用的标准,其中掌握词汇量(大于3000个单词)、阅读理解力(阅读速度)、写作能力(水平)和听说交流能力。l专业基础知识自动化系统专业技术人员在其工作岗位上,应该牢固掌握和熟练运用专业基础知识,包括自动化系统理论和方法。这是自动化系统工程师(ASE)资格认证考核的重点内容,决定是否授予“自动化系统工程师(ASE)”任职资格的关键。模块四(自动化系统理论、方法):包括自动控制系统理论、方法;系统的综合与分析及设计与实现;经典和现代控制系统、常规和先进控制系统;数字仿真技术等。l专业技能知识自动化系统专业技术人员在其工作岗位上必须牢固掌握,并能熟练运用专业技术知识,包括计算机、网络和通信技术。这是自动化系统工程师(ASE)资格认证考核的重点内容,决定是否授予“自动化系统工程师(ASE)”任职资格的关键。模块五(计算机、网络与现代通信技术):包括计算机技术基础及应用、现代通信技术及应用、计算机控制技术、网络技术与应用等。由于自动化系统专业技术人员大多数工作在不同行业,能否结合自身所在行业和典型领域的特点,具备应用自动化技术,具体解决该行业自动化系统设计及解决工程实际问题的能力,就成为衡量自动化系统工程师(ASE)的一个重要标准,因此下面模块六的“行业自动化技术与应用”也构成了ASE资格认证考核的重点组成部分。模块六(行业自动化技术与应用):行业自动化技术与应用主要包括有,机械制造自动化技术与应用、电力发电自动化技术与应用、轻工业生产自动化技术与应用、冶金自动化技术与应用、石油与化工自动化技术与应用等。自动化系统工程师(ASE)资格认证考核时,只考其中之一的关键部分。4自动化系统工程师(ASE)专业基础知识和专业技术知识4.1专业基础知识(控制系统、理论、方法)(1)自动控制原理(2)自动控制类型和组成(3)控制系统建模和仿真方法(4)自动控制系统的分析和设计方法l简单控制系统l复杂控制系统l先进控制系统(5)现代控制理论及应用(6)电路与系统(7)模式识别与人工智能基础(8)计算机控制系统(9)控制系统与工程的计算机辅助设计方法(10)控制装置与仪表、PLC、RTU、PC4.2专业技术知识(计算机,网络与现代通信技术)(1)计算机技术基础(2)集散控制系统(DCS)(3)基于现场总线的控制系统(FCS)(4)工业企业网l工业企业网的体系结构l工业企业网的实现与应用l工业企业网中局域网、高以太网、网络集成、Int-ranet等信息网络技术(5)现代通信技术及应用l现代通信技术基础知识l现代通信网络的构成及基本结构l数据传输与交换技术l计算机网络在自动化系统中的应用自动化系统工程师(ASE)行业自动化技术及应用(1)信号处理与模式识别(2)系统集成技术(3)系统仿真技术(4)复杂系统与系统工程(5)现代企业信息化技术(6)自动化系统项目管理(7)机械制造自动化系统(8)电力发电自动化系统(9)轻工业生产自动
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