撑起整个现代化的世界——自动化专业

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专业认知

培养方案

知名高校

未来规划

就业前景

推荐书籍

第一章 专业认知

一、概念解析

什么是自动化？

它的理论基础为自动控制，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产，实现各行业、各部门的自动化。

今天，有个名词经常出现：工业4.0。就跟自动化有很大的关联。

那么，什么叫工业4.0？

这是对工业发展的不同阶段做出的划分。按照目前共识，工业1.0是蒸汽机时代；

工业2.0是电气化时代；

工业3.0是信息化时代；

工业4.0是自动化时代。

可见，自动化专业是新一轮工业革命最前沿，渴望在这个时代里开疆辟土、大展拳脚的青年们，就读自动化专业，正当其时。

二、实际应用

作为普通高等学校本科专业，自动化与计算机、电子信息、人工智能这些大学专业均有交叉，所以这个专业就需要很强的跨学科学习能力。

自动化涉及到的领域有：

1、国防军工、航空航天、机械、化工、电子等传统领域；

2、机器人、互联网、医疗、经济、环保、城市规划等新兴领域。

三、行业地位

自动化类行业地位由以下几个特质决定：

1、利用其信息处理、系统决策和智能控制等能力，设计出无人或少人参与的自动控制系统和各类智能系统；

2、保证系统自动智能、高效节能、安全稳定运行；

3、以最合适的目标满足人的愿望。

因此，自动化水平的高低是衡量一个国家现代化程度的重要标志之一，这个专业将将持续发挥关键作用。

四、报考自动化专业注意事项

1、打破专业樊篱

自动化领域的工具或者基础学科较多，包括电子计算机、人工智能技术，或者其他的机械知识、电气知识、力学知识等，学生不要把自己限定在某一方面。

2、自动化不等同人工智能

自动化不等同人工智能，就像计算机和人工智能也等同。当然在自动化领域，目前人工智能都有应用。

3、量力而为

自动化专业学习的知识比较全面，课程、课时比一般工科专业要多，课业压力较大。因此，要对该专业有兴趣，否则，学习会比较吃力。

4、提前了解专业方向

不同院校培养方向和课程设置自带特点，在报考时必须先行了解。

小贴士：

举例解析不同学校的专业特点：

1、北京航空航天大学

北京航空航天大学的自动化(本科类)专业以电为主，机电结合，以自动控制和计算机信息获取、信息处理与仿真为基础进行专业教育。该校本专业为国防重点专业，研究生阶段方向多以飞行器控制为主。

2、东北大学

东北大学的自动化专业是该校王牌专业之一，研究生方向很多，其中控制理论与控制工程为国家重点学科。

3、北京交通大学

北京交通大学的自动化（本科）有两个方向，一是自动化，一是自动化(铁道信号)方向。偏重交通控制、智能交通等方向。

第二章 培养方案

一、课程设置（参考）

学科基础课：

微积分

线性代数

运筹学与最优化

大学物理

……

专业基础课：

电路原理

模拟电子技术基础

数字电子技术基础

数据结构与算法

计算机网络与通信

微机原理与接口技术

信号与系统

……

专业核心课程：

传感器与检测技术

电力电子技术

自动控制原理

计算机应用设计

电机及电力拖动基础

过程控制及仪表

计算机控制技术

人工智能

运动控制系统

过程控制

单片机与嵌入式系统原理

智能控制

……

专业实践课程：

程序设计上机

工程训练

信号与系统课程设计

软件综合设计

电子技术课程设计

可编程计算机控制器课程设计

微机原理课程设计

……

二、培养目标

1、培养具备工业自动化及智能化专业素质和工程能力的人才；

2、培养工业自动化、智能制造研发人才；

3、培养工程设计、运行维护、技术管理等高素质创新型工程技术人才。

三、专业细分

自动化专业细分方向主要包含运动控制、过程控制、嵌入式系统与机器人、人工智能等专业方向。

1、运动控制

运动控制使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器的位置或速度。

运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。

2、过程控制

工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。

过程控制也称实时控制，是计算机及时的采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制和自动调节，如数控机床和生产流水线的控制等。

3、嵌入式系统和机器人

嵌入式系统是以应用为中心，以现代计算机技术为基础，能够根据用户需求灵活裁剪软硬件模块。

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。

它的任务是协助或替代人类的部分工作，例如生产业、建筑业，尤其是具有危险性工作。

目前出现的机器人，除工业机器人以外，其他服务类的机器人，大多数是由嵌入式系统控制的。

4、人工智能

人工智能领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

自动化是遵循着预先设置好的编程规则的软件，而人工智能则是设计用来模拟人类的思考和行为，是自动化的更深层次的应用。

四、学习自动化专业应具备的能力

1、自学能力

由于自动化专业选择方向较多，学校不可能开设所有的方向，为了掌握专业，学生需要自学不少课程。

2、数学、物理能力

第三章 知名高校

进入更好的知名高校就读是每个同学的心愿，因为这意味着学校软硬件资源更丰富、学校声誉与雇主评价更好、社会需求更大。

一、选择名校的理由

具体表现在：

1、更好的师资、更多的经费、更优的科研项目等；

2、更优异的校风、校友、发展机会等；

3、更多的保研、实践机会等；

4、更有机会申请国外名校实验室进行研究。

关于本科阶段申请国外前沿实验室，名校的这项优势并不广为人知。教育部有个面向本科生的海外暑期科研项目，但只面向包括清华、北大、浙大、南大在内的985院校。

在求职阶段，相关企业更愿意接受有名校背景的求职者。

这意味着同等条件下更强的学习能力和专业素养，以及科研能力。

二、国内知名高校

第一梯队：清华大学、上海交通大学、浙江大学、华中科技大学

第二梯队：中国科学技术大学、武汉大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学

第三梯队：西安交通大学、东南大学、山东大学、华南理工大学

第四梯队：北京理工大学、东北大学、西北工业大学

中南大学

三、国外知名高校

麻省理工学院

斯坦福大学

加州大学伯克利分校

加州理工学院

多伦多大学

帝国理工学院

纽卡斯尔大学

第四章 未来规划

本科毕业以后，学生面临三个选择：国内升学、出国深造，直接就业。

自动化专业作为一门对专业技能要求很高的专业，本科生选择继续深造是主流，原因有二：

一方面，自动化专业的本科生大多只涉及到专业大类的皮毛，没有足够的知识、经验，技术也不足。

另一方面，在一个具体专业领域进行深入地学习和研究，接受更多的专业知识和技能的学习和训练，一般需要在研究生阶段，甚至博士阶段进行。

继续深造，一般有以下途径：

一、国内升学

国内升学分为：考研和保研。如果是自己考研，一方面涉及到考研学校规划，另一方面是准备周期问题。

考研目标学校规划，如果是报考名校，这些学校在第三章知名高校里基本涉及到了。考生需要研究的是：

1、目标学校近三年录取分数；

2、目标学校参考书、近三年招生人数；

3、准备周期：估计从开始读大学就要断断续续作准备了，全面复习准备最迟安排在大三第一个学期。

至于保研，体现出一定的策略。

名校，或985以上院校，只要GPA在院系前60%，没有挂科记录的同学都有获得推免资格。其中，GPA前40%大概率都能本校保研成功。

换句话说，到了大学模式识别与人工智能有哪些理论，还是得好好学习，排名当然是越靠前越好，但所谓强中更有强中手，你努力别人也努力，要想获得好的成绩，当然需要付出艰辛的努力。但不管如何，名校的保研机会还是挺多的，一般排名中等以上，就有保研的机会。

特别提醒：

如果有机会读985院校，尽量读这类院校，至少保研的机会多很多。如果有机会保研，一般就不要再去自己考，原因是考研压力大，并且会浪费很多机会成本。

二、出国深造

自动化专业，出国深造，从发展前景来看，主要以这三个国家为目的地：美国、德国、日本这三个国家，他们代表了当今世界自动化最先进的国家。

申请去这三个国家留学是有区别的。

1、德国宽进严出，毕业要求严苛。

作为全球工业强国，德国在自动化专业方面有突出表现。业内一般认为德国的慕尼黑工业大学、亚琛工业大学、柏林工业大学的自动化专业实力非常强劲。学生如果获得德国自动化专业学位，无论在海外，还是国内模式识别与人工智能有哪些理论，找到较好工作并无问题。

2、日本留学看成绩，也看导师。

以精细闻名于世的日本，其高校创新水平也堪称出类拔萃。如东京大学、东京工业大学、京都大学，有着实力强大的自动化专业。日本的导师要求较高，如果导师不接纳学生，学校一点办法都没有。

3、美国申请难度大、竞争激烈。

作为世界最为强大的国家，美国仍然是中国学生选择留学的主要目的地。美国申请难度大，竞争激烈。相应学校有麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等。

三、出国准备

如果打算出国留学，以下五项需及早规划：

成绩排名

科研经历和成果

英语成绩

推荐信

海外暑期科研

申请文书

1.成绩排名

这里成绩排名没什么好说的。就是认真对待每一门学科成绩，如果某门成绩不够理想，宁愿申请重考。

2.科研经历和成果

衡量科研经历的指标：

①文章发表（科研文章）

②科技竞赛

无论是发表文章，还是参加竞赛，都不短期内能够做好，因此，得提早规划，什么时候开始呢？一般须从大二就开始，甚至刚进校就进行规划。

所以需要尽量早点进入教授团队实验室，在师兄和导师的带领下做课题，少走弯路。这有两个目的：

①发表高质量的文章

②获取导师推荐信

就获取导师推荐这件事，也要求大家尽量早一点参与教授项目，如果人家对你不熟悉，如何推荐你呢？

特别提示：

本科生申请直接读博士时，一般都需要面试。面试内容一般包括但不限于：

①科研经历

②导师认知

③学术观点

3.英语成绩（托福、GRE）

托福和GRE考试这个也没有更多的需要说，但时效需要提示：托福成绩两年有效，GRE成绩五年有效。所以有需要的，大家要算好时间。

4.推荐信

这里特别强调：大牛的推荐信往往能起到重要且决定性的作用。但如何获得大牛的推荐呢？

①自己的授课老师

②科研老师、实习老师

③业界高端人士

所以，平时和这人获得交集很重要。

5.海外暑期科研

一般来说，名校的大三学生有机会暑假到国外名教授的实验室以研究助理的身份从事2-3个月的科研活动。

这里有交换生项目、官方合作项目、国内导师内推以及学业专业类的项目，以帮助学生实现以上目标。

6.申请文书

申请文书，有些同学可能会请专门的机构来做，但是与其这样，还不如自己来做，因为有沟通的时间成本，已足以抵得上自己花费的时间了。

特别提示

无论是保研、考研、还是出国深造，什么时候开始准备呢？从时间安排来看，大二就要开始，如果打算走保研这条路，这里再次强调，千万不要挂科。并且必须保持对英语学习的热情。

无论是国内升学，还是国外深造，以下工作在校期间必须得参与：

①争取参与科研

打算本校保研的学生，早一点参与相关老师和实验室的科研项目，与学长学姐经验分享等，至少混个脸熟。

②参加保研目标校的夏令营

对打算异校保研的，多参加公共类活动，比如，教育部每年举办的夏令营，以认识更多外校的教授，这个本校信息即可（当然异校保研对成绩要求高一点，一般在年级排名全10%以内）。

③参加一些跟本专业有关的有技术含量的竞赛

这是一个加分项，竞赛经历可以看出学生的创新能力。目前该专业全国权威性比赛为飞思卡尔智能车大赛、全国大学生电子设计竞赛、机器人大赛等。

四、升学方向

1、模式识别与智能系统

模式识别与智能系统兴起于20世纪60年代，是在信号处理、人工智能、控制论、计算机技术等学科基础上发展起来的新型学科。

这是一门理论与实际紧密结合，具有广泛应用价值的控制科学与工程的重要学科分支。

2、控制理论与控制工程

这是一门以工程系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的理论、方法和技术的学科。

本学科的智能控制方向主要包括模糊控制、专家系统、神经元网络、遗传算法等方面的研究，特别强调在工业过程控制方面的应用。

3、检测技术与自动化装置

该学科有以下特点：

①以自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理为研究对象；

②以现代控制理论、传感技术与应用、计算机控制等为技术基础；

③以检测技术、测控系统设计、人工智能、工业计算机集散控制系统等技术为专业基础；

④与自动化、计算机、控制工程、电子与信息、机械等学科相互渗透。

4、系统工程

该专业特征：

①联结自然科学和社会科学；

②应用现代数学和电子计算机等工具；

③ 专业目标为最优设计，最优控制和最优管理；

④主要流派为管理流派和自动化流派。

5、导航、制导与控制

该专业的研究方向为飞行器控制、导航技术、惯导测试设备及测试方法、制导与系统仿真等，主要服务于为国防和国民经济建设。

第五章 就业前景

随着民航、铁路、金融、通信系统、税务、海关等部门的自动化程度日益提升，智能楼宇、智能家居、智能交通的普遍应用，自动化专业人才需求量将会不断增加，社会为这方面人才提供了广阔的发展前景。

一、就业特点

1、待遇与经验紧密联系，刚入行的工资一般不会高，但在评为中级工程师或高级工程师后，待遇会显著提升。

2、该专业靠技术吃饭，实操能力很重要，要求学生打牢基础，在实践中多学技术。

二、就业方向

1、科研院所。如航空航天、电子雷达、精密仪器加工等研究所。这类单位待遇和私企有一定差距，但相对稳定，研究氛围浓厚，适合喜欢研究的学生。

2、软/硬件开发类公司。如华为，中兴，国电等传统大型企业，或者腾讯，百度，阿里等新兴互联网大公司。

3、工业控制领域对口公司。如核电集团、ABB，施耐德，罗克维尔，西门子等工业控制公司。

4、高校任教，进入学术圏。但前提是拥有高学历，如博士。

5、通过公开招考或选调，进入公务部门。

三、热门企业

1、机器学习：数据挖掘方向有：阿里巴巴、腾讯、京东、网易、百度、华为；

2、工业控制：西门子、华为、日立、三菱电机等；

3、智能芯片：高通、中兴、华为、大疆、海视康威等；

4、语言处理：阿里巴巴、百度、腾讯、字节跳动等；

5、飞行控制：大疆、洪都航空、航天军工等；

6、软件开发：微软、腾讯、小米、百度、美团、京东、

第六章 入门书籍

一、《数值计算》

作者Cleve B.Moler 是The 公司的主席和首席科学家。数值计算是关于数值方法、软件和工程计算的教材，着重介绍数学软件的熟练使用及其内在的高效率算法。

主要内容包括：介绍、线性方程组、插值、方程求根、最小二乘法、数值积分、常微分方程、傅里叶分析、随机数、特征值与奇异值、偏微分方程。

《数值计算》配备大量例子源代码及习题，其中涉及密码学、网页分级、大气科学和图像处理等前沿问题，可以帮助读者快速掌握数学函数的正确使用及编程技巧。

二、《工程控制论》

这本书为钱学森所著。作为一门新兴科学，工程控制论主要意义在于研究机械系统与电气系统的控制与操纵。

这本书被后来的科学家们奉为经典。著名航天科技专家孙家栋院士曾回忆，自己在茹科夫斯基军事学院航空系学习时，导师把俄文版的《工程控制论》列为四大必读著作之一！

本文到此结束，希望对大家有所帮助。