自动化是利用机器、控制系统和软件执行任务或运行流程，以减少人的直接干预。它既涵盖制造、温度调节等物理操作，也包括文档流转、交易执行等信息处理活动。自动化可以处理单项操作，也可以协调完整的生产或服务工作流程。它并不一定排除人的参与：人们通常仍需确定目标、配置系统、维护设备并处理异常情况。国际自动化学会强调，自动化所涉及的技术用于监测和控制产品与服务的生产及交付。(isa.org)
历史发展
自动化的重要先驱技术出现于工业革命期间。詹姆斯·瓦特于1788年制造的一台蒸汽机配备了离心调速器，展示了通过机械装置实现自动调节的方式。1801年，约瑟夫·玛丽·雅卡尔展示了一种由穿孔卡片控制织造图案的织机。这种织机将指令与执行指令的机械装置分离：只需更换卡片就能改变图案，而不必重新改造机械结构。它仍由人力驱动，说明自动控制与机械动力是两种不同的特征。(collection.sciencemuseumgroup.org.uk)
后来的系统借助电子计算和可编程设备，拓展了自动控制的应用。现代工业设施使用数字控制器执行操作序列、调节过程，并与上层监控系统通信。在办公和服务领域，计算机使信息处理的自动化成为可能，而软件工作流程则协调跨应用程序的操作。这些发展使自动化不再局限于实体机械的运动。(nvlpubs.nist.gov)
工作原理
自动化的一项核心基础是控制理论，它研究如何引导系统达到预期的行为。在典型的控制回路中，传感器测量过程状态，控制器计算应采取的动作，执行器则对过程施加改变。反馈将系统实际行为的信息传回控制器。测量对象可以是温度、速度、位置或其他运行变量。控制器使用算法确定适当的响应。(cds.caltech.edu)
开环系统在运行时，不利用受控输出的反馈来纠正自身的操作。闭环系统则测量该输出，并据此调整动作。例如，恒温供暖利用测得的温度调节供热，使温度维持在期望值附近。反馈可以增强系统抵御扰动和不确定性的能力，但设计不当的反馈也可能导致不稳定，或使测量噪声影响系统行为。(cds.caltech.edu)
自动化还包括离散的顺序控制，而不只是连续调节。可编程逻辑控制器（PLC）能够执行用于机械设备的逻辑、定时、计数及输入输出指令。在较大的设施中，现场控制器可以作为分布式控制系统的一部分运行，也可以与监控与数据采集系统通信。现场控制与上层监控承担着不同但互补的功能。(nvlpubs.nist.gov)
工业与软件应用
工业自动化将测量、控制、通信和机械设备结合起来，应用于制造、公用事业、交通运输和建筑等领域。机器人学是其中的一个组成部分，尤其适用于设备需要操纵物体或执行物理操作的场合。不过，许多自动化设施并不是机器人：过程控制器和楼宇管理系统无需关节式机械臂，也能自动运行。其应用包括化工生产、污水处理、环境控制和能源管理。(isa.org)
软件自动化对数字信息执行操作。业务流程管理协调涉及人员和应用程序的工作流程，而机器人流程自动化则使用软件机器人执行数据录入、文件移动或与应用程序界面交互等重复性任务。尽管名称中包含“机器人”，机器人流程自动化并不需要实体机器人。软件机器人可以在无人值守的情况下运行，也可以在人执行某项活动时提供协助；其操作范围通常由可执行指令和所具备的应用程序访问权限决定。(ibm.com)
自动化本身并不要求使用人工智能。基于规则的工作流程和传统控制器无需从数据中学习，也能运行。人工智能辅助的自动化增加了预测、分类和文档解读等能力。机器学习、计算机视觉和自然语言处理可以帮助系统处理固定规则较难应对的信息。这些能力通常与传统的工作流程和执行机制结合使用，而不是取代它们。(ibm.com)
经济与组织影响
自动化可以通过减少特定任务所需的时间或资源，以及提高一致性，来提升生产率。它对劳动力市场的影响取决于工作的组织方式。替代某项任务可能减少对执行该任务的劳动者的需求，而生产成本下降则可能扩大对产出及互补性工作的需求。安装、监测、维护和流程改进也可能创造新任务，或改变现有任务。因此，仅凭技术能力无法确定自动化对就业的净影响。(oecd.org)
一种职业通常包含多项任务，而这些任务适合自动化的程度并不相同。因此，经济合作与发展组织（OECD）的研究区分了特定技能和活动的可自动化程度，以及整个岗位的消失。即使某种职业仍然存在，其工作也可能被重新组织，从而改变常规执行、判断、人际互动和技术监督之间的比重。自动化影响程度的估计描述的是技术可能产生的影响，并非对失业的确定性预测。(oecd.org)
可靠性、安全与网络安全
与物理环境交互的自动化通常被归为运营技术。这类系统在性能、可靠性和安全方面的要求，可能不同于普通办公计算系统。故障所影响的可能是设备、物理过程或服务可用性，而不只是数字信息。因此，系统设计不仅涉及任务执行，还涵盖控制行为、运行约束、维护和恢复。(nist.gov)
联网会带来网络安全问题，因为未经授权的访问或被篡改的指令可能干扰监测和控制。安全措施必须考虑运行要求：适用于常规信息系统的防护措施，如果未经适配就直接应用，可能扰乱工业系统的运行。因此，人仍承担着重要责任，包括系统配置、监督、异常行为调查，以及控制逻辑变更的管理。(nccoe.nist.gov)