Ein Automat ist ein abstraktes, meist diskretes Zustandsmodell, das Eingaben in Ausgaben überführt und dabei einem wohldefinierten Übergangsregelwerk folgt. In der formalen Theorie werden endliche Automaten, Kellerautomaten und Turing‑Maschinen unterschieden, die sich in Speicher- und Berechnungskapazität unterscheiden. Zentral ist die Beschreibung durch einen Zustandsraum, ein Alphabet von Eingabesymbolen und eine Zustandsübergangsfunktion.

In den Ingenieurwissenschaften, einschließlich der Werkstofftechnik, dienen Automaten als präzise mathematische Modelle für regelbasierte oder ereignisgesteuerte Prozesse. Beispiele sind Steuerlogiken in Fertigungsanlagen, Prozessketten in der Wärmebehandlung oder Ablaufsteuerungen in Prüfständen. Hier werden häufig deterministische endliche Automaten eingesetzt, um Prozesszustände (z.B. Aufheizen, Halten, Abkühlen) und zulässige Übergänge zu formalisieren und zu verifizieren.

Verwandt ist der zelluläre Automat, bei dem diskrete Zellen auf einem Gitter ihren Zustand nach lokalen Regeln aktualisieren. Diese Modelle werden in der Materialwissenschaft etwa zur Simulation von Kornwachstum, Phasenumwandlungen oder Rissausbreitung genutzt. Während klassische Automaten eher sequenzielle Abläufe beschreiben, erfassen zelluläre Automaten raumzeitliche Evolutionsprozesse mit vielen Freiheitsgraden.

Für wissenschaftliche Anwendungen sind formale Korrektheit der Zustandsdefinitionen, Vollständigkeit der Übergangsregeln und die Validierung der Modellannahmen gegenüber Experiment und Kontinuumsmodellen entscheidend. Automatenmodelle ermöglichen damit reproduzierbare, algorithmisch klar definierte Beschreibungen komplexer mikro‑ und makroskopischer Vorgänge.