十二五期間我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化面臨的十個(gè)挑戰(zhàn)

儀器儀表智能化。今后，傳統(tǒng)儀器儀表將仍朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保、長(zhǎng)壽命的“六高一長(zhǎng)”方向發(fā)展。新型儀器儀表與元器件將朝著小（微）型化、集成化、成套化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化、綜合自動(dòng)化、光機(jī)電一體化、服務(wù)專(zhuān)門(mén)化、簡(jiǎn)捷化、家庭化、個(gè)人化、無(wú)維護(hù)化以及組裝生產(chǎn)自動(dòng)化、無(wú)塵化、專(zhuān)業(yè)化、規(guī)模化的“二十化”方向發(fā)展。

控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。目前，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從***初的CCS（計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)），到第二代的DCS（分散控制系統(tǒng)），發(fā)展到現(xiàn)在的FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)）。21世紀(jì)的控制系統(tǒng)將是控制與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)（即NCS）的研究已成為當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域的前沿課題。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)控制系統(tǒng)的結(jié)合將極大地提高控制系統(tǒng)的水平，改變現(xiàn)有控制系統(tǒng)相對(duì)封閉的企業(yè)信息管理結(jié)構(gòu)。將現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、以太網(wǎng)、嵌入式技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)融合到控制網(wǎng)絡(luò)中，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，又增強(qiáng)了系統(tǒng)的開(kāi)放性和互操作性，從而有助于企業(yè)加快新品開(kāi)發(fā)、降低生產(chǎn)成本、完善信息服務(wù)。

工業(yè)通信無(wú)線(xiàn)化。無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域的趨勢(shì)是毋庸置疑的，特別是在有線(xiàn)無(wú)法使用的場(chǎng)合，無(wú)線(xiàn)技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。目前各供應(yīng)商正在提供一系列軟硬件技術(shù)，協(xié)助在產(chǎn)品中增加通信功能。然而，在增加無(wú)線(xiàn)連網(wǎng)功能時(shí)，芯片及相關(guān)軟件的選擇***挑戰(zhàn)性。同時(shí)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)的可靠性、實(shí)時(shí)性、兼容性等性能還有待加強(qiáng)。

物聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化。從“管理、控制、智能”的角度來(lái)看，工業(yè)自動(dòng)化包含采集、傳輸、計(jì)算等環(huán)節(jié)，而物聯(lián)網(wǎng)是全面感知、可靠傳遞、智慧處理，兩者一脈相承。從物聯(lián)網(wǎng)需要的產(chǎn)業(yè)鏈角度看，物聯(lián)網(wǎng)所需要的自動(dòng)控制、信息傳感、射頻識(shí)別等屬于其上游技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，而下游則是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用問(wèn)題。有專(zhuān)家認(rèn)為，“傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域其實(shí)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分。”工控廠(chǎng)商應(yīng)成為物聯(lián)網(wǎng)真正落地的推手。

云計(jì)算與自動(dòng)化。云計(jì)算是一種依托Internet的超級(jí)計(jì)算模型，將巨大的資源聯(lián)系在一起，為用戶(hù)提供各種IT服務(wù)。云計(jì)算模式將帶來(lái)自動(dòng)化軟件行業(yè)的巨大變革，包括：自動(dòng)化系統(tǒng)的架構(gòu)將更加靈活，分布式架構(gòu)將擴(kuò)展到更大范圍；海量信息的分析與處理將成為自動(dòng)化軟件的常規(guī)功能；將徹底改變工程開(kāi)發(fā)模式；轉(zhuǎn)變軟件供應(yīng)商的服務(wù)模式，降低維護(hù)成本；降低自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)硬件的要求，提升軟件的行業(yè)地位；新技術(shù)與新產(chǎn)品理念將成為競(jìng)爭(zhēng)的核心。

安全生產(chǎn)自動(dòng)化。如何高效利用自動(dòng)化與信息化技術(shù)，提高安全生產(chǎn)水平已成為工業(yè)生產(chǎn)的重要課題。如今許多自動(dòng)化供應(yīng)商已不僅提供一種或幾種安全產(chǎn)品，而更多的提供安全解決方案，提高用戶(hù)設(shè)備的安全性。在不影響生產(chǎn)過(guò)程的情況下提高安全保障，將安全功能嵌入到用戶(hù)的設(shè)備中，是新的挑戰(zhàn)。此外，在我國(guó)，功能安全還只是概念，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電氣儀表產(chǎn)品獲得功能安全認(rèn)證的還比較少。將安全自動(dòng)化結(jié)合到具體的各行各業(yè)，是落實(shí)“科技興安”戰(zhàn)略的重要方面。

通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)漸近化。協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化意味著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的控制系統(tǒng)具有更好的開(kāi)放性、互操作性。在控制網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的DCS自成體系；FCS盡管已經(jīng)達(dá)成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)種類(lèi)仍有10多種；工業(yè)基礎(chǔ)以太網(wǎng)也出現(xiàn)了多個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)展，開(kāi)放、透明的通訊協(xié)議是必然要求。如今，工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)入控制領(lǐng)域，形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步融合必然是發(fā)展方向。因此，通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)漸近化將是一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程。

工控軟件的新發(fā)展。在工控領(lǐng)域，硬件軟件化是一種趨勢(shì)。如德國(guó)三S軟件公司推出CoDeSysV3.4軟件，即是一種嵌入式系統(tǒng)軟PLC，倡導(dǎo)以“可復(fù)用”為宗旨的“開(kāi)放式、可重構(gòu)的自動(dòng)化”理念。

“低碳經(jīng)濟(jì)”自動(dòng)化。21世紀(jì)，流程工業(yè)仍是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。以高新技術(shù)創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)這些行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，是裝備制造業(yè)必須邁出的步伐。而低碳經(jīng)濟(jì)中的電機(jī)節(jié)能、過(guò)程優(yōu)化、變廢為寶、余熱利用等方面，無(wú)不與自動(dòng)化技術(shù)密切相關(guān)。

模擬仿真普適化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將我們帶入普適計(jì)算時(shí)代。而融合了普適計(jì)算技術(shù)的“普適化仿真技術(shù)”實(shí)現(xiàn)了信息空間與物理空間的結(jié)合，將推動(dòng)現(xiàn)代建模仿真研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。