胡錦濤同志在中國共產黨第十六次代表大會報告中指出:”實現(xiàn)工業(yè)化仍然是我國現(xiàn)代化進程中艱巨的歷史性任務。信息化是我國加快實觀工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇。堅持以信息化帶動工業(yè)化, 以工業(yè)化促進信息化,走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子?!眹鴦赵嚎偫頊丶覍氃谑畬萌珖舜笕螘h上作政府工作報告中也指出:”在分析我國經濟社會發(fā)展中存在的問題和困難。國務院總理溫家寶特別指出:”經濟社會發(fā)展中的一些長期性問題和深層次矛盾依然存在。主要是:就業(yè)壓力巨大;經濟結構不合理,產業(yè)技術水平低,……”這充分表明國家領導人十分關切企業(yè)技術水平提高的重大問題。
在21世紀前50年,中國的經濟現(xiàn)代化將面臨三大機遇:
(1)經濟信息化和全球化帶來的新機遇,
(2)綠色經濟和生物經濟帶來的新機遇,
(3)體驗經濟和文化經濟帶來的新機遇。
因此,中國企業(yè)的的發(fā)展也必然會與這三大機遇聯(lián)系起來。
前言
趁這次“05’中國自動化產業(yè)高峰會議暨中國企業(yè)自動化和信息化建設論壇”的機會,,向大家概略地介紹一下,當前我國企業(yè)自動化化與信息化所面臨著的若干熱點問題。供各位在發(fā)展與建設中參考。在介紹這個問題之前, 首先,我要向大家概略地介紹一下國家發(fā)展和改革委員會、科學技術部、商務部聯(lián)合編制的”2004年度《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南》”(下面簡稱指南)里面涉及工業(yè)自動化與信息化與方面的內容.因為,這是國家當前所關心的問題,作為企業(yè)管理層的領導,首先就是掌握國家發(fā)展的需求。如果大家希望了解詳細的內容,可以進一步閱讀該指南的全文.。中國自動化學會的多位常務理事和理事作為工業(yè)自動化產業(yè)化專項的評委或申報者參與了國家此項工作。
一,當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南概述
為了進一步明確當前高技術產業(yè)化的重點領域和方向,引導社會資源投向,提高有限資源的利用率,有重點地培育新的經濟增長點,促進我國國民經濟和社會全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展,國家發(fā)展和改革委員會、科學技術部、商務部聯(lián)合編制了《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南(2004年度)》(以下簡稱”指南”)。
1999年度、2001年度”指南”發(fā)布后,在社會上引起了較大反響,一方面,國家以突破產業(yè)技術瓶頸、形成產業(yè)鏈和高技術產業(yè)體系為目標,啟動實施了移動通訊、數(shù)字電視、軟件、集成電路、下一代互聯(lián)網、生物與新醫(yī)藥等幾個市場在千億元的高技術工程,組織安排了新型元器件、工業(yè)自動化、新材料、網絡、現(xiàn)代中藥、衛(wèi)星導航應用、現(xiàn)代農業(yè)、西部高技術等一批對產業(yè)結構調整具有重要支撐作用的重大高技術產業(yè)化專項;另一方面,全國各地結合當?shù)貙嶋H情況,也啟動了一系列具有發(fā)展?jié)摿Φ母呒夹g產業(yè)化專項,積極扶持新的經濟增長點,帶動了區(qū)域經濟的發(fā)展。為引導全社會開展高技術產業(yè)化工作,提高”指南”的時效性,根據(jù)國內外科學技術發(fā)展趨勢、我國高技術產業(yè)化發(fā)展的狀況、國內外產業(yè)和市場狀況, 國家發(fā)改委(發(fā)展計劃委)曾先后三次—2000年兩次,2003年一次---組織專家進行了”工業(yè)自動化”產業(yè)化專項的評審,目的是為了支持具有自主知識產權技術與產品的我國民族”工業(yè)自動化”企業(yè)的發(fā)展,并占領國內相關領域的市場。在評審過程中,中國自動化學會的許多專家都積極地參與了這項活動,或當評委、或當申報者。
2000年,為改變我國流程工業(yè)自動化產品和技術長期依賴進口的狀況,國家發(fā)展計劃委員會在專家的建議下,開始實施工業(yè)過程自動化高技術產業(yè)化專項。
專項以”建立我國具有研究、開發(fā)實力的工業(yè)過程自動化企業(yè)群體,培育一批工業(yè)過程自動化龍頭企業(yè),樹立國產工業(yè)過程自動化成套系統(tǒng)的形象,提高我國工業(yè)過程自動化參與國內外市場的競爭能力”為總體目標,擴大工業(yè)過程自動化的應用范圍,前后2年內,國家投資3億元,吸引社會投資37億元,擇優(yōu)支持了3批34個項目。
2002年,發(fā)改委又委托中國工程院對專項實施情況進行了全面調查與評估,評估認為,工業(yè)過程自動化專項的實施,促使了一批極具發(fā)展?jié)摿Φ淖詣踊髽I(yè),如北京和利時、浙大中控、浙大中自、東大中自 、南京南瑞、北京冶金自動化院、北京康拓及中國科學院自動化所與沈陽自動化所等企業(yè)與院所,迅速地提升科技成果的轉化能力。使我國大型綜合自動化系統(tǒng)、先進控制與優(yōu)化技術、大型成套專用控制裝置、智能變送器和執(zhí)行機構等一批工業(yè)自動化技術與裝備初步具備了參與國際市場競爭的能力。
為此,發(fā)改委又再次組織了有關部門、地方和專家,本著”指南”應適合我國經濟、社會發(fā)展的基本國情,滿足國民經濟和社會發(fā)展急需,對經濟發(fā)展和產業(yè)結構優(yōu)化升級有重大推動作用;符合當前國家重點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術目錄的要求;具有較大的市場前景,有較好的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益,符合可持續(xù)發(fā)展的要求;有限目標,突出重點,經過努力近期可以在有關產業(yè)領域中實施產業(yè)化等原則,對2001年度”指南”進行了較大規(guī)模的修訂,從而, 形成了2004年度”指南”。
根據(jù)有關部門、地方和專家的意見, 2004年度”指南”提出了當前應優(yōu)先發(fā)展的信息、生物及醫(yī)藥、新材料、先進制造、先進能源、環(huán)保和資源綜合利用、航空航天、農業(yè)、現(xiàn)代交通及其他共十個方面的134項高技術產業(yè)化重點領域,其中信息25項,生物及醫(yī)藥17項,新材料22項,先進制造11項,先進能源14項,環(huán)保和資源綜合利用11項,航空航天6項,農業(yè)12項,現(xiàn)代交通8項,其他領域8項。與2001年版”指南”相比,新增了30項重點領域,刪除了37項重點領域,調整了75項技術變化了的領域,對29項內容作了簡要文字修改。
國家發(fā)展和改革委員會、科學技術部、商務部將根據(jù)2004年度”指南”,分別制定近期促進高技術研究開發(fā)、產業(yè)化和進出口等項工作的政策措施。同時,將根據(jù)國民經濟和社會發(fā)展的情況、產業(yè)技術的發(fā)展狀況以及國內外市場變化,繼續(xù)適時地對”指南”進行調整和修訂。
2004年”指南”的產業(yè)化重點在以下幾個方面:
(一)信息;
(二)生物及醫(yī)藥;
(三)新材料;
(四)先進制造;
(五)先進儀器;
(六)環(huán)保和資源綜合利用;
(七)航空航天;
(八)農業(yè);
(九)現(xiàn)代交通;
(十)其他:127、民用非動力技術;128、墻體材料及建筑制品; 129、新型建筑體系; 130、綠色建筑技術; 131、復合超細短纖維及產品;132、重要產業(yè)用紡織品; 133、新型紡織材料及印染后整理技術; 134、聚酯及纖維加工設備等等。
二, 信息和先進制造方面的內容
在第一條信息條款里,首要發(fā)展的是:
⑴網絡設備:主要是網絡交換設備、網絡管理設備、網間互通設備、網絡終端設備和以衛(wèi)星技術為基礎的網絡通信設備等。
⑵傳輸設備:近期重點是10GBit/S、40GBit/S設備和DWDM設備、大容量數(shù)字交叉連接設備、光分插復用和光交換設備。
⑶入網系統(tǒng)設備:窄帶、寬帶、有線和無線接入等多種技術及系統(tǒng)設備--XDSL接入、混合光纖—同軸電纜接入,千兆以太網(EPON)、光纖用戶接入和固定無線接入等多種寬帶接入技術。
⑷字移動通信產品:第三代移動通信系統(tǒng)設備、終端產品、專用芯片及應用軟件。移動通信專用集成電路及軟件,數(shù)字集群通信產品,移動通信設備關鍵配套件及測試儀器。
⑸星通信;⑹字音視頻產品;⑺算機;⑻算機外部設備;⑼于LINUX的操作系統(tǒng);⑽入式軟件系統(tǒng);⑾絡支撐平臺和中間件;⑿文信息處理;⒀子商務;⒁子政務;⒂用軟件;⒃息安全產品與系統(tǒng);⒄成電路;⒅子材料;⒆子專用設備、儀器和工模具;⒇型顯示器件;(21)型無器件;(22)汽車電子產品;(23)信息增值報務;(24)民用雷達;(25)空中管制;
第四條款先進制造里重點是:
65,工業(yè)自動化;近期產業(yè)化重點是—大型復雜生產過程和連續(xù)生產過程所需要的綜合自動化系統(tǒng);公用工程大型裝備專用智能化控制裝置;大型傳動裝置用高效、節(jié)能調速系統(tǒng);數(shù)字化、智能化傳感器等。
66,現(xiàn)代科學儀器;
67,網絡化制造;近期重點-企業(yè)資源信息網及相應的企業(yè)核心信息、產品。圖形和技術、支持網絡化制造的WEB運行平臺等;
68,全開放分布式控制系統(tǒng)及智能儀表:近期重點是—適應于多種現(xiàn)場總線標準和工業(yè)以太網并能利用Internet的綜合自動化控制系統(tǒng),及其應用現(xiàn)場總線技術的檢測與控制儀表,適用于現(xiàn)場總線集成的各種軟件及硬件產品 ,智能化工業(yè)控制部件和執(zhí)行機構;
69,新型傳感器;
70,精密高效加工和成形設備;71,激光加工技術及設備;72,數(shù)字化制造設備;73,工業(yè)機器人;74,電力半導體器件及變頻整流裝置;75,汽車關鍵另部件;
三,幾項熱點
根據(jù)對于2004年度”指南”里面涉及信息化與自動化方面的內容。我從中選擇了四項里面的有關內容,給大家做一下概略地介紹。分別是:⑴工業(yè)自動化、第65項⑵嵌入式軟件系統(tǒng)、第10項⑶工業(yè)以太網、第68項⑷網絡化制造。第67項
⑴工業(yè)自動化
工業(yè)自動化是綜合運用系統(tǒng)科學、認知科學、信息科學、控制科學與工程的理論,形成相應的自動化硬件、軟件及系統(tǒng),對過程實施檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理和決策,實現(xiàn)增加產量、提高質量、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染、確保安全的高技術。近期產業(yè)化的重點是:
1.大型復雜生產過程和連續(xù)生產過程所需綜合自動化系統(tǒng)
2.DCS、PLC與工業(yè)控制機
3.大型傳動裝置用高效、節(jié)能調速系統(tǒng)
4.數(shù)字化、智能化傳感器等
5.公用工程大型裝備專用智能化控制裝置
專家認為:目前我國工業(yè)控制自動化技術、產業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展,我國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經形成。工業(yè)控制自動化技術正在向智能化、網絡化和集成化方向發(fā)展。主要表現(xiàn)在:
A、以工業(yè)PC為基礎的低成本工業(yè)控制自動化將成為主流
B、PLC向微型化、網絡化、PC化和開放性方向發(fā)展
C、DCS系統(tǒng)正面向測控管一體化設計
D、控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線(FCS)方向發(fā)展
E、儀器儀表技術在向數(shù)字化、智能化、網絡化、微型化方向發(fā)展
F、數(shù)控技術向智能化、開放性、網絡化、信息化發(fā)展
G、工業(yè)控制網絡將向有線和無線相結合的方向發(fā)展
H、工業(yè)控制軟件不斷向先進控制方向發(fā)展
國家將繼續(xù)通過實施一系列工業(yè)過程自動化高技術產業(yè)化專項,用信息化帶動工業(yè)化,推動工業(yè)自動化技術的進一步發(fā)展,加強技術創(chuàng)新,實現(xiàn)產業(yè)化,解決國民經濟發(fā)展面臨的深層問題,進一步提高國民經濟整體素質和綜合國力。
目前,工業(yè)控制自動化技術正在向智能化、網絡化和集成化方向發(fā)展。工業(yè)控制自動化主要包含三個層次,從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化,其核心是基礎自動化和過程自動化。
傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng),基礎自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷,過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成。
20世紀90年代以來,由于PC-based的工業(yè)計算機(簡稱工業(yè)PC)的發(fā)展,以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網絡組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及,成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。
下面,分別介紹一下DCS、PLC與工業(yè)控制機的發(fā)展。
(1.1)DCS系統(tǒng)的新發(fā)展
集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)問世于1975年,生產廠家主要集中在美、日、德等國。我國從70年代中后期起,首先由大型進口設備成套中引入國外的DCS。當時,我國主要行業(yè)(如電力、石化、建材和冶金等)的DCS基本全部是進口設備。80年代初期在引進、消化和吸收的同時,我國開始了研制國產化DCS的技術攻關。
九五”以來,我國DCS系統(tǒng)研發(fā)和生產發(fā)展很快,崛起了一批優(yōu)秀企業(yè),如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天測控公司、電科院以及北京康拓集團等。這批企業(yè)研制生產的DCS系統(tǒng),不僅品種數(shù)量大幅度增加,而且產品技術水平已經達到或接近國際先進水平。但是在市場占有率方面,仍舊以境外產品這主。今后5年內DCS作為自動化系統(tǒng)與儀表行業(yè)主要產品的地位仍然不會動搖。受信息技術(網絡通信技術、計算機硬件技術、嵌入式系統(tǒng)技術、現(xiàn)場總線技術、各種組態(tài)軟件技術、數(shù)據(jù)庫技術等)發(fā)展的影響,以及用戶對先進的控制功能與管理功能需求的增加,各DCS廠商(以Honeywell、Emerson、Foxboro、橫河、ABB為代表)紛紛提升DCS系統(tǒng)的技術水平,并不斷地豐富其內容。
可以說,以Honeywell 公司最新推出的Experion PKS(過程知識系統(tǒng))、西門子公司的T.I.A、Emerson 公司的PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro公司的A2、橫河公司的R3(PRM-工廠資源管理系統(tǒng))和ABB公司的 Industrial IT800xa 系統(tǒng)為標志的新一代DCS (第四代)已經形成。
如果我們把當年Foxboro公司的I/A Series看作第三代DCS 系統(tǒng)里程碑的話,那么以上幾家的最新DCS可以劃為第四代。第四代DCS 的最主要標志是兩個”I”開頭的單詞:Information (信息)和Integration(集成)。
第四代DCS的體系結構主要分為四層結構:現(xiàn)場儀表層、控制裝置單元層、工廠(車間)層和企業(yè)管理層。一般DCS廠商主要提供除企業(yè)管理層之外的三層功能,而企業(yè)管理層則通過提供開放的數(shù)據(jù)庫接口,連接第三方的管理軟件平臺(ERP、CRM、SCM等)。所以說,當今DCS主要提供工廠(車間)級的所有控制和管理功能,并集成全企業(yè)的信息管理功能。
DCS充分體現(xiàn)信息化和集成化,信息和集成基本描述了當今DCS系統(tǒng)正在發(fā)生的變化。用戶已經可以采集整個工廠車間和過程的信息數(shù)據(jù),但用戶希望這些大量的數(shù)據(jù)能以合適的方式體現(xiàn),并幫助決策過程,讓用戶以他明白的方式,在方便的地方得到需要的數(shù)據(jù)。
總之,DCS如何解決現(xiàn)場接線繁雜、DCS控制站控制比較集中、FCS與DCS控制站的相互關系、智能控制、先進控制與優(yōu)化如何在DCS、FCS中實現(xiàn)等問題,都有待在技術創(chuàng)新和實踐中逐步統(tǒng)籌解決。目前,小型化、多樣化、PC化和開放性是未來DCS發(fā)展的主要方向。
(1.2) PLC的最新發(fā)展趨勢
PLC技術發(fā)展的最終趨勢仍然是人們爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為,PLC將會繼續(xù)失去市場份額;更有甚者認為,在工業(yè)PC面前,PLC將會一步一步走向死亡;但也有一部分人相信,一些特殊工業(yè)應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。
一方面PLC要繼續(xù)適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面,PLC還必須依靠相關的新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊,尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術的采用、系統(tǒng)開放性和價格。
主要發(fā)展的方向是:
1.圍繞著”開放性”問題,PLC供應商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件,而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外,開放式通信網絡技術也得到了突破,其結果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。PLC技術將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉移,尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。
2.Ethernet的擴展與進一步容納Web技術。當前,在所有過程控制領域,最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展。PLC也不例外,現(xiàn)在,越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口部件。幾年前,有一些PLC系統(tǒng)已經內藏了Web服務器,這無疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點。其他類型的控制設備也正在準備進一步集成Web服務器。
3.盡管傳統(tǒng)PLC被應用于離散過程控制領域,但現(xiàn)在,PLC已被廣泛應用于連續(xù)過程控制領域,而且基于連續(xù)過程控制技術的發(fā)展趨勢正在進一步得到增長。通信是PLC應用的關鍵技術,這種技術在PLC領域已經得到擴展。同系統(tǒng)一樣,對PLC進行分散化處理已經成為可能,所以更容易進行管理,以便能夠更好地集成在一起。
4.更加重視冗余特性:在工業(yè)過程控制領域,每年對具有更高可靠性系統(tǒng)產品的需求都在逐年增加,其中絕大多數(shù)是受經濟利益的驅動所產生的。工廠停機損失所帶來的代價是極其昂貴的,而且所造成的生產成本也會隨之增加。一些國際知名的公司都在提高產品的冗余特性上下功夫。
5.運動控制:PLC在運動控制領域的應用也已經有很長一段時間了,而且還繼續(xù)保持了很好的增長趨勢。結合機械和運動控制方面的內容, 有的產品具備運動控制性能,內藏OPC服務器驅動程序、電子郵件和文件傳輸器,以及為DeviceNet或者Profibus提供的通信接口,另外還提供了標準Internet和Intranet訪問工具。
6.軟件工具:軟件工具繼續(xù)成為PLC用戶最感興趣的內容之一。對于PLC硬件,工業(yè)用戶只需要關心其性能和價格方面的內容即可。當前,越來越多的PLC用戶希望能夠尋找到更多的軟件工具和集成工具,以便能夠進一步提高PLC硬件的性能。工業(yè)用戶所有工作的目的在于實現(xiàn)系統(tǒng)集成,所以他們正在努力實現(xiàn)將運動軟件包、PLC、操作員界面甚至Internet結合在一起。同時,工業(yè)用戶還希望開放控制能夠完成邏輯控制,也能夠運行Java腳本程序。然而,問題在于工業(yè)用戶通常是通過購買PLC硬件產品的方式來免費獲得軟件工具的。如果工業(yè)用戶打算支付軟件費用,他們希望花同樣的費用能夠購買到與市場上質量相同的PC軟件。軟件供應商也正在努力開發(fā),并希望能夠為工業(yè)用戶提供更多軟件工具的選擇機會。
7.硬件與軟件:通過短短幾年的努力,人們不斷看到有許多新的軟邏輯控制軟件產品被推出。許多獨立軟件供應商已經開始出售這種軟件產品,傳統(tǒng)PLC供應商在他們的產品目錄中也已經開始逐漸增加基于工業(yè)PC的控制產品。另外,PLC開發(fā)費用中,軟件開發(fā)費用所占的百分數(shù)正得到穩(wěn)定的增長。隨著硬件和操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展,操作系統(tǒng)所提供的標準商業(yè)化功能特性可能會進一步促使PLC變成一種更加不同的控制設備。
8.適合PLC應用的新模件:繼續(xù)開發(fā)各種類型的插入式部件及其附件 ,用戶可獲得更好的選擇方案。
面對激烈市場競爭所帶來的局面,PLC企業(yè)緊緊把握市場運行的脈搏,充分結合自身的特點,面向世界經濟的大潮,不斷融入新技術、新方法,推陳出新。同時,隨著PLC供應商的不斷努力,并進一步在e-制造和e-淮腜LC將能夠更加滿足各種工業(yè)自動化控制應用的需要。
(1.3)工業(yè)控制機的新發(fā)展
PLC和工控機目前的技術發(fā)展水平已大大超過其出現(xiàn)時的技術水平,并各自定位在不同的層面。PLC適合低成本自動化項目和作為大型DCS系統(tǒng)的I/O站,工控機則在中規(guī)模小范圍自動化工程中有很好的性能價格比,當然這種定位也不是絕對的。
回顧歷史,中國工控機技術的發(fā)展:經歷了80年代的第一代STD總線工控機,90年代的第二代IPC工控機,現(xiàn)在已經進入到了第三代Compact PCI總線工控機時期,而每個時期大約持續(xù)15年左右的時間。
權威人士預測:
第一,Compact PCI將以每年15%~20%的增長速度取代傳統(tǒng)的IPC工控機;
第二,Compact PCI與嵌入式系統(tǒng)將成為未來工業(yè)控制器的兩大主流技術;
第三,中國將成為Compact PCI全球最大的市場。
作為新一代工控機技術,Compact PCI總線工控機將不可阻擋地占據(jù)生產過程的自動化層,IPC將逐漸由生產過程自動化層向管理信息化層移動,而STD總線工控機必將退出歷史舞臺,這是技術發(fā)展的必然結果。同時,新一代工控機技術也是下一代網絡(NGN)技術設備的基礎。因此,覆蓋Compact PCI總線、PXI總線以及Advanced TCA技術的新一代工控機技術具有巨大的市場潛力和廣闊的應用前景。
作為新一代主流工控機技術,Compact PCI工控機標準于1997年發(fā)布之初就倍受業(yè)界矚目。相對于以往的STD和IPC,它具有開放性、良好的散熱性、高穩(wěn)定性、高可靠性及可熱插拔等特點,非常適合于工業(yè)現(xiàn)場和信息產業(yè)基礎設備的應用,被眾多業(yè)內人士認為是繼STD和IPC之后的第三代工控機的技術標準。采用模塊化的Compact PCI總線工控機技術開發(fā)產品,可以縮短開發(fā)時間、降低設計費用、降低維護費用、提升系統(tǒng)的整體性能。
2004年度科技部科技型中小企業(yè)技術創(chuàng)新基金項目指南中, 概括出了Compact PCI總線工控機的主要特點和重要性。國家”“發(fā)改委”也已經把Compact PCI總線工控機列為主要產業(yè)化項目之一。
2,嵌入式系統(tǒng)
隨著信息技術IT的飛速發(fā)展,特別是互聯(lián)網的迅速普及,數(shù)字化時代已經來臨。嵌入技術就是信息技術發(fā)展過程中派生發(fā)展的一種新技術。所謂嵌入就是將計算機的硬件或軟件嵌入其他機電設備中去,構成了一種新的系統(tǒng),即嵌入式式系統(tǒng)。嵌入式軟件是數(shù)字化產品的核心,而嵌入式操作系統(tǒng)又是嵌入式軟件的基礎和龍頭。
未來嵌入式智能平臺市場的增長,將遠遠高于通用PC市場,嵌入式產業(yè)將成為二十一世紀發(fā)展最快的IT產業(yè)。
伴隨著21世紀的曙光,人類迎來了一個充滿希望的新時代。而作為二十世紀人類社會最偉大的發(fā)明之一,計算機也邁入了其另一個充滿機遇的階段 —— 后PC時代。不知不覺中,形式多種多樣的數(shù)字化產品已經開始繼PC機之后成為信息處理的一大主要工具,并且正在逐步形成一個充滿商機的巨大產業(yè)。 后PC時代的到來,使得人們開始越來越多地接觸到一些新的概念——“泛在計算”、“嵌入式”技術等等。
美國著名的未來學家尼葛洛龐帝(Negroponte)(美國麻省理工學院教授,中國互聯(lián)網啟蒙者:《數(shù)字化生存》一書的作者 )1999年1月訪華時曾預言,4~5年后“嵌入式”智能(電腦)工具將是PC和因特網之后最偉大的發(fā)明。這個預言正在被國內外雨后春筍般地、大量涌現(xiàn)出許多生產”嵌入式”產品的企業(yè)所證實!在我國也出現(xiàn)了類似的現(xiàn)象,其中,已經成功地在香港上市的深圳研祥公司就是我國這一領域的佼佼者!
(2.1) 嵌入式系統(tǒng)的定義
通俗地講,就是:嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟、硬件可以裁剪,適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應用程序等四個部分組成,用于實現(xiàn)對其他設備的控制、監(jiān)視或管理等功能。按照最一般的定義,嵌入式系統(tǒng)(Embedded Systems)是指用于實時控制、監(jiān)視、管理或輔助其他設備/設施運行的設備,可以是專用或多用途(但一般具有可編程的特性)的設備,可以是硬件或軟件,嵌入式系統(tǒng)的”嵌入”特性意味著這些系統(tǒng)本身與其所控制和管理的系統(tǒng)是融為一體的,是其中的一個有機組成部分,是各種控制系統(tǒng)的基本構造單元。硬件形式的嵌入系統(tǒng)多為專用的或可編程控制的芯片,是最主要的嵌入式系統(tǒng),而軟件形式的嵌入式系統(tǒng)則主要是各種專門用途的控制軟件系統(tǒng),一種典型的嵌入式系統(tǒng)的結構方式,通常包括項目管理工具、分析工具、開發(fā)工具和第三方提供的工具。嵌入式系統(tǒng)在有的應用情況下是顯式存在的,即用戶可明顯感覺到該系統(tǒng)的存在(如計算機系統(tǒng)中的控制部件),但更多的情況下用戶在實際使用過程中很難察覺到其存在性,即使是有經驗的技術人員也需要經過充分的比較才能確定在某一特定過程中是否有嵌入式系統(tǒng)的參與。
按照歷史性、本質性、普遍性要求,嵌入式系統(tǒng)應定義為:“嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)”?!扒度胄浴?、“專用性”與“計算機系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素。對象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。由于嵌入式計算機系統(tǒng)要嵌入到對象體系中,實現(xiàn)的是對象的智能化控制,因此,它有著與通用計算機系統(tǒng)完全不同的技術要求與技術發(fā)展方向。
(2.2) 嵌入式系統(tǒng)的特性
嵌入式計算機系統(tǒng)同通用型計算機系統(tǒng)相比具有以下特點:
1) 嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應用的 嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設計的系統(tǒng)中,它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點,能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務集成在芯片內部,從而有利于嵌入式系統(tǒng)設計趨于小型化,移動能力大大增強,跟網絡的耦合也越來越緊密。
2)嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合后的產物。這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。
3)嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設計,量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能,這樣才能在具體應用中對處理器的選擇更具有競爭力。
4)嵌入式系統(tǒng)和具體應用有機地結合在一起,它的升級換代也是和具體產品同步進行,因此嵌入式系統(tǒng)產品一旦進入市場,具有較長的生命周期。
5)為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中,而不是存貯于磁盤等載體中。
6)嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力,即使設計完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進行修改的,必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。
嵌入式技術脫胎于工控技術,而隨著市場的發(fā)展,時至今日嵌入式產品的概念已經遠遠超出了傳統(tǒng)的工控產品的范疇。環(huán)顧四周,我們的衣、食、住、行都將離不開這些自動化、智能化、信息化的電子裝置。。在電子化、信息化的時代,雖然不一定每個人都擁有一臺帶有顯示器和鍵盤的計算機,但至少擁有一個含嵌入式技術的電子裝置。
(2.3) 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1)開放式平臺架構,易于與其他系統(tǒng)整合;
2)體積越來越小,性能要求更穩(wěn)定,成本更低廉;
3)應用趨向多元化,需要小批量、快速客制化的服務;
4)提供精巧的多媒體人機界面
5)聯(lián)網成為必然趨勢
6)功能趨向單一,集成的功能與一般PC不同。
在強調制造企業(yè)信息化的同時,應用嵌入式技術提升制造業(yè)的水平是不爭的事實,日本制造業(yè)以世界數(shù)一數(shù)二的品質和效率而自豪,它所憑借的就是嵌入式技術。
嵌入式系統(tǒng)應用于工業(yè)領域已有較長歷史,近年來,嵌入式軟件在提升制造業(yè)水平方面發(fā)揮著重要作用,一些提供智能儀器儀表、自動化生產線的廠商,近年來取得了良好收益,并已成為利用信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)的典型范例。
嵌入式系統(tǒng)由于面向用戶、面向應用、面向產品,軟硬件量體裁衣,滿足行業(yè)應用個性化的要求,因此嵌入式系統(tǒng)一旦進入各行業(yè)的市場,具有較長的生命周期,所以嵌入式系統(tǒng)在應用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機。可以講,凡是需要嵌入智能處理、計算的應用,都是嵌入式系統(tǒng)的市場。
(2.4) 嵌入式技術與泛在計算
后PC時代的另一個新概念就是:“泛在計算”所謂“泛在計算”(Ubiquitous Computing),也常被稱為普適計算(Pervasive Computing),最早由已故的前Xerox PARC首席科學家Mark Weiser在20世紀80年代后期提出。這一思想自一提出得到廣泛關注,許多相關的研究計劃紛紛啟動,成為國際上一個蓬勃發(fā)展的研究熱點。
目前,“泛在計算”已發(fā)展成為一門正在崛起的新興個人計算技術,它是集移動通信、嵌入式計算機系統(tǒng)(軟件和硬件)、微電子和傳感器等多種關鍵技術于一體,將使通訊服務和基于通訊網絡的各種服務在任何時候、地點都成為可能。它是未來嵌入式系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一,嵌入式技術所創(chuàng)造的“泛在計算”環(huán)境是通過將各種不同的芯片嵌入到人類生產、生活的“任何”一個角落,在無需人為干預的無意識情況下改變人們的生產、生活環(huán)境,使其達到最佳狀態(tài)。 “泛在計算”將會影響二十一世紀幾乎每個工業(yè)的商業(yè)運作模式和我們每個人的生活方式。
3,工業(yè)以太網
所謂工業(yè)以太網,一般來講是指技術上與商用以太網(即IEEE802.3標準)兼容,但在產品設計時,在材質的選用、產品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質安全等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。
隨著互聯(lián)網技術的發(fā)展與普及推廣,Ethernet技術也得到了迅速的發(fā)展,Ethernet傳輸速率的提高和Ethernet交換技術的發(fā)展,給解決Ethernet通信的非確定性問題帶來了希望,并使Ethernet全面應用于工業(yè)控制領域成為可能。
工業(yè)以太網的形成是由于歷史的原因,由于現(xiàn)存的現(xiàn)場總線標準互不兼容,導致了不同公司的產品之間難以實現(xiàn)高速的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴},由此,人們開始轉向開發(fā)一種能結合IT技術的工業(yè)網絡構架,即工業(yè)以太網。工業(yè)以太網是由NTI(New Technology of Information)滲透至工業(yè)自動化領域引起其變革的技術產物,它將簡化自動控制系統(tǒng),并降低系統(tǒng)成本。
由于工業(yè)自動化系統(tǒng)正向分布化、智能化的實時控制方面發(fā)展,其中,通信已成為關鍵,用戶對統(tǒng)一的通信協(xié)議和網絡的要求日益迫切。另一方面,Intranet/Internet等信息技術的飛速發(fā)展,要求企業(yè)從現(xiàn)場控制層到管理層能實現(xiàn)全面的無縫信息集成,并提供一個開放的基礎構架,但目前的現(xiàn)場總線尚不能滿足這些要求。應該說,現(xiàn)場總線的出現(xiàn)確實給工業(yè)自動化帶來一場深層次的革命,但多種現(xiàn)場總線互不兼容,不同公司的控制器之間不能相互實現(xiàn)高速的實時數(shù)據(jù)傳輸,信息網絡存在協(xié)議上的鴻溝導致出現(xiàn)”自動化孤島”等,促使人們開始尋求新的出路,并關注到以太網。
(3.1) 以太網的優(yōu)點
1)具有相當高的數(shù)據(jù)傳輸速率(目前已達到100Mb/s),能提供足夠的帶寬;
2)由于具有相同的通信協(xié)議,Ethernet和TCP/IP很容易集成到IT(信息技術)世界;
3)能在同一總線上運行不同的傳輸協(xié)議,從而能建立企業(yè)的公共網絡平臺或基礎構架;
4)在整個網絡中,運用了交互式和開放的數(shù)據(jù)存取技術;
5)沿用多年,已為眾多的技術人員所熟悉,市場上能提供廣泛的設置、維護和診斷工具,成為事實上的統(tǒng)一標準;
6)允許使用不同的物理介質和構成不同的拓撲結構。
(3.2) 以太網的特性
目前,工業(yè)以太網技術的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1)通信確定性與實時性: 工業(yè)控制網絡不同于普通數(shù)據(jù)網絡的最大特點在于它必須滿足控制作用對實時性的要求,由于Ethernet采用CSMA/CD碰撞檢測方式,網絡負荷較大時,網絡傳輸?shù)牟淮_定性不能滿足工業(yè)控制的實時要求,因此傳統(tǒng)以太網技術難以滿足控制系統(tǒng)要求準確定時通信的實時性要求,它一直被視為非確定性的網絡。然而,快速以太網與交換式以太網技術的發(fā)展,給解決以太網的非確定性問題帶來了新的契機,使這一應用成為可能。
2)穩(wěn)定性與可靠性:Ethernet進入工業(yè)控制領域的另一個主要問題是,它所用的接插件、集線器、交換機和電纜等均是為商用領域設計的,而未針對較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境來設計(如冗余直流電源輸入、高溫、低溫、防塵等),故商用網絡產品不能應用在有較高可靠性要求的惡劣工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中。隨著網絡技術的發(fā)展,上述問題正在迅速得到解決。為了解決在不間斷的工業(yè)應用領域,在極端條件下網絡也能穩(wěn)定工作的問題, 一些公司特別設計了用于連接工業(yè)應用中具有以太網絡接口的工業(yè)設備。剛剛發(fā)布的IEEE802.3af標準中,對Ethernet的總線供電規(guī)范也進行了定義。此外,在實際應用中,主干網可采用光纖傳輸,現(xiàn)場設備的連接則可采用屏蔽雙絞線,對于重要的網段還可采用冗余網絡技術,以此提高網絡的抗干擾能力和可靠性。
(3.3) 工業(yè)以太網協(xié)議
由于工業(yè)自動化網絡控制系統(tǒng)不單單是一個完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng),而且還是一個借助網絡完成控制功能的自控系統(tǒng)。它除了完成數(shù)據(jù)傳輸之外,往往還需要依靠所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和指令,執(zhí)行某些控制計算與操作功能,由多個網絡節(jié)點協(xié)調完成自控任務。因而它需要在應用、用戶等高層協(xié)議與規(guī)范上滿足開放系統(tǒng)的要求,滿足互操作條件。對應于ISO/OSI七層通信模型,以太網技術規(guī)范只映射為其中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層;而在其之上的網絡層和傳輸層協(xié)議,目前以TCP/IP協(xié)議為主(已成為以太網之上傳輸層和網絡層“事實上的”標準)。而對較高的層次如會話層、表示層、應用層等沒有作技術規(guī)定。目前商用計算機設備之間是通過FTP(文件傳送協(xié)議)、Telnet(遠程登錄協(xié)議)、SMTP(簡單郵件傳送協(xié)議)、HTTP(WWW協(xié)議)、SNMP(簡單網絡管理協(xié)議)等應用層協(xié)議進行信息透明訪問的,它們如今在互聯(lián)網上發(fā)揮了非常重要的作用。但這些協(xié)議所定義的數(shù)據(jù)結構等特性不適合應用于工業(yè)過程控制領域現(xiàn)場設備之間的實時通信。
為滿足工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)的應用要求,必須在Ethernet+TCP/IP協(xié)議之上,建立完整的、有效的通信服務模型,制定有效的實時通信服務機制,協(xié)調好工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)中實時和非實時信息的傳輸服務,形成為廣大工控生產廠商和用戶所接收的應用層、用戶層協(xié)議,進而形成開放的標準。為此,各現(xiàn)場總線組織紛紛將以太網引入其現(xiàn)場總線體系中的高速部分,利用以太網和TCP/IP技術,以及原有的低速現(xiàn)場總線應用層協(xié)議,從而構成了所謂的工業(yè)以太網協(xié)議,如HSE、PROFInet、Ethernet/IP等。
(3.4)工業(yè)以太網與現(xiàn)場總線
就目前而言,工業(yè)以太網全面代替現(xiàn)場總線還存在一些問題,需要進一步深入研究基于工業(yè)以太網的全新控制系統(tǒng)體系結構,開發(fā)出基于工業(yè)以太網的系列產品。因此,近一段時間內,工業(yè)以太網技術的發(fā)展將與現(xiàn)場總線相結合。如:物理介質采用標準以太網連線,如雙絞線、光纖等;使用標準以太網連接設備(如交換機等),在工業(yè)現(xiàn)場使用工業(yè)以太網交換機;采用IEEE 802.3物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標準、TCP/IP協(xié)議組; 應用層(甚至是用戶層)采用現(xiàn)場總線的應用層、用戶層協(xié)議;兼容現(xiàn)有成熟的傳統(tǒng)控制系統(tǒng),如DCS、PLC等。
但是,工業(yè)以太網技術直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間的通信已成大勢所趨!
隨著以太網通信速率的提高、全雙工通信、交換技術的發(fā)展,為以太網的通信確定性的解決提供了技術基礎,從而消除了以太網直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信的主要障礙,為以太網直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信提供了技術可能。為此,國際電工委員會IEC正著手起草實時以太網(Real-time Ethernet,RTE)標準,旨在推動以太網技術在工業(yè)控制領域的全面應用。
據(jù)美國權威調查機構ARC(Automation Research Company)報告指出,今后Ethernet不僅繼續(xù)壟斷商業(yè)計算機網絡通信和工業(yè)控制系統(tǒng)的上層網絡通信市場,也必將領導未來現(xiàn)場總線的發(fā)展,Ethernet和TCP/IP將成為器件總線和現(xiàn)場總線的基礎協(xié)議。由于以太網有“一網到底”的美譽,即它可以一直延伸到企業(yè)現(xiàn)場設備控制層,所以被人們普遍認為是未來控制網絡的最佳解決方案,工業(yè)以太網已成為現(xiàn)場總線中的主流技術,工業(yè)以太網將會主導現(xiàn)場總線。
4,網絡化制造
(4.1)網絡化制造產生的背景
從國際范圍來看,制造業(yè)正在遵循著“勞動密集、設備密集、信息密集、知識密集”的軌跡發(fā)展,并正在經歷著從信息集成走向知識集成的新的發(fā)展階段,對市場 的響應時間將成為21世紀企業(yè)贏得競爭優(yōu)勢的最 主要因素。企業(yè)如何實現(xiàn)信息化與自動化已成為企業(yè)極其重要的戰(zhàn)略考量!
知識經濟時代,在制造業(yè)中,也正在出現(xiàn)一種新的模式 —— 網絡化制造模式。在網絡化制造中,制造企業(yè)將利用因特網進行產品的協(xié)同設計和制造;通過因特網直接下訂單給企業(yè)進行定制生產,企業(yè)通過網絡將產品直接銷售給顧客……
以因特網為代表的網絡技術,使設計制造各個環(huán)節(jié)的信息與知識在數(shù)字化描述的基礎上得到流通與集成,從而使異地的、不同企業(yè)的資源可以共享,使以滿足全球化市場用戶需求為牽引的快速響應制造活動 —— 網絡化制造成為可能。在先進制造技術的體系結構之中,網絡化制造是其中重要的一個分支!
信息革命促使制造業(yè)向全球方向發(fā)展,使現(xiàn)代企 業(yè)呈現(xiàn)集團化、多元化的發(fā)展趨勢。企業(yè)需要及時了解各地分公司的生產經營狀況,同一企業(yè)不同部門、不同地區(qū)的員工之間也需要及時共享大量企業(yè)信息。企業(yè)和用戶之間以及企業(yè)與其合作伙伴之間也存在著大量的信息交流。這就需要通過計算機網絡的協(xié)調和操作,把分布在世界各地的制造工廠和銷售點連接成一整體,以加快產品開發(fā),提高產品質量和企業(yè)對市場的響應能力。
面對網絡經濟時代制造環(huán)境的變化,傳統(tǒng)的組織結構相對固定、制造資源相對集中、以區(qū)域性經濟環(huán)境為主導、以面向產品為特征的制造模式已與之不相適應,需要建立一種市場需求驅動的、具有快速響應機制的網絡化制造模式。
網絡化制造以數(shù)字化、柔性化、敏捷化為基本特征。柔性化與敏捷化是快速響應客戶化需求的前提,表現(xiàn)為結構上的快速重組、性能上的快速響應、過程中的并行性與分布式決策。這意味著系統(tǒng)必須具有動態(tài)易變性,能通過快速重組,快速響應市場需求的變化。由于制造資源與市場的全球分布性,因此,這種快速重組必須建立在全球性的分布式網絡化基礎上。
(4.2)網絡化制造系統(tǒng)的構成
網絡化制造涉及到協(xié)同、設計、服務、銷售和裝配等,由下述功能分系統(tǒng)構成:網絡化企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟和虛擬企業(yè)組建的優(yōu)化系統(tǒng);網絡化制造環(huán)境下項目管理系統(tǒng);網絡化協(xié)同產品開發(fā)支持系統(tǒng);網絡化制造環(huán)境下產品數(shù)據(jù)管理及設計制造集成支持系統(tǒng);網絡化制造環(huán)境下敏捷供應鏈管理系統(tǒng);產品網絡化銷售與定制的開發(fā)與運行支持系統(tǒng);相應的網絡和數(shù)據(jù)庫支撐分系統(tǒng)。
這些功能分系統(tǒng)既能集成運行,也能單獨應用。在系統(tǒng)層次由下往上依次為:基本的網絡傳輸層(系統(tǒng)可以使用Internet連接、企業(yè)內外網連接以及區(qū)域寬帶網絡連接),數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),搜索和分析的基礎通信平臺,項目管理和PDM(功能分系統(tǒng)),面向用戶的應用系統(tǒng)和服務。
1)制造信息共享
制造業(yè)中需要共享的信息,可分為兩部分:產品制造信息和企業(yè)服務信息。其中產品制造信息包括產品信息和工藝信息。
2)網絡服務
對制造業(yè)企業(yè)來說,網絡應用服務內容集中在以下幾個方面:上網發(fā)布企業(yè)信息;跟蹤行業(yè)技術信息,為企業(yè)開發(fā)適合市場需求的新產品;進行網上信息的交流;開展網上的商務活動;數(shù)字化產品模型共享,建立一個虛擬二維產品的“圖書館”。
(4.3) 網絡化制造的關鍵技術
1)制造系統(tǒng)的敏捷基礎設施網絡(AIMS Net,Agile Infrastructure for Manufacturing System)利用 AIMS Net可把能力互補的大、中、小企業(yè)連接起來,形成供應鏈網絡。企業(yè)不再是“大而全”、“小而全”,而是更加強調自己的核心專長。通過相互合作,能有效地處理任何不可預測的市場變化。
2)CAM網絡(CAM Net)CAM Net通過Internet提供多種制造支撐服務,如產品設計的可制造性、加工過程仿真及產品的試驗等,使得集成企業(yè)的成員能夠快速連接和共享制造信息。建立敏捷制造的支撐環(huán)境在網絡上協(xié)調工作,將企業(yè)中各種以數(shù)據(jù)庫文本圖形和數(shù)據(jù)文件存儲的分布信息通過使能器集成起來以供合作伙伴共享,為各合作企業(yè)的過程集成提供支持。
3)網絡化制造模式下的CAPP技術
CAPP是聯(lián)系設計和制造的橋梁和紐帶,所以網絡化制造系統(tǒng)的實施必須獲得工藝設計理論及其應用系統(tǒng)的支持。因此,在繼承傳統(tǒng)的CAPP系統(tǒng)研究成果的基礎上,進一步探索網絡化制造模式下的集成化、工具化CAPP系統(tǒng)是當前網絡化制造系統(tǒng)研究和開發(fā)的前沿領域。它包括:基于Internet的工具化零件信息輸入機制建立,基于Internet的派生式工藝設計方法,基于Internet的創(chuàng)成式工藝設計方法等。
4)企業(yè)集成網絡(Enterprise Integration Net)
Enterprise Integration Net提供各種增值的服務,包括目錄服務、安全性服務和電子匯款服務等。目錄服務幫助用戶在電子市場或企業(yè)內部尋找信息、服務和人員。安全性服務通過用戶權限為網絡安全提供保障。電子匯款服務支持在整個網絡上進行商業(yè)往來。通過這些服務,用戶能夠快速地確定所需要的信息,安全地進行各種業(yè)務以及方便地處理財務事務。
四,信息時代市場競爭的新特點
(1)知識轉變?yōu)榧夹g、轉變?yōu)楫a品的周期越來越短。從1782年發(fā)現(xiàn)攝影原理到1838年照相機投入市場,用了56年;而從1948年發(fā)現(xiàn)半導體原理到1954年市場上出現(xiàn)半導體收音機,只用了6年。今天微電子的摩爾定律更加說明了產品更新的速度之快。
(2)產品的技術含量越來越高,特別是信息技術(包括智能技術)、新材料、生物技術已滲透到了產品本身。就象現(xiàn)在的汽車已不是傳統(tǒng)的汽車,而是一個集成了大量高技術的產品,且技術含量越來越高。
(3)對于產品的競爭,我們經常說T(Time上市時間)、Q(Quality質量)、C(Cost成本)、S(Service服務)是產品競爭力的重要表現(xiàn),一個企業(yè),如果時間、質量、成本、服務都好的話,性價比就好,這個企業(yè)競爭力就強。但是在今天,只有這些還不夠,獨占性的知識產業(yè)的競爭越來越重要,這就是為什么我國非常強調創(chuàng)新的原因,因為要有獨占性的知識產權。
(4)信息技術已經滲透到產品的設計、制造、管理和銷售的全過程。如波音777的設計和制造,采用了大量的信息技術,無紙化、虛擬化,網上異地的設計、基于STEP的產品數(shù)據(jù)交換以及支持協(xié)同設計的計算機環(huán)境。原來波音757、767從設計到飛機上天,用了10年的時間,而777只用了四年半的時間就投入商業(yè)運行,周期縮短了一半。信息技術在這其中起了關鍵性作用,包括管理、零部件采購、銷售全過程。
(5)產品個性化的要求越來越普遍。人們都希望產品具有個性化。能夠按照客戶的要求來設計,這就是個性化,也是一個發(fā)展趨勢。如果沒有信息技術支持,那么要想既能大批量生產又具有個性化就很難同時做到。
(6)現(xiàn)代化管理在競爭中的作用越來越重要。戴爾重組銷售過程采用網上直銷,結果企業(yè)發(fā)展迅速。所以先進的管理理念、現(xiàn)代化管理技術越來越重要,而先進的管理理念沒有信息技術的支持就很難實現(xiàn)。
(7)全球化的趨勢,跨國公司的壟斷性。中國企業(yè)與它們競爭,顯然很困難。即使有反壟斷法,整個趨勢還是少數(shù)幾個跨國公司分享全球主要市場。據(jù)統(tǒng)計,全世界6 000年的黃金儲備相當于6個跨國信息公司的資本,可見,一般的企業(yè)根本無法與之競爭。
(8)環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的呼聲日益強烈,要求實現(xiàn)綠色制造、清潔生產。即使產品好,但污染環(huán)境,照樣不可能發(fā)展,所以對企業(yè)來說,有了更多的約束。這與發(fā)達國家的工業(yè)化先犧牲環(huán)境不同,是當前市場競爭的又一新特點。
五,中國自動化產業(yè)面臨著大好的的發(fā)展時機
應當說我國自動化產業(yè)正在面臨一個非常好的發(fā)展時機。這可以從以下幾方面來看:
(1) 傳統(tǒng)工業(yè)結構調整和產業(yè)化升級為工業(yè)自動化產業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了無限商機
我國”十五”期間工業(yè)發(fā)展的重點是結構調整和產業(yè)化升級,其主要目的是提高工業(yè)體系結構的合理化,更加適應市場的需求,同時采用新技術改造傳統(tǒng)產業(yè)的生產過程以提高生產效率和產品質量。而采用先進的自動化控制技術來提升傳統(tǒng)生產過程并改進其生產工藝是一條投資少、見效快的途徑。目前,由于計算機控制系統(tǒng)的價格大幅度下降,以及產品質量的提高和應用與維護的方便性,工顯企業(yè)采用各種適用的計算機控制系統(tǒng)來控制新建的工業(yè)生產裝置和改造已有的裝置已經成為潮流。特別是國產DCS的成熟,更為大規(guī)模應用計算機控制系統(tǒng)提供了成本可行性。估計在整個”十五”期間,自動化產品和系統(tǒng)市場會高速發(fā)展。
(2)信息化帶動工業(yè)化增加了工業(yè)自動化的內容
我國“十五”發(fā)展規(guī)劃綱要中提出了用信息化帶動工業(yè)化的發(fā)展戰(zhàn)略,這為我國自動化產業(yè)的發(fā)展增加了市場面。信息化和傳統(tǒng)工業(yè)之間有著相互提高和依存的關系。例如,應用信息化和電子技術可以提高工業(yè)生產過程的自動檢測水平和執(zhí)行機構的精確度與速度、達到優(yōu)化裝置和過程的效果、網絡通信技術可以把企業(yè)的資金、物流、生產裝置狀態(tài)、生產效率、生產能力、市場、采購等信息實時、準確、全面、系統(tǒng)地提供給決策者和管理者,幫助提高決策的實時性和準確性,提高效率,給用戶提供管一控一體化系統(tǒng)和服務等。為自動化產品的制造商務和應用系統(tǒng)服務帶來了很大的發(fā)展市場空間。
(3)國際技術一體化為我國自動化產業(yè)提供了可跳躍式發(fā)展機會
當今世界技術的高度普及和融合使得我們可以盡可能地采用世界上先進和成熟的技術來開發(fā)自己的產品或系統(tǒng),發(fā)揮自身的技術與其他方面的優(yōu)勢實現(xiàn)跳躍式發(fā)展。
(4)我國低成本的技術勞動力數(shù)量大,水平高
20多年的國家技改和技術引進培養(yǎng)了一大批自動化系統(tǒng)的應用人才。這些人才擁有很深的工程實踐能力和現(xiàn)場服務能力。改革開放的深入和市場經濟的發(fā)展導致各工業(yè)企業(yè)減員、增效,同時不同體制的企業(yè)技術人員收入的差距造成許多大型工業(yè)企業(yè)的技術人員離開原來的崗位或自己創(chuàng)業(yè),或加盟高科技企業(yè)。這些技術人員中包含了大量的自動化人才,這批人才對我國自動化產業(yè)的發(fā)展將起到積極的推動作用。
當今世界技術的高度普及和融合使得我們可以盡可能地采用世界上先進和成熟的技術來開發(fā)自己的產品或系統(tǒng),發(fā)揮自身的技術與其他方面的優(yōu)勢實現(xiàn)跳躍式發(fā)展。國際技術一體化為我國自動化產業(yè)提供了可跳躍式發(fā)展機會
本文概略地介紹了一些當前我國企業(yè)信息化與自動化所面臨著的若干熱點問題。必須說明的是,介紹的內容是“掛一漏萬”地。而且,其他如:“數(shù)字園區(qū)”、“數(shù)字工廠”、“智能建筑”等等熱門話題,由于時間關系來不及介紹了。如果說有朋友感興趣的話,可以繼續(xù)與中國自動化學會的一些相關的專業(yè)委員會聯(lián)系,或者向一些有專門研究的院士們、專家們求教,我相信一定會獲得更好的收獲的! 最后,?!?5’中國自動化產業(yè)高峰會議暨中國企業(yè)自動化和信息化建設論壇”獲得園滿成功!