工業(yè)自動(dòng)化未來的發(fā)展方向

1、工業(yè)自動(dòng)化未來的發(fā)展方向工業(yè)自動(dòng)化就是工業(yè)生產(chǎn)中的各種參數(shù)為控制目的，實(shí)現(xiàn)各種過程控制，在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中，盡量減少人力的操作，而能充分利用動(dòng)物以外的能源與各種資訊來進(jìn)行生產(chǎn)工作，即稱為工業(yè)自動(dòng)化生 產(chǎn)，而使工業(yè)能進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)之過程稱為工業(yè)自動(dòng)化。概述工業(yè)自動(dòng)化是機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預(yù)的情況下，按預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)測量、操縱等信息處理和過程控制的統(tǒng)稱。自動(dòng)化技術(shù)就是探索和研究實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過程的方法和技術(shù)。它是涉及機(jī)械、微電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)器視覺等技術(shù)領(lǐng)域的一門綜合性技術(shù)。工業(yè)革命是自動(dòng)化技術(shù)的助產(chǎn)士。正是由于工業(yè)革命的需要，自動(dòng)化技術(shù)才沖破了卵殼，得到了蓬勃發(fā)展。同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)也促進(jìn)了工

2、業(yè)的進(jìn)步，如今自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造、電力、建筑、交通運(yùn)輸、信息技術(shù)等領(lǐng)域，成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的 主要手段。1隨著我國制造廠商對(duì)自動(dòng)化程度的提高，制造業(yè)生產(chǎn)線開始趨向個(gè)性化，單一檢測數(shù)據(jù)的儀器組成的檢測環(huán)節(jié)需要投入大量的人力物力，不適應(yīng)快速檢測。因此，集合多種檢測功能的快速自動(dòng)檢測設(shè)備才是客戶真正所需要的，快速自動(dòng)檢測儀是一種“非標(biāo)測試設(shè)備”，需要對(duì)客戶生產(chǎn)線進(jìn)行深入的需求調(diào)查，量身定制檢測方案，因此被稱之為“定制檢測”，“定制檢測”在工業(yè)自動(dòng)化快速 檢測中起到重要作用。自動(dòng)化技術(shù)作為 20 世紀(jì)工業(yè)領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決的是生產(chǎn)效率和一致性問題。無論是追求高速、連續(xù)和

3、大批量的大型企業(yè)，還是追求靈活、柔性的定制化的中心企業(yè),都依賴自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)今世界已經(jīng)從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)過度到服務(wù)經(jīng)濟(jì)，過度到一個(gè)需要客戶體驗(yàn)的時(shí)代大規(guī)模定制，也就是快速大批量制造符合個(gè)性需求的產(chǎn)品，已經(jīng)成為世界級(jí)的發(fā)展趨勢。這就需要生產(chǎn)企業(yè)的具有很高的自動(dòng)化水平來解決效率和柔性的矛盾。自動(dòng)化技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的關(guān)系已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了為企業(yè)提高效益的范疇，而是 成為企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)之一。技術(shù)簡介工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術(shù)，包括工業(yè)自動(dòng)化軟件

4、、硬件和系統(tǒng)三大部分。 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)作為 20 世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。無論高速大批量制造企業(yè)還是追求靈活、柔性和定制化企業(yè)，都必須依靠自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。 自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程起著明顯的提升作用： （1）提高生產(chǎn)過程的安全性；（2） 提高生產(chǎn)效率；（3） 提高產(chǎn)品質(zhì)量；（4） 減少生產(chǎn)過程的原材料、能源損耗。據(jù)國際權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產(chǎn)出比約 1：4 至 1：6之間。特別在資金密集型企業(yè)中，自動(dòng)化系統(tǒng)占設(shè)備總投資 10%以下，起到“四兩撥千金”的作用。 傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)即機(jī)電一體化系統(tǒng)

5、主要是對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制，即由機(jī)械本體、動(dòng)力部分、測試傳感部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分、控制及信號(hào)處理單元、接口等硬件元素，在軟件程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導(dǎo)下，相互協(xié)調(diào)、有機(jī)融合和集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運(yùn) 動(dòng)，從而組成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)或產(chǎn)品。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)和 集散式控制系統(tǒng) dcs 的發(fā)展歷程。隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交互溝通的領(lǐng)域正迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制、管理各個(gè)層次。工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)一般是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行測量與控制

6、的自動(dòng)化技術(shù)工具(包括自動(dòng)測量儀表、控制裝置)的總稱。今天，對(duì)自動(dòng)化最簡單的理解也轉(zhuǎn)變?yōu)椋河脧V義的機(jī)器（包 括計(jì)算機(jī)）來部分代替或完全取代或超越人的體力。2發(fā)展第一階段40 年代-60 年代初需求動(dòng)力：市場競爭，資源利用，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)批量生產(chǎn)需要。主要特點(diǎn)：此階段主要為單機(jī)自動(dòng)化階段，主要特點(diǎn)是：各種單機(jī)自動(dòng)化加工設(shè)備出現(xiàn)，并不斷擴(kuò)大應(yīng)用和向工業(yè)自動(dòng)化縱深方向發(fā)展。典型成果和產(chǎn)品：硬件數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。 第二階段60 年代中-70 年代初期需求動(dòng)力：市場競爭加劇，要求產(chǎn)品更新快，產(chǎn)品質(zhì)量高，并適應(yīng)大中批量生產(chǎn)需要和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。主要特點(diǎn)：此階段主要以自動(dòng)生產(chǎn)線為標(biāo)志，其主

7、要特點(diǎn)是：在單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，各種組合機(jī)床、組合生產(chǎn)線出現(xiàn)，同時(shí)軟件數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)并用于機(jī)床，cad、cam 等軟件開始用于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和制造中，此階段硬件加工設(shè)備適合于大中批量的生產(chǎn)和加工。典型成果和產(chǎn)品：用于 鉆、鏜、銑等加工的自動(dòng)生產(chǎn)線。第三階段70 年代中期-至今需求動(dòng)力：市場環(huán)境的變化，使多品種、中小批量生產(chǎn)中普遍性問題愈發(fā)嚴(yán)重，要求自動(dòng)化技術(shù)向其廣度和深度發(fā)展，使其各相關(guān)技術(shù)高度綜合，發(fā)揮整體最佳效能。主要特點(diǎn)：自 70 年代初期美國學(xué)者首次提出 cim 概念至今，自動(dòng)化領(lǐng)域已發(fā)生了巨大變化，其主 要特點(diǎn)是：cim 已作為一種哲理、一種方法工業(yè)自動(dòng)化逐步為人們所接受；cim 也是

8、一種實(shí)現(xiàn)集成的相應(yīng)技術(shù)，把分散獨(dú)立的單元自動(dòng)化技術(shù)集成為一個(gè)優(yōu)化的整體。所謂哲理，就是企業(yè)應(yīng)根據(jù)需求來分析并克服現(xiàn)存的“瓶頸”，從而實(shí)現(xiàn)不斷提高實(shí)力、競爭力的思想策略；而作為實(shí)現(xiàn)集成的相應(yīng)技術(shù)，一般認(rèn)為是：數(shù)據(jù)獲取、分配、共享；網(wǎng)絡(luò)和通信；車間層設(shè)備控制器；計(jì)算機(jī)硬、軟件的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等。同時(shí)，并行工程作為一種經(jīng)營哲理和工作模式自 80 年代末期開始應(yīng)用和活躍于自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，并將進(jìn)一步促進(jìn)單元自動(dòng)化技術(shù)的集成。典型成果和產(chǎn)品：cims 工 廠，柔性制造系統(tǒng)(fms）。編輯本段制造業(yè)蒸汽機(jī)新時(shí)代的開端，設(shè)計(jì)自動(dòng)化cad 和 capp，車間舊貌換新顏，數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)（fms）、 虛擬機(jī)床、

9、dnc 系統(tǒng)、淺談自動(dòng)化孤島、未來工廠cims、自動(dòng)化倉庫 abc、現(xiàn)場總線技術(shù)、制造自動(dòng)化：并行工程、敏捷制造、精良生產(chǎn)、仿生制造、智能制造、虛擬制造、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 2。 電力系統(tǒng)管理控制隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，電能的需要也在不斷地增加，發(fā)電設(shè)備也相應(yīng)增多，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式也越來越復(fù)雜，人們對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越高。為了保證用戶的用電，必 須對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行管理和控制。電力系統(tǒng)運(yùn)行管理和調(diào)度的任務(wù)很復(fù)雜，但簡單說來，就是：、盡量維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，安全是電力系統(tǒng)的頭等大事，系統(tǒng)一旦發(fā)生事故，其危害是難以估計(jì)的，因此，努力維持電力系 統(tǒng)的正常運(yùn)行是首要任務(wù)；

10、、為用戶提供高質(zhì)量的電能，反映電能質(zhì)量的三個(gè)參數(shù)就是電壓、頻率和波形。這三個(gè)參數(shù)必須在規(guī)定范圍內(nèi)，才能保證電能的質(zhì)量。穩(wěn)定電壓的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中無功功率的平衡，頻率工業(yè)自動(dòng)化的變化，是整個(gè)系統(tǒng)有功功率的平衡問題，波形是由發(fā)電機(jī)決定 的；、保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，使發(fā)電成本最經(jīng)濟(jì)。電力系統(tǒng)是一個(gè)分布面廣、設(shè)備量大、信息參數(shù)多的系統(tǒng)，發(fā)電廠發(fā)出電能供給用戶，必須經(jīng)幾級(jí)變壓器變壓才能傳輸。各級(jí)電壓通過輸電線路向用戶供電，電壓從低到高，再從高到低，以利于能量的傳送。電壓的變換，形成不同的電壓級(jí)別，形成一個(gè)個(gè)不同電壓級(jí)別的變電站，變電站之間是輸電線，因而形成了復(fù)雜的電力網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。電網(wǎng)調(diào)度正是按照電網(wǎng)

11、的這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行管理和調(diào)度 的。一般情況下，電網(wǎng)按電壓級(jí)別設(shè)置調(diào)度中心，電壓級(jí)別越高，調(diào)度中心的級(jí)別也越高。整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)寶塔型的網(wǎng)絡(luò)圖。分級(jí)調(diào)度可以簡化網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使信息的傳送變得更加合理，從而大大節(jié)省通信設(shè)備，并提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。按中國的情況，電力系統(tǒng)調(diào)度分為國家調(diào)度中心，大區(qū)網(wǎng)局級(jí)調(diào)度控制中心，省級(jí)調(diào)度控制中心，地區(qū)調(diào)度控制中心，縣級(jí)調(diào)度中心。各級(jí)直接管理和調(diào)度 其下一層調(diào)度中心。電網(wǎng)調(diào)度電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是一個(gè)總稱，由于各級(jí)調(diào)度中心的任務(wù)不同，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模也不同，但無論哪一級(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，都具有一種最基本的功能，就是監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，又稱 scada系統(tǒng)功能（s

12、upervisory control and data acquisition）。 scada 主要包括以下一些功能：數(shù)據(jù)采集； 信息顯示；監(jiān)視控制； 報(bào)警處理；信息存儲(chǔ)及報(bào)告 事件順序記錄；數(shù)據(jù)計(jì)算； 具有 rtu（遠(yuǎn)端終端單 元）處理功能；事件追憶功能。自動(dòng)發(fā)電控制功能 agc：agc 系統(tǒng)主要要求達(dá)到對(duì)發(fā)電機(jī)發(fā)電多少不是由電廠直接控制，而是由電廠上級(jí)的調(diào)度中心根據(jù)全局優(yōu)化 的原則來進(jìn)行控制。經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制功能 edc（economic dispatch control）：edc 的目的是控制電力系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)的出力分配，使電網(wǎng)運(yùn)行成本最 小，edc 常包含在 agc 中。安全分析功能 sa

13、（security analyze）：sa 功能是電網(wǎng)調(diào)度為了做到“防患于未然”而配備的功能。它通過計(jì)算機(jī)對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析，估計(jì)出可能出現(xiàn)的故障，預(yù)先采取措施，避免事故發(fā)生。如果電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)具有了 scada+agc/edc+sa 功能，就稱為能量管理系統(tǒng) ems（energy managementsystem）。數(shù)字傳輸技術(shù)和光纖通信技術(shù)的提高，使得電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化也進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化，如今電網(wǎng)調(diào)度中的計(jì)算機(jī)配置大多采用了開發(fā)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國也進(jìn)入了大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓輸電的時(shí)代。完全可以相信，隨著中國新建電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，中國電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平會(huì)進(jìn)

14、一步地提 高，達(dá)到世界先進(jìn)水平。3柔性系統(tǒng)簡介柔性制造技術(shù)(fms）是對(duì)各種不同形狀加工對(duì)象實(shí)現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，凡是側(cè)重于柔性，適應(yīng)于多品種、中小批量（包括單件產(chǎn)品）的加 工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。柔性可以表述為兩個(gè)方面。第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力，可用在有干擾（如機(jī)器出現(xiàn)故障）情況下，這時(shí)系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比可以用來衡量柔 性?！叭嵝浴笔窍鄬?duì)于“剛性”而言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線主要實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率很高，由

15、于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低。但價(jià)格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個(gè)或幾個(gè)相類似的零件。如果想要獲得其他品種的產(chǎn)品，則必須對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行大調(diào)整，重新配置系統(tǒng)內(nèi)各要素，其工作量和經(jīng)費(fèi)投入與構(gòu)造一個(gè)新的生產(chǎn)線往往不相上下。剛性的大批量制造自動(dòng)化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個(gè)品種的產(chǎn)品，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著社會(huì)進(jìn)步和生活水平的提高，市場更加需要具有特色、符合顧客個(gè)人要求樣式和功能千差萬別的產(chǎn)品。激烈的市場競爭迫使傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)方式發(fā)生改變，要求對(duì)傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進(jìn)。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿足市場對(duì)多品種小批量產(chǎn)品的需求，這就使系統(tǒng)的柔性對(duì)系統(tǒng)的生存越來越重要。隨著批量

16、生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個(gè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不 同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置。分類機(jī)器柔性 當(dāng)要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時(shí)，機(jī)器隨產(chǎn)品變化 而加工不同零件的難易程度。工藝柔性 一是工藝流程不變時(shí)自身適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化的能力；二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化而改變相應(yīng)工藝的難 易程度。產(chǎn)品柔性 一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后，系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟(jì)和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力；二是產(chǎn)品更新后，對(duì)老產(chǎn)品有用特性的繼 承能力和兼容能力。維護(hù)柔性 采用工業(yè)自動(dòng)化多種方式查詢、處理故障

17、，保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的能力。生產(chǎn)能力柔性 當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行的能力。對(duì)于 根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，這一點(diǎn)尤為重要。擴(kuò)展柔性 當(dāng)生產(chǎn)需要的時(shí)候，可以很容易地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加 模塊，構(gòu)成一個(gè)更大系統(tǒng)的能力。運(yùn)行柔性 利用不同的機(jī)器、材料、工藝流程來生產(chǎn)一系列產(chǎn)品的 能力和同樣的產(chǎn)品，換用不同工序加工的能力。柔性制造系統(tǒng)是有一個(gè)由計(jì)算機(jī)集成管理和控制的、用于高效率地制造中小批量 多品種零部件的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。它具有：多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制造單元，具有自動(dòng)上下料功能的數(shù)控機(jī)床；一套物料存儲(chǔ)運(yùn)輸系統(tǒng)，可以在機(jī)床的裝夾工位之間運(yùn)送工件和刀具；fms 是一套可編程的制造系統(tǒng)，含有自動(dòng)物料輸送設(shè)備，

18、能在 計(jì)算機(jī)的支持下實(shí)現(xiàn)信息集成和物流集成，它可同時(shí)加工具有相似形體特征和加工工藝的多種零件；能自動(dòng)更換刀具和工件；能方便地上網(wǎng)，容易于其它系統(tǒng)集成；能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，局部故障時(shí)，可動(dòng)態(tài)重組物流路徑。fms 規(guī)模趨于小型化、低成本，演變成柔性制造單元 fmc，它可能只有一臺(tái)加工中心，但具有獨(dú)立自動(dòng)加工能力。有的 fmc 具有自動(dòng)傳送和監(jiān)控管理的功能，有的 fmc 還可以實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)無人運(yùn) 轉(zhuǎn)。用于裝備的 fms 稱為柔性裝備系統(tǒng)（fas）。智能制造簡介智能制造（intelligent manufacturing，im）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)

19、行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思。和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化的概念更新，擴(kuò)展到柔性化、智 能化和高度集成化。談起智能制造，首先應(yīng)介紹日本在 1990 年 4 月所倡導(dǎo)的“智能制造系統(tǒng) ims”國際合作研究計(jì)劃。許多發(fā)達(dá)國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等參加了該項(xiàng)計(jì)劃。該計(jì)劃共計(jì)劃投資 10 億美元，對(duì) 100 個(gè)項(xiàng)目實(shí)施前期科研計(jì)劃。毫無疑問，智能化是制造自動(dòng)化的發(fā)展方向。在制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計(jì)，工藝過程設(shè)計(jì)，生產(chǎn)調(diào)度，故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)

20、絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方，生產(chǎn)調(diào)度等，實(shí)現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術(shù)尤其適合于解決特別復(fù)雜和不確定的問題。但同樣顯然的是，要在企業(yè)制造的全過程中全部實(shí)現(xiàn)智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在遙遠(yuǎn)的將 來。有人甚至提出這樣的問題，下個(gè)世工業(yè)自動(dòng)化紀(jì)會(huì)實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化嗎？而如果只是在企業(yè)的某個(gè)局部緩解實(shí)現(xiàn)智能化，而又無法保證全局的優(yōu)化，則這種智能化的意義是有限的。從廣義概念上來理解，cims（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)），敏捷制造等都可以看作是智能自動(dòng)化的例子。的確，除了制造過程本身可以實(shí)現(xiàn)智能化外，還可以逐步實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)，智能管理等，再加上信息集成，全局優(yōu)化，逐步提高

21、系統(tǒng)的智能化水平，最終建立智能制造 系統(tǒng)。這可能是實(shí)現(xiàn)智能制造的一種可行途徑。多智能體（multi-agent ）系統(tǒng)agent 原為代理商，是指在商品經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中被授權(quán)代表委托人的一方。后來被借用到人工智能和計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域，以描述計(jì)算機(jī)軟件的智能行為，稱為智能體。1992 年曾經(jīng)有人預(yù)言：“基于agent 的計(jì)算將可能成為下一代軟件開發(fā)的重大突破。隨著人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，多智能體系統(tǒng)技術(shù)對(duì)解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中的多領(lǐng)域間的協(xié)調(diào)合作提供了一種智能化的方法，也為系統(tǒng)集成、并行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn) 智能制造提供了更有效的手段。整子系統(tǒng)（holonic syst

22、em ）整子系統(tǒng)的基本構(gòu)件是整子（holon）。holon 是從希臘語借過來的，人們用 holon 表示系統(tǒng)的最小組成個(gè)體，整子系統(tǒng)就是由很多 不同種類的整子構(gòu)成。整子的最本質(zhì)特征是：自治性，每個(gè)整子可以對(duì)其自身的操作行為作出規(guī)劃，可以對(duì)意外事件（如制造資源變化、制造任務(wù)貨物要求變化等）作出反應(yīng)，并 且其行為可控；合作性，每個(gè)整子可以請求其它整子執(zhí)行某種操作行為，也可以 對(duì)工業(yè)自動(dòng)化其他整子提出的操作申請?zhí)峁┓?wù)；智能性，整子具有推理、判斷等智力，這也是它具有自治性和合作性的內(nèi)在原因。整子的上述特點(diǎn)表明，它與智能體的概念相似。由 于整子的全能性，有人把它也譯為全能系統(tǒng)。整子系統(tǒng)的特點(diǎn)是：敏捷性

23、，具有自組織能力，可快速、可靠地組建新系統(tǒng)。柔性，對(duì)于快速變化的市場、變化的制造要求有很強(qiáng)的適應(yīng)性。除此之外，還有生物制造、綠色制造、分形制造等模式。制造模式主要反映了管理科學(xué)的發(fā)展，也是自動(dòng)化、系統(tǒng)技術(shù)的研究成果，它將對(duì)各種單元自動(dòng)化技術(shù)提出新的課題，從而在整體上影響到制造自動(dòng)化的發(fā)展方向。展望未來，21 世紀(jì)的制造自動(dòng)化將沿著歷史的 軌道繼續(xù)前進(jìn)。4熱點(diǎn)技術(shù)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控

24、制自動(dòng)化技術(shù)作為 20 世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。雖然自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不直 接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。中國工控自動(dòng)化的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。中國工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，中國工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。 以工業(yè) pc 為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動(dòng)化將成為主流眾所周知，從 20 世紀(jì) 60 年代開始，西方國家就依靠技術(shù)進(jìn)步（即新設(shè)備、新工藝以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用）開始對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20 世紀(jì)

25、末世界上最大的變化就是全球市場的形成。全球市場導(dǎo)致競爭空前激烈， 促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場時(shí)間（time to market）、改善質(zhì)量（quality）、降低成本（cost）以及完善服務(wù)體系（service），這就是企業(yè)的 t.q.c.s.。雖然計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）結(jié)合信息集成和系統(tǒng)集成，追求更完善的 t.q.c.s.，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)“在正確的時(shí)間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便作出正確的決策”，即“五個(gè)正確”。然而這種自動(dòng)化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時(shí)是高風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。在中國，中小型企業(yè)以及準(zhǔn)大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控

26、制自動(dòng)化的 道路。工業(yè)控制自動(dòng)化主要包含三個(gè)層次，從下往上依次是基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化，其核心是基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動(dòng)化部分基本被 plc 和 dcs 所壟斷，過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化部分主要是由各種進(jìn)口的過程計(jì)算機(jī)或小型機(jī)組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的價(jià)格之高令眾多企業(yè)望 而卻步。20 世紀(jì) 90 年代以來，由于 pc-based 的工業(yè)計(jì)算機(jī)（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(wǎng)絡(luò)組成的pc-based 的自動(dòng)化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)自動(dòng)化的重要途徑。中國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也

27、拆除了原來 dcs 或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè)pc 來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。由于基于 pc 的控制器被證明可以像 plc 一樣可靠，并且被操作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用 pc 控制方案?；?pc 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠(yuǎn)角度看，pc控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。由于可編程控制器（plc）受 pc 控制的威脅最大，所以 plc 供應(yīng)商對(duì) pc 的應(yīng)用感到很不安。事實(shí)上，他們也 加入到了 pc 控制“浪潮”中。工業(yè) pc 在中國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè) pc主

28、要包含兩種類型：ipc 工控機(jī)和 compact pci 工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如 at96 總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化對(duì)工業(yè) pc 的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的 ipc已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是compactpci-based 工控機(jī)，而 ipc 將占據(jù)管理自動(dòng)化層。國家于2001 年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 pc-based 控制系統(tǒng)，在 3（5 年內(nèi)，占領(lǐng) 30%（50%的國內(nèi)市場，并 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。幾年前，當(dāng)“軟 plc”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè) p

29、c 將會(huì)取代plc。然而，時(shí)至今日工業(yè) pc 并沒有代替 plc，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因；另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng) windows nt 的原因。一個(gè)成功的 pc-based 控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)：一是所有工作要由一個(gè)平臺(tái)上的軟件完成；二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見，工業(yè) pc 與 plc 的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。工業(yè) pc 不可能與低價(jià)的微型 plc 競爭，這也是plc 市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè) pc 和 plc 之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。和 plc 一樣，工業(yè) pc 市場在過去的兩年里保持平穩(wěn)。與 p

30、lc 相比，工業(yè) pc 軟件很便宜。據(jù) frost & sullivan 公司估計(jì)，全世界每年 7 億美元工業(yè) pc 市場里，大約 8500 萬美元為控制軟件，一億美元為操作系統(tǒng)。到 2007 年會(huì)翻一番，工業(yè) pc 市場變得非?？?觀。plc 在向微型化、網(wǎng)絡(luò)化、pc 化和開放性方向發(fā)展全世界 plc 生產(chǎn)廠家約 200 家，生產(chǎn) 300 多種產(chǎn)品。國內(nèi) plc 市場仍以國外產(chǎn)品為主，如 siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge 的產(chǎn)品。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi) plc 生產(chǎn)廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，可以說 plc 在中國尚未形成制造產(chǎn)業(yè)化。

31、在 plc 應(yīng)用方面，中國是很活躍的，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。專家估計(jì)，2000 年 plc 的國內(nèi)市場銷量為 15（20 萬套（其中進(jìn)口占 90%左右），約 25（35 億元人民幣，年增長率約為 12%。預(yù)計(jì)到 2005 年全國 plc 需求量將達(dá)到 25 萬套左 右，約 35（45 億元人民幣。plc 市場也反映了全世界制造業(yè)的狀況，2000 后大幅度下滑。但是，按照 automation research corp 的預(yù)測，盡管全球經(jīng)濟(jì)下滑，plc 市場將會(huì)復(fù)蘇，估計(jì)全球 plc 市場在 2000 年為 76 億美 元，到 2005 年底將回到 76 億美元，并繼續(xù)略微增長。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、p

32、c 化和開放性是 plc 未來發(fā)展的主要方向。在基于 plc 自動(dòng)化的早期，plc 體積大而且價(jià)格昂貴。但在最近幾年，微型 plc（小于 32 i/o）已經(jīng)出現(xiàn)，價(jià)格只有幾百歐元。隨著軟 plc（soft plc）控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟 plc 組態(tài)軟件和 pc-based 控制的市場份額將逐步得到增長。當(dāng)前，過程控制領(lǐng)域最大的發(fā)展趨勢之一就是 ethernet 技術(shù)的擴(kuò)展，plc 也不例外。如今越來越多的 plc 供應(yīng)商開始提供 ethernet接口?？梢韵嘈牛琾lc 將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是 基于工業(yè) pc 的控制系統(tǒng)。面向測控管一體化設(shè)計(jì)的 dcs 系統(tǒng)集

33、散控制系統(tǒng) dcs（distributed control system）問世于 1975年，生產(chǎn)廠家主要集中在美、日、德等國。中國從 70 年代中后期起，首先由大型進(jìn)口設(shè)備成套中引入國外的 dcs，首批有化纖、乙烯、化肥等進(jìn)口項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)，中國主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）的 dcs 基本全部進(jìn)口。80 年代初期在引進(jìn)、消化和吸 收的同時(shí)，開始了研制國產(chǎn)化 dcs 的技術(shù)攻關(guān)。近 10 年，特別是“九五”以來，中國 dcs 系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展很快，崛起了一批優(yōu)秀企業(yè)，如北京和利時(shí)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(tuán)等。這批企業(yè)研制生產(chǎn)的

34、dcs 系統(tǒng)，不僅品種數(shù)量大幅度增加，而且產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。在 2001 年全國應(yīng)用的 4426 套 dcs 系統(tǒng)中，國產(chǎn) dcs 系統(tǒng)為 1486 套，占35%。短短幾年，國外 dcs 系統(tǒng)在中國一統(tǒng)天下的局面從此不再出現(xiàn)。這些專業(yè)化公司不僅占據(jù)了一定的市場份額，積累了發(fā)展的資本和技術(shù)，同時(shí)使得國外引進(jìn)的 dcs 系統(tǒng)價(jià)格也大幅度下降，為中國自動(dòng)化推廣事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，國產(chǎn) dcs 系統(tǒng)的出口也 在逐年增長。雖然國產(chǎn) dcs 的發(fā)展取得了長足進(jìn)步，但國外 dcs 產(chǎn)品在國內(nèi)市場中占有率還較高，其中主要是 honeywell 和橫河公司的產(chǎn)品。中國 dcs 的市場

35、年增長率約為 20%，年市場額約為 30（35 億元。由于近 5 年內(nèi) dcs 在石化行業(yè)大型自控裝置中沒有可替代產(chǎn)品，所以其市場增長率不會(huì)下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 2005 年，中國石化行業(yè)有1000 多套裝置需要應(yīng)用 dcs 控制；電力系統(tǒng)每年新裝 1000 多萬千瓦發(fā)電機(jī)組，需要 dcs 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控；不少企業(yè)已使用 dcs 近 1520 年，需要更新和改造。控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（fcs）方向發(fā)展由于 3c（computer、control、communication）技術(shù)的發(fā)展，過程控制系統(tǒng)將由 dcs 發(fā)展到 fcs（fieldbus controlsystem）。fcs 可以將 pid 控制

36、徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（fielddevice）中?；诂F(xiàn)場總線的 fcs 又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對(duì)一的420ma 模擬信號(hào)線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來 革命性的變化。根據(jù) iec61158 的定義，現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，提高了信號(hào)的測量、傳輸和控制精度，提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。iec/tc65 的 sc65c/wg6 工作組于 1984 年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)工作，走

37、過了 16 年的艱難歷程，于 1993 年推出了 iec61158-2，之后的標(biāo)準(zhǔn)制定就陷于混亂。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)（dcs）后，將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs）的方向發(fā)展。雖然以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的 fcs 發(fā)展很快，但 fcs 發(fā)展還有很多工作要做，如統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、儀表智能化等。另外，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護(hù)和改造還需要 dcs，因此 fcs 完全取代傳統(tǒng)的 dcs 還需要一個(gè)較長的過程，同時(shí) dcs 本身也在不斷的發(fā)展與完善?？梢钥隙ǖ氖牵Y(jié)合dcs、工業(yè)以太網(wǎng)、先進(jìn)控制等新技術(shù)的 fcs 將具有強(qiáng)大的

38、生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應(yīng)用，并將在控制領(lǐng)域 中占有更加重要的地位。儀器儀表技術(shù)在向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化方向發(fā)展經(jīng)過五十年的發(fā)展，中國儀器儀表工業(yè)已有相當(dāng)基礎(chǔ)，初步形成了門類比較齊全的生產(chǎn)、科研、營銷體系，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產(chǎn)國。隨著國際上數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化的產(chǎn)品逐漸成為主流，差距還將進(jìn)一步加大。中國高檔、大型儀器設(shè)備大多依賴進(jìn)口。中檔產(chǎn)品以及許多關(guān)鍵零部件，國外產(chǎn)品占有中國市場 60%以上的份額，而國產(chǎn)分析儀器占全球市場不到千分之 二的份額。今后儀器儀表技術(shù)的主要發(fā)展趨勢：儀器儀

39、表向智能化方向發(fā)展，產(chǎn)生智能儀器儀表；測控設(shè)備的 pc 化，虛擬儀器技術(shù)將迅速發(fā) 展；儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)儀器與遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。幾點(diǎn)建議：開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，掌握核心技術(shù)；加強(qiáng)儀器儀表行業(yè)的系統(tǒng)集成能力；進(jìn)一步拓展儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域。 數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展從 1952 年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展很快。就結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大致可分為 4 種類型：1.傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)；2.“pc 嵌入 nc”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)；3.“nc 嵌入 pc”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)；4.s

40、oft 型開放 式數(shù)控系統(tǒng)。中國數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn)，通過“七五”引進(jìn)、消化、吸收，“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化，取得了很大的進(jìn)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)，也帶動(dòng)了機(jī)電控制與傳動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，具有中國特色的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年來的發(fā)展，產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高，逐漸被用戶認(rèn)可。國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是：新一代數(shù)控系統(tǒng)向 pc化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；增強(qiáng)通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能 化發(fā)展。進(jìn)入 21 世紀(jì)，人類社會(huì)將逐步進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代

41、，知識(shí)將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動(dòng)力，而機(jī)床工業(yè)，作為機(jī)器制造業(yè)、工業(yè)以至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的裝備部門，毫無疑問，其戰(zhàn)略性重要地 位、受重視程度，也將更加鮮明突出。智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化成為未來數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要趨勢：向高速、高效、高精度、高可靠性方向發(fā)展；向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展；向 pc-based化和開放性方向發(fā)展；出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備，機(jī)械加工向虛擬制造的方向發(fā)展；信息技術(shù)（it）與機(jī)床的結(jié)合，機(jī)電一體化先進(jìn)機(jī)床將得到發(fā)展；納米技術(shù)將形成新發(fā)展潮流，并將有新的 突破；節(jié)能環(huán)保機(jī)床將加速發(fā)展，占領(lǐng)廣大市場。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合

42、方向發(fā)展無線局域網(wǎng)（wireless lan）技術(shù)可以非常便捷地以無線方式連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，人們可隨時(shí)、隨地、隨意地訪問網(wǎng)絡(luò)資源，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。無線局域網(wǎng)可以在不采用網(wǎng)絡(luò)電纜線的情況下，提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。在推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，無線局域網(wǎng)也在改變著人們的生活方式。無線網(wǎng)通信協(xié)議通常采用ieee802.3 和 802.11。802.3 用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，802.11 用于一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式。無線局域網(wǎng)可以在普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過無線 hub、無線接入站（ap）、無線網(wǎng)橋、無線 modem 及無線網(wǎng)卡等來實(shí)現(xiàn)，以無線網(wǎng)卡使用最為普遍。無線局域網(wǎng)的未來的研究方向主要集中在安全性、移動(dòng)漫游

43、、網(wǎng)絡(luò)管理以及與 3g 等其它移動(dòng)通信系統(tǒng)之 間的關(guān)系等問題上。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，有成千上萬的感應(yīng)器，檢測器，計(jì)算機(jī)，plc，讀卡器等設(shè)備，需要互相連接形成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，通常這些設(shè)備提供的通信接口是 rs-232 或 rs-485。無線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將工業(yè)設(shè)備的 rs-232 串口信號(hào)與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，符合無線局域網(wǎng) ieee 802.11b 和以太網(wǎng)絡(luò)ieee 802.3 標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的 tcp/ip 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有效的擴(kuò)展 了工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生了“基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器”的全新概念。

44、這種基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器使得工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)能夠通過無線鏈路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享。無線局域網(wǎng)技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場設(shè)備、移動(dòng)機(jī)器人以及各種自動(dòng)化設(shè)備之間的通信提供高帶寬的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補(bǔ)了有線網(wǎng)絡(luò)的不足，進(jìn)一步完善了工業(yè)控制網(wǎng) 絡(luò)的通信性能。工業(yè)控制軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展作為工控軟件的一個(gè)重要組成部分，國內(nèi)人機(jī)界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取得了較大進(jìn)展，軟件和硬件相結(jié)合，為企業(yè)測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎(chǔ)上，工業(yè)控制軟件將 從人機(jī)界面和基本策略組態(tài)向先進(jìn)控制方向發(fā)展。先進(jìn)過程控制 apc（advan

45、ced process control）還沒有嚴(yán)格而統(tǒng)一的定義。一般將基于數(shù)學(xué)模型而又必須用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的控制算法，統(tǒng)稱為先進(jìn)過程控制策略。如：自適應(yīng)控制；預(yù)測控制；魯棒控制；智能控制（專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）等。由于先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此這些軟件也身價(jià)倍增。國際上已經(jīng)有幾十家公司，推出了上百種先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品，在世界范圍內(nèi)形成了一個(gè)強(qiáng)大的流程工業(yè)應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)。因此，開發(fā)中國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件， 打破外國產(chǎn)品的壟斷，替代進(jìn)口，具有十分重要的意義。在未來，工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性 發(fā)展方向。工業(yè)信息化是指在工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營過程中，通過信息基礎(chǔ)設(shè)施