工業(yè)自動化

隨著國民經(jīng)濟的發(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)和運行方式也越來越復(fù)雜，人們對電能質(zhì)量的要求也越來越高。為了保證用戶的用電，必須對電網(wǎng)進行管理和控制。

電力系統(tǒng)運行管理和調(diào)度的任務(wù)很復(fù)雜，但簡單說來，就是：

①、盡量維持電力系統(tǒng)的正常運行，安全是電力系統(tǒng)的頭等大事，系統(tǒng)一旦發(fā)生事故，其危害是難以估計的，因此，努力維持電力系統(tǒng)的正常運行是首要任務(wù)；

②、為用戶提供高質(zhì)量的電能，反映電能質(zhì)量的三個參數(shù)就是電壓、頻率和波形。這三個參數(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 的變化，是整個系統(tǒng)有功功率的平衡問題，波形是由發(fā)電機決定的；

③、保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，使發(fā)電成本最經(jīng)濟。

電力系統(tǒng)是一個分布面廣、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)幾級變壓器變壓才能傳輸。各級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，形成不同的電壓級別，形成一個個不同電壓級別的變電站，變電站之間是輸電線，因而形成了復(fù)雜的電力網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)。電網(wǎng)調(diào)度正是按照電網(wǎng)的這種拓撲結(jié)構(gòu)進行管理和調(diào)度的。

一般情況下，電網(wǎng)按電壓級別設(shè)置調(diào)度中心，電壓級別越高，調(diào)度中心的級別也越高。整個系統(tǒng)是一個寶塔型的網(wǎng)絡(luò)圖。分級調(diào)度可以簡化網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(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)局級調(diào)度控制中心，省級調(diào)度控制中心，地區(qū)調(diào)度控制中心，縣級調(diào)度中心。各級直接管理和調(diào)度其下一層調(diào)度中心。

電網(wǎng)調(diào)度自動化是一個總稱，由于各級調(diào)度中心的任務(wù)不同，調(diào)度自動化系統(tǒng)的規(guī)模也不同，但無論哪一級調(diào)度自動化系統(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（Supervisory Control And Data Acquisition）。

SCADA主要包括以下一些功能：

⑴數(shù)據(jù)采集； ⑵信息顯示；⑶監(jiān)視控制； ⑷報警處理；⑸信息存儲及報告 ⑹事件順序記錄；⑺數(shù)據(jù)計算； ⑻具有RTU（遠端終端單元）處理功能；⑼事件追憶功能。

自動發(fā)電控制功能AGC：AGC系統(tǒng)主要要求達到對發(fā)電機發(fā)電多少不是由電廠直接控制，而是由電廠上級的調(diào)度中心根據(jù)全局優(yōu)化的原則來進行控制。

經(jīng)濟調(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)電機的出力分配，使電網(wǎng)運行成本最小，EDC常包含在AGC中。

安全分析功能SA（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。它通過計算機對當(dāng)前電網(wǎng)運行狀態(tài)的分析，估計出可能出現(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 Management System）。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)度自動化也進入了網(wǎng)絡(luò)化，目前電網(wǎng)調(diào)度中的計算機配置大多采用了開發(fā)分布式計算機系統(tǒng)。隨著中國國民經(jīng)濟的發(fā)展，中國現(xiàn)在也進入了大電網(wǎng)、大機組、超高壓輸電的時代。完全可以相信，隨著中國新建電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展，中國電網(wǎng)調(diào)度自動化水平會進一步地提高，達到世界先進水平。

柔性制造技術(shù)(FMS）是對各種不同形狀加工對象實現(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（如機器出現(xiàn)故障）情況下，這時系統(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?！?/p>

柔性”是相對于“剛性”而言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高，由于設(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。但價格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件。如果想要獲得其他品種的產(chǎn)品，則必須對其結(jié)構(gòu)進行大調(diào)整，重新配置系統(tǒng)內(nèi)各要素，其工作量和經(jīng)費投入與構(gòu)造一個新的生產(chǎn)線往往不相上下。剛性的大批量制造自動化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個品種的產(chǎn)品，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著社會進步和生活水平的提高，市場更加需要具有特色、符合顧客個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，要求對傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿足市場對多品種小批量產(chǎn)品的需求，這就使系統(tǒng)的柔性對系統(tǒng)的生存越來越重要。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應(yīng)市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個制造自動化系統(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。

●機器柔性 當(dāng)要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時，機器隨產(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)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力；二是產(chǎn)品更新后，對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。

●維護柔性 采用 多種方式查詢、處理故障，保障生產(chǎn)正常進行的能力。

●生產(chǎn)能力柔性 當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟地運行的能力。對于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，這一點尤為重要。

●擴展柔性 當(dāng)生產(chǎn)需要的時候，可以很容易地擴展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加模塊，構(gòu)成一個更大系統(tǒng)的能力。

●運行柔性 利用不同的機器、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。

是有一個由計算機集成管理和控制的、用于高效率地制造中小批量多品種零部件的自動化制造系統(tǒng)。它具有：

●多個標(biāo)準(zhǔn)的制造單元，具有自動上下料功能的數(shù)控機床；

●一套物料存儲運輸系統(tǒng)，可以在機床的裝夾工位之間運送工件和刀具；FMS是一套可編程的制造系統(tǒng)，含有自動物料輸送設(shè)備，能在計算機的支持下實現(xiàn)信息集成和物流集成，它

●可同時加工具有相似形體特征和加工工藝的多種零件；

●能自動更換刀具和工件；

●能方便地上網(wǎng)，容易于其它系統(tǒng)集成；

●能進行動態(tài)調(diào)度，局部故障時，可動態(tài)重組物流路徑。

目前FMS規(guī)模趨于小型化、低成本，演變成柔性制造單元FMC，它可能只有一臺加工中心，但具有獨立自動加工能力。有的FMC具有自動傳送和監(jiān)控管理的功能，有的FMC還可以實現(xiàn)24小時無人運轉(zhuǎn)。用于裝備的FMS稱為柔性裝備系統(tǒng)（FAS）。

工業(yè)自動化是機器設(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)實現(xiàn)測量、操縱等信息處理和過程控制的統(tǒng)稱。工業(yè)自動化是現(xiàn)代工業(yè)的重要標(biāo)志，工業(yè)企業(yè)通過自動化技術(shù)，可實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省人力成本、降低消耗（原材料+能源）和確保安全等多重目的。

據(jù)統(tǒng)計，企業(yè)對自動化系統(tǒng)的投入和效益提升的產(chǎn)出比通常達1:4-1:6 之高。受益于經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展和制造業(yè)升級趨勢，在過去的十年內(nèi)中國工業(yè)自動化市場以年均兩位數(shù)的增速快速增長。2010 年中國工業(yè)自動化市場規(guī)模已達943 億元。

按照應(yīng)用的領(lǐng)域劃分，工業(yè)自動化設(shè)備包括過程自動化和工廠自動化（制造自動化）兩大板塊。過程自動化是指采用由檢測儀表、調(diào)節(jié)器、計算機等元件組成的過程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)石油化工、冶金、造紙等工業(yè)中的流體或粉體處理自動化。組成過程自動化控制系統(tǒng)的設(shè)備包括：1）控制層面：工業(yè)計算機（IPC）、PLC（可編程邏輯控制器）和DCS（分布式控制器）等；2）檢測層面：機器視覺、檢測儀表等；3）執(zhí)行層面：調(diào)節(jié)器（氣動調(diào)節(jié)閥、閘板閥、球閥等）。

工廠自動化則是針對離散工件，自動完成產(chǎn)品制造的全部或部分加工過程。

工廠自動化中使用的設(shè)備種類龐雜，我們將其劃分為三個大類：

一、通用自動化裝備

包括數(shù)控機床（CNC）、工業(yè)機器人和自動倉儲設(shè)備等。通用自動化裝備普遍應(yīng)用于各類制造行業(yè)，功能以替代人工、提高生產(chǎn)精度和可靠性、提升效率為主。

二、自動裝配檢測生產(chǎn)線

可實現(xiàn)自動供料、自動裝配、在線自動檢驗、自動打標(biāo)包裝等一系列裝配流程的自動化，能夠大幅節(jié)省人力、保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于電子、電器、機械、汽車、食品飲料等行業(yè)。

三、專用設(shè)備自動化控制系統(tǒng)

應(yīng)用于對各種電機拖動的工業(yè)專用設(shè)備（如造紙機械、紡織機械、注塑機、機床、風(fēng)機等）的自動化控制，可實現(xiàn)調(diào)速控制、節(jié)能兩種效果。按技術(shù)路線劃分，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)可分為變頻控制和伺服控制兩大類，兩種方式在控制的精度和可靠性上存在差異，但均包括控制層、驅(qū)動層和執(zhí)行層三個部分：

1、控制層

與過程自動化系統(tǒng)類似，工控系統(tǒng)的控制層通常包括HMI（人機交互界面）和PLC/DCS/IPC，負責(zé)接受、處理、反饋信息，是工控系統(tǒng)的“大腦”；

2、驅(qū)動層

為變頻器或伺服驅(qū)動器，通過整流、逆變的方式改變電流工作頻率，以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，是工控系統(tǒng)的“心臟”；

3、執(zhí)行層

變頻控制的執(zhí)行層為普通電機、閥門、氣動部件等，伺服控制的執(zhí)行層為伺服電機，負責(zé)完成動作的輸出，是工控系統(tǒng)的“雙手”。

工業(yè)自動化設(shè)備屬于智能裝備的范疇，是“十二五”期間國家重點扶持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)（2010 年10 月，《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》）。在未來五年里，伴隨著人口紅利消失和原材料、能源成本的上漲，中國制造業(yè)將經(jīng)歷由粗放型、低附加值模式向集約型、高附加值模式的歷史性轉(zhuǎn)變。作為高端制造業(yè)的“基石”，工業(yè)自動化裝備面臨著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求雙重機遇，其中我們判斷行業(yè)內(nèi)將出現(xiàn)兩條顯著的高速成長主線：

1）高端智能裝備加速成長：前期滲透率已經(jīng)較高的數(shù)控機床、過程自動化系統(tǒng)、變頻器等產(chǎn)品增速在明顯放緩，而隨著低端勞動力成本加速上行、產(chǎn)業(yè)升級進入白熱階段，“替代人工”屬性更強、前期滲透率較低的“高端智能裝備”（如工業(yè)機器人、自動化裝配線、自動化倉儲設(shè)備等）有望越過產(chǎn)品導(dǎo)入期、進入高速成長期，未來5 年保持年均20-30%的快速增長；

2）本土自動化龍頭崛起：受益于國家支持國產(chǎn)化率提升的政策意圖、關(guān)鍵零部件的突破，掌握核心技術(shù)、研發(fā)能力強勁的國內(nèi)自動化裝備企業(yè)）有望加快進口替代的速度，實現(xiàn)超過行業(yè)平均的高速成長。

工業(yè)自動化是機器設(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)實現(xiàn)測量、操縱等信息處理和過程控制 的統(tǒng)稱。自動化技術(shù)就是探索和研究實現(xiàn)自動化過程的方法和技術(shù)。它是涉及機械、微電子、計算機等技術(shù)領(lǐng)域的一門綜合性技術(shù)。工業(yè)革命是自動化技術(shù)的助產(chǎn)士。正是由于工業(yè)革命的需要，自動化技術(shù)才沖破了卵殼，得到了蓬勃發(fā)展。同時自動化技術(shù)也促進了工業(yè)的進步，如今自動化技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術(shù)等領(lǐng)域，成為提高勞動生產(chǎn)率的主要手段。

工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(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)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術(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。雖然自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。

中國工控自動化的發(fā)展道路，大多是在引進成套設(shè)備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前中國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，中國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。

⒈以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動化將成為主流

眾所周知，從20世紀(jì)60年代開始，西方國家就依靠技術(shù)進步（即新設(shè)備、新工藝以及計算機應(yīng)用）開始對傳統(tǒng)工業(yè)進行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20世紀(jì)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.。雖然計算機集成制造系統(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)實現(xiàn)“在正確的時間，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“五個正確”。然而這種自動化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時是高風(fēng)險的發(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)控制自動化的道路。

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(chǔ)自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎(chǔ)自動化和過程自動化。

傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)，基礎(chǔ)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，其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的價格之高令眾多企業(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(wǎng)絡(luò)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。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，并且被操作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統(tǒng)維護成本低。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PC的應(yīng)用感到很不安。事實上，他們現(xiàn)在也加入到了PC控制“浪潮”中。

近年來，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主要包含兩種類型：IPC工控機和Compact PCI工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎(chǔ)自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運行穩(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，而IPC將占據(jù)管理自動化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計算機為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識產(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，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

幾年前，當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會取代PLC。然而，時至今日工業(yè)PC并沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因；另一個是軟件操作系統(tǒng)Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成；二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預(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PLC相比，工業(yè)PC軟件很便宜。據(jù)Frost & Sullivan公司估計，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年會翻一番，工業(yè)PC市場變得非常可觀。

⒉PLC在向微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性方向發(fā)展

目前，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。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，2000年P(guān)LC的國內(nèi)市場銷量為15（20萬套（其中進口占90%左右），約25（35億元人民幣，年增長率約為12%。預(yù)計到2005年全國PLC需求量將達到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)濟下滑，PLC市場將會復(fù)蘇，估計全球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、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展的主要方向。在基于PLC自動化的早期，PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年，微型PLC（小于32 I/O）已經(jīng)出現(xiàn)，價格只有幾百歐元。隨著軟PLC（Soft PLC）控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(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)的擴展，PLC也不例外?，F(xiàn)在越來越多的PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口。可以相信，PLC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)。

⒊面向測控管一體化設(shè)計的DCS系統(tǒng)

集散控制系統(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，首先由大型進口設(shè)備成套中引入國外的DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當(dāng)時，中國主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時，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(chǎn)的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)達到或接近國際先進水平。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)，同時使得國外引進的DCS系統(tǒng)價格也大幅度下降，為中國自動化推廣事業(yè)做出了貢獻。與此同時，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下降。據(jù)統(tǒng)計，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)電機組，需要DCS實現(xiàn)監(jiān)控；不少企業(yè)已使用DCS近15~20年，需要更新和改造。

⒋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 Control System）。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（Field Device）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)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的4~20mA模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(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)字計算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、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。

計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動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)的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統(tǒng)的DCS還需要一個較長的過程，同時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)、先進控制等新技術(shù)的FCS將具有強大的生命力。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。

⒌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。現(xiàn)有各類儀器儀表企業(yè)6000余家，年銷售額約1000億元，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產(chǎn)國。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，除去隨成套工程項目配套引進的儀器儀表不計，去年進口各類儀器儀表近60億美元，約占中國儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值的50%。但目前中國儀器儀表行業(yè)產(chǎn)品大多屬于中低檔水平，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，差距還將進一步加大。目前，中國高檔、大型儀器設(shè)備大多依賴進口。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)儀器與遠程測控系統(tǒng)。

幾點建議：開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，掌握核心技術(shù)；加強儀器儀表行業(yè)的系統(tǒng)集成能力；進一步拓展儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域。

⒍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)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了51年的歷程。近10年來，隨著計算機技術(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)運而生，發(fā)展很快。目前正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開放體系結(jié)構(gòu)的方向前進。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.SOFT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、消化、吸收，“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化，取得了很大的進展，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)，也帶動了機電控制與傳動控制技術(shù)的發(fā)展。同時，具有中國特色的經(jīng)濟型數(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)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；增強通信功能，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。

進入21世紀(jì)，人類社會將逐步進入知識經(jīng)濟時代，知識將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動力，而機床工業(yè)，作為機器制造業(yè)、工業(yè)以至整個國民經(jīng)濟發(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，機械加工向虛擬制造的方向發(fā)展；信息技術(shù)（IT）與機床的結(jié)合，機電一體化先進機床將得到發(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)保機床將加速發(fā)展，占領(lǐng)廣大市場。

⒎工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合方向發(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、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。在推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時，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用于點對點方式，802.11用于一點對多點方式。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、移動漫游、網(wǎng)絡(luò)管理以及與3G等其它移動通信系統(tǒng)之間的關(guān)系等問題上。

在工業(yè)自動化領(lǐng)域，有成千上萬的感應(yīng)器，檢測器，計算機，PLC，讀卡器等設(shè)備，需要互相連接形成一個控制網(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)備使用隔離型信號轉(zhuǎn)換器，將工業(yè)設(shè)備的RS-232串口信號與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號相互轉(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，有效的擴展了工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。

計算機網(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。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、移動機器人以及各種自動化設(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)拓撲結(jié)構(gòu)，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補了有線網(wǎng)絡(luò)的不足，進一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通信性能。

⒏工業(yè)控制軟件正向先進控制方向發(fā)展

作為工控軟件的一個重要組成部分，國內(nèi)人機界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取得了較大進展，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)控制軟件將從人機界面和基本策略組態(tài)向先進控制方向發(fā)展。

先進過程控制APC（Advanced Process Control）目前還沒有嚴格而統(tǒng)一的定義。一般將基于數(shù)學(xué)模型而又必須用計算機來實現(xiàn)的控制算法，統(tǒng)稱為先進過程控制策略。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。

由于先進控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益，因此這些軟件也身價倍增。國際上已經(jīng)有幾十家公司，推出了上百種先進控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品，在世界范圍內(nèi)形成了一個強大的流程工業(yè)應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)。因此，開發(fā)中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進控制和優(yōu)化軟件，打破外國產(chǎn)品的壟斷，替代進口，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，在集成平臺上，實現(xiàn)信息的采集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。

由于大力發(fā)展工業(yè)自動化是加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、提高企業(yè)整體素質(zhì)、提高國家整體國力、調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)、迅速搞活大中型企業(yè)的有效途徑和手段，國家將繼續(xù)通過實施一系列工業(yè)過程自動化高技術(shù)產(chǎn)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(shù)的進一步發(fā)展，加強技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，解決國民經(jīng)濟發(fā)展面臨的深層問題，進一步提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì)和綜合國力，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

機器人的應(yīng)用是自動化升級改造最具代表性的一個方面。機器人的引入，能夠大大解決人力成本攀升、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性。機器人作為人工替代，是最直接也是最具象征意義的自動化改造。

但有象征意義不等于能解決實際問題。實現(xiàn)自動化，氣動液壓控制及非標(biāo)設(shè)備自動化也是非常重要的手段之一。尤其針對一些特殊應(yīng)用，機器人不能解決的，非標(biāo)自動化設(shè)備才是答案。或是同一個應(yīng)用，其他方式會比機器人應(yīng)用費用更低或是更方便。自動化升級改造，切不可只盯著機器人看，多種渠道才是最好?！?/p>

機器人作為智能設(shè)備，并非簡單安裝調(diào)試即可使用，如果忽略機器人的開發(fā)（或二次開發(fā)）與應(yīng)用，將會導(dǎo)致許多機器人買回來卻用不上或使用不當(dāng)。系統(tǒng)集成商能夠根據(jù)企業(yè)產(chǎn)線的實際需求提供合適的解決方案，包括使用什么機器人，如何使用，如何與原有產(chǎn)線設(shè)備有效連接等等。

真正的自動化升級改造，并非一個簡單工位或是機器的更換就能完成，而會涉及到整條生產(chǎn)線或是整個工廠管理體系。完全自動化升級改造也是一項及其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不論是時間還是成本上都是規(guī)模非常龐大的。

對于中小企業(yè)，自動化改造需量力而行：從比較成熟的自動化技術(shù)開始，從工廠急待升級改造的部位入手，逐步進行。對實力大型企業(yè)：要理解自動化升級改造并非有錢就能解決的，切不可追求一步到位。按目前的技術(shù)水平，真正實現(xiàn)“無人工廠”、“黑燈工廠”的企業(yè)在全球范圍并不多見。

舉例來說，手機及小型家電的裝配工序，例如布線專配，按目前的技術(shù)水平，還有很長一段時間依然是靠人工來完成。一些其他自動化設(shè)備也是如此。所以進行自動化改造，需要仔細衡量目前的技術(shù)水平，并非所有工序都適合進行自動化改造。

近來工業(yè)4.0及中國制造2025的概念非?；馃?，以致很多企業(yè)盲目跟風(fēng)。制造業(yè)企業(yè)更應(yīng)該關(guān)注的是實際技術(shù)與問題的解決方案。當(dāng)有一定數(shù)量的企業(yè)從狹義的機械與過程自動化，發(fā)展到以信息為核心技術(shù)的廣義管理自動化，工業(yè)4.0時代也將應(yīng)運而生。

自動化倉庫ABC ，自動化技術(shù)在倉儲領(lǐng)域（包括主體倉庫）中的發(fā)展可分為五個階段：人工倉儲階段、機械化倉儲階段、自動化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能自動化倉儲階段。在90年代后期及21世紀(jì)的若干年內(nèi)，智能自動化倉儲將是自動化技術(shù)的主要發(fā)展方向。

第一階段，物資的輸送、存儲、管理和控制主要靠人工實現(xiàn)，其實時性和直觀性是明顯的優(yōu)點。人工倉儲技術(shù)在初期設(shè)備投資的經(jīng)濟指標(biāo)也具有優(yōu)越性。

第二階段，物料可以通過各種各樣的傳帶，工業(yè)輸送車、機械手、吊車、堆垛機和升降機來移動和搬運，用貨架托盤和可移動貨架存儲物料，通過人工操作機械存取設(shè)備，用限位開關(guān)，螺旋機械制動和機械監(jiān)視器等控制設(shè)備的運行。機械化滿足了人們速度、精度、高度、重量、重復(fù)存取和搬運等要求。

第三階段是自動化倉儲技術(shù)階段，自動化技術(shù)對倉儲技術(shù)和發(fā)展起了重要的促進作用。50年代末和60年代，相繼研制和采用了自動導(dǎo)引小車（AVG）、自動貨架、自動存取機器人、自動識別和自動分揀等系統(tǒng)。70年代和80年代，旋轉(zhuǎn)體式貨架、移動式貨架、巷道式堆垛機和其他搬運設(shè)備都加入了自動控制的行列，但這時只是各個設(shè)備的局部自動化并各自獨立應(yīng)用，被稱為"自動化孤島"。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，工作重點轉(zhuǎn)向物資的控制和管理，要求實時，協(xié)調(diào)和一體化，計算機之間、數(shù)據(jù)采集點之間、機械設(shè)備的控制器之間以及它們與主計算機之間的通信可以及時地匯總信息，倉庫計算機及時地記錄訂貨和到貨時間，顯示庫存量，計劃人員可以方便地作出供貨決策，他們知道正在生產(chǎn) 什么、訂什么貨、什么時間發(fā)什么貨、管理人員隨時掌握貨源及需求。信息技術(shù)的應(yīng)用已成為倉儲技術(shù)的重要支柱。

第四階段是集成自動化倉儲技術(shù)階段，在70年代末和80年代，自動化技術(shù)被越來越多地用到生產(chǎn)和分配領(lǐng)域，顯然，“自動化孤島”需要集成化，于是便形成了“集成系統(tǒng)”的概念。在集成化系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的有機協(xié)作，使總體效益和生產(chǎn)的應(yīng)變能力大大超過各部分獨立效益的總和。

集成化倉庫技術(shù)作為計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS-Computer Integrated Manufacturing System）中物資存儲的中心受到人們的重視。雖然人們在80年代已經(jīng)注意到系統(tǒng)集成化，但至今在中國已建成的集成化倉儲系統(tǒng)還不多。在集成化系統(tǒng)里包括了人、設(shè)備和控制系統(tǒng)，前述三個階段是基礎(chǔ)。

70年代初期，中國開始研究采用巷道式堆垛機的立體倉庫。1980年，由北京機械工業(yè)自動化研究所等單位研制建成的中國第一座自動化立體倉庫在北京汽車制造廠投產(chǎn)。（將拍攝自動化倉庫的照片）從此以后，立體倉庫在中國得到了迅速的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前中國已建成的立體倉庫近三百座，其中全自動的立體倉庫有30多個。中國的自動化倉庫技術(shù)已實現(xiàn)了與其他信息決策系統(tǒng)的集成，正在做智能控制和模糊控制的研究工作。

第五階段是智能自動化倉儲技術(shù)，人工智能技術(shù)發(fā)展了自動化技術(shù)向更高級的階段——智能自動化方向發(fā)展。現(xiàn)在，智能自動化倉儲技術(shù)還處于初級發(fā)展階段，到二十世紀(jì)倉儲技術(shù)的智能化將具有廣闊的應(yīng)用前景。

1．按建筑形式分為整體和分離式。

2．按貨物存取形式分為單元貨架式，移動貨架式和揀選貨架式。

3．按貨架構(gòu)造形式分為單元貨架式，貫通式，水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式倉庫。

4．按所起的作用分為生產(chǎn)性倉庫和流通性倉庫。

5．按自動化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度分為獨立型，半緊密型和緊密型倉庫。

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思。和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、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”國際合作研究計劃。許多發(fā)達國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等參加了該項計劃。該計劃共計劃投資10億美元，對100個項目實施前期科研計劃。

毫無疑問，智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(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，工藝過程設(shè)計，生產(chǎn)調(diào)度，故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進的計算機智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方，生產(chǎn)調(diào)度等，實現(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現(xiàn)智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在遙遠的將來。有人甚至提出這樣的問題，下個世 紀(jì)會實現(xiàn)智能自動化嗎？而如果只是在企業(yè)的某個局部緩解實現(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（計算機集成制造系統(tǒng)），敏捷制造等都可以看作是智能自動化的例子。的確，除了制造過程本身可以實現(xiàn)智能化外，還可以逐步實現(xiàn)智能設(shè)計，智能管理等，再加上信息集成，全局優(yōu)化，逐步提高系統(tǒng)的智能化水平，最終建立智能制造系統(tǒng)。這可能是實現(xiàn)智能制造的一種可行途徑。

Agent原為代理商，是指在商品經(jīng)濟活動中被授權(quán)代表委托人的一方。后來被借用到人工智能和計算機科學(xué)等領(lǐng)域，以描述計算機軟件的智能行為，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。"隨著人工智能和計算機技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，多智能體系統(tǒng)技術(shù)對解決產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品的整個生命周期中的多領(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，并實現(xiàn)智能制造提供了更有效的手段。

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，每個整子可以對其自身的操作行為作出規(guī)劃，可以對意外事件（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，每個整子可以請求其它整子執(zhí)行某種操作行為，也可以對 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)的特點是：

●敏捷性，具有自組織能力，可快速、可靠地組建新系統(tǒng)。

●柔性，對于快速變化的市場、變化的制造要求有很強的適應(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，也是自動化、系統(tǒng)技術(shù)的研究成果，它將對各種單元自動化技術(shù)提出新的課題，從而在整體上影響到制造自動化的發(fā)展方向。展望未來，21世紀(jì)的制造自動化將沿著歷史的軌道繼續(xù)前進。

凡國家承認學(xué)歷的?？萍皩？埔陨袭厴I(yè)生均可以報考，并根據(jù)具體情況作如下分類：

1、工業(yè)自動化、工業(yè)電氣自動化技術(shù)專業(yè)?？飘厴I(yè)生可直接報考；

2、電工類非工業(yè)自動化、工業(yè)電氣自動化技術(shù)專業(yè)?？萍皩？埔陨袭厴I(yè)生報考，須加考自動控制原理與系統(tǒng)課程；

3、其他工科類專業(yè)?？萍皩？埔陨袭厴I(yè)生報考，須加考電機與拖動基礎(chǔ)（含實踐）、電工原理（含實踐）、自動控制原理與系統(tǒng)等三門課程。

《工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)手冊》分為基礎(chǔ)理論與產(chǎn)品兩部分?；A(chǔ)理論部分著重介紹工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)常用術(shù)語和資料、檢測與控制技術(shù)、可靠性工程、環(huán)境適應(yīng)性試驗與防爆安 全技術(shù);產(chǎn)品部分介紹各種檢測(含熱工量、機械量、成分量)、顯示、控制、執(zhí)行儀表與系統(tǒng)。手冊共有24篇，包括總論1篇、基礎(chǔ)部分7篇、產(chǎn)品部分16篇，分上下兩冊出版。

本手冊內(nèi)容完整、門類齊全、產(chǎn)品豐富、專業(yè)覆蓋面廣，基本上反映了工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品的全貌，是一部較完整的工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)專業(yè)手冊。

本手冊在表達方式上力求做到深入淺出、簡明扼要、直觀易懂、歸類便查。讀者在了解工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品的同時，可起備查、提示、啟發(fā)的作用 。

本手冊可供工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)行業(yè)的科研、設(shè)計、制造、應(yīng)用方面的工程技術(shù)人員參考使用，也可供大專院校有關(guān)專業(yè)師生參閱。