——上海工業自動化儀表研究院教授級高工 彭瑜

   製zhi造zao業ye發fa展zhan推tui進jin自zi動dong化hua技ji術shu的de全quan方fang位wei整zheng合he服fu務wu於yu製zhi造zao業ye的de工gong業ye自zi動dong化hua技ji術shu，其qi發fa展zhan顯xian然ran受shou到dao製zhi造zao業ye的de技ji術shu發fa展zhan要yao求qiu及ji其qi市shi場chang發fa展zhan的de驅qu動dong。這zhe些xie年nian來lai，製zhi造zao業ye正zheng在zai經jing曆li著zhe重zhong要yao的de轉zhuan變bian；企業的大批量生產向按市場或客戶要求批量生產(客製化)轉變；離散的供應鏈向同步的供應鏈轉變；設計和控製係統鬆散耦合向設計和控製係統集成一體(數字化工廠)轉變；在某地生產向全球化采購、生產轉變；僅考慮物理資產設備向全麵考慮功能性資產設備轉變；追求獲得最低生產成本項追求降低係統性成本轉變；這些轉變正著力推動供應鏈集成和柔性製造的發展。同時，製造工廠對質量
、成本、效率以及安全的高要求加速了企業業務管理係統整合集成。
　　
    麵對製造技術的這一發展趨勢，最終用戶迫切地需要優化生產線的操作運行，而裝備製造廠亦需要優化機械製造的效能。從機械裝備、生產線和工廠企業三個層次分析
，滿足製造業發展要求的自動化技術主要有：先進控製、智能控製、預測診斷
；工業以太網、OPCUA、嵌入式係統
、FPGA、高可靠性的軟件、軟件集成。這些技術將在不同的層次對自動化係統產生不同的作用。
　　
    由you此ci而er上shang，替ti代dai目mu前qian功gong能neng基ji本ben固gu定ding的de控kong製zhi係xi統tong的de將jiang是shi新xin一yi代dai控kong製zhi係xi統tong功gong能neng自zi治zhi的de控kong製zhi係xi統tong，該gai係xi統tong不bu僅jin要yao有you靈ling活huo的de功gong能neng來lai快kuai速su適shi應ying市shi場chang對dui產chan品pin需xu求qiu的de變bian化hua和he製zhi造zao工gong藝yi的de變bian化hua，易yi於yu擴kuo展zhan，而er且qie還hai具ju備bei故gu障zhang容rong錯cuo

、自愈功能、強大的冗餘能力以及分散結構。
　　
    智能製造和智能製造係統總體來講

，智能製造有著誘人的前景和廣闊的市場，同時也具備很強的帶動性。主要體現在以下幾個方麵：裝備製造業轉型升級借力智能製造；勞動力成本不斷上升呼喚智能製造；技術發展驅動智能製造；效率、效益、質量的提升需要智能製造；作業環境的改善有賴智能製造。
　　
    智能裝備是製造技術

、傳感與控製技術、計算機與人工智能技術深度融合的結果，是實現高效
、高品質

、節能環保和安全可靠生產的高端裝備
，具有感知、決策、執行等功能。它同時集成了信息流、物料流和能量流。分析可知，製造智能包含了感知與測控網絡、機器學習與製造知識發現
、麵向製造的綜合推理、圖形化建模與仿真、智能全息人機交互的知識體係。具體來看
，智能製造分為智能製造裝備、智能製造係統和智能製造服務。
　　
    智能製造裝備包括工況感知與智能識別
、性能預測與智能維護
、智能規劃與智能編程、智能數控與伺服驅動；智能製造係統包括係統建模與自行組織

、智能製造執行係統、智能企業管控

、智能供應鏈管理、流程智能控製；智能製造服務包括服務感知與控製的互聯、工業產品智能服務
、服務過程的智能運控、製造物聯網與物流智能服務
、製造與服務的集成共享和協同。
　　
    在未來的工業發展中，智能化有著非常深遠的意義。智能化不僅能夠提升傳統製造水平
，而且能夠滿足高技術發展需求；同時
，智能化既智能又符合倫理標準。另外
，信息化、智zhi能neng化hua技ji術shu為wei現xian代dai製zhi造zao服fu務wu業ye提ti供gong了le技ji術shu保bao障zhang，也ye將jiang推tui動dong機ji械xie製zhi造zao業ye生sheng產chan方fang式shi發fa生sheng全quan新xin的de改gai變bian
，此ci外wai，智zhi能neng化hua還hai有you助zhu於yu緩huan解jie環huan境jing和he能neng源yuan對dui機ji械xie製zhi造zao業ye的de製zhi約yue。
　　
    ruanjianzaigongyezidonghuadezhongyaoxingriqutuchusuizheyingjiandechengbenbuduanxiajiang，yingjianrongyuyibeiguangfanlijieheyingyong
，tongshi
，yingjianshejiyuelaiyuechengshu，nenggoumanzugezhongyudingdeyaoqiu

，dadaohengaodekekaoxingshuiping。yucixingchengxianmingduibideshi，jishikekaoxingshuipingbutaigao，renmenyenanyizaishejiruanjianshinenggouquebaowanquanmanzuyudingdeyaoqiu；而包括從控製係統到安全係統、從cong單dan獨du的de係xi統tong到dao複fu雜za的de集ji成cheng係xi統tong的de工gong業ye係xi統tong，對dui軟ruan件jian的de依yi賴lai卻que越yue來lai越yue大da。這zhe就jiu是shi說shuo，軟ruan件jian變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za，以yi至zhi於yu更geng難nan控kong製zhi其qi可ke靠kao性xing。於yu是shi，由you於yu軟ruan件jian和he人ren為wei因yin素su造zao成cheng的de失shi效xiao、事故甚至停機所占的比重越來越大。
　　
    更值得關注的是，自動化係統中軟件開發成本越來越高。據可靠數據顯示，在裝備製造係統中
，由1980至2010年的30年來，軟件成本由10%增至40%，電子電器成本由
　　
    10%增至25%，機械成本由80%降至35%。此ci外wai，軟ruan件jian的de複fu雜za性xing隨sui著zhe軟ruan件jian變bian大da呈cheng指zhi數shu增zeng長chang，所suo需xu的de開kai發fa時shi間jian也ye越yue來lai越yue長chang，而er且qie軟ruan件jian出chu錯cuo的de概gai率lv也ye不bu斷duan增zeng加jia。可ke見jian
，對dui軟ruan件jian的de複fu雜za性xing進jin行xing科ke學xue管guan理li的de必bi要yao性xing日ri益yi迫po切qie。
　　
    顯然，在工業控製領域
，軟件設計的工程化必須在其全生命周期完善實施，即在設計階段、仿真階段、程序編製階段
、調試階段
、現場調試階段
、運行階段以及支持服務階段(對供應商)、維護階段(對用戶)全麵實施。
　　
    qizhong
，bianchengyuyanshishixianruanjiangongnengdejichu。duiyigekongzhixitonglaishuo，ruanjiandezhongyaoxingbukezhiyi。yongshenmeyangdebianchengyuyanlaibianzhiyingyongruanjian，bingqieweiguanchuanyuzhenggeruanjiandequanshengmingzhouqitigongjianshidejichuhezugoudezhichi，jiweiguanjian。zhezhongbianchengyuyanbixujianlizaixiandairuanjiangongchengdelilunjichuzhishang
，yongtalaishixianruanjiandequanshengmingzhouqidegezhongbiyaogongneng
，tashouxianbixujubeiyixiatexing：結構化、可分解、可重複使用
、在軟件的執行過程中必須是可控的
，同時必須是可以被認證和被確認的。
　　
    信xin息xi化hua與yu自zi動dong化hua的de密mi切qie融rong合he在zai當dang今jin我wo國guo國guo情qing和he曆li史shi條tiao件jian下xia如ru何he加jia快kuai我wo國guo工gong業ye現xian代dai化hua進jin程cheng
？信xin息xi化hua是shi我wo國guo加jia快kuai實shi現xian工gong業ye化hua和he現xian代dai化hua的de必bi然ran選xuan擇ze。我wo們men應ying該gai堅jian持chi以yi信xin息xi化hua帶dai動dong工gong業ye化hua，以yi工gong業ye化hua促cu進jin信xin息xi化hua，兩liang化hua融rong合he，走zou出chu一yi條tiao科ke技ji含han量liang高gao，經jing濟ji效xiao益yi好hao，資zi源yuan消xiao耗hao低di，環huan境jing汙wu染ran少shao，人ren力li資zi源yuan優you勢shi得de到dao充chong分fen發fa揮hui的de新xin型xing工gong業ye化hua路lu子zi。
　　
    gongyehuashiyigebuduanfazhandedongtaiguocheng。suizhekexueyujishugemingdefazhan
，zhegedongtaifazhanguochengtixianzaimeiyigegongyeqiyezhong


，jiushiyaoyitishengqiyedejingjixiaoyihejingzhengliweimubiao，yixiandaihuaxinxijishuweishouduan，yikaifaheliyongxinxiziyuanweiduixiang，yiyouhuaqiyedekaifa
、生產、管理和營銷等業務流程為主要內容
，持續不斷地接近和超越世界工業的現代化先進水平。
　　
    從上世紀90年(nian)代(dai)開(kai)始(shi)

，自(zi)動(dong)化(hua)的(de)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou)從(cong)底(di)層(ceng)的(de)製(zhi)造(zao)自(zi)動(dong)化(hua)到(dao)頂(ding)層(ceng)的(de)管(guan)理(li)自(zi)動(dong)化(hua)，完(wan)成(cheng)了(le)由(you)五(wu)層(ceng)模(mo)型(xing)向(xiang)三(san)層(ceng)模(mo)型(xing)的(de)演(yan)變(bian)，充(chong)分(fen)體(ti)現(xian)了(le)工(gong)業(ye)化(hua)和(he)信(xin)息(xi)化(hua)兩(liang)化(hua)融(rong)合(he)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)。