儀器儀表智能化

在zai控kong製zhi係xi統tong中zhong，儀yi器qi儀yi表biao作zuo為wei其qi構gou成cheng元yuan素su，它ta的de技ji術shu進jin展zhan是shi跟gen隨sui控kong製zhi係xi統tong技ji術shu的de發fa展zhan而er發fa展zhan的de。目mu前qian
，控kong製zhi理li論lun已yi發fa展zhan到dao智zhi能neng控kong製zhi的de新xin階jie段duan，自zi動dong化hua儀yi器qi儀yi表biao的de智zhi能neng化hua就jiu成cheng為wei必bi然ran了le。

儀器儀表的智能化主要歸結於微處理器和人工智能技術的發展與應用。例如運用神經網絡、遺傳算法、進化計算
、混沌控製等智能技術，使儀器儀表實現高速
、高效、多功能、高機動靈活等性能。

再如
，運用模糊規則的模糊推理技術，對事物的各種模糊關係進行各種類型的模糊決策。

當前


，我國智能化領域最薄弱
、最需要發展的是儀器、儀表
、chuanganqidengjichuchanye。suizhekexuejishudefeisufazhanhezidonghuachengdudebuduantigao，woguoyiqiyibiaoxingyeyejiangfashengxindebianhuabinghuodexindefazhan。yiqiyibiaochanpindegaokejihua，tebieshizhinenghua，jiangchengweirihouyiqiyibiaokejiyuchanyedefazhanzhuliu。

基於智能控製理論基礎的智能儀器儀表目前大致有以下幾方麵的進展：

專家控製器

專家控製係統（expertcontrolsystem
，ECS）shidianxingdejiyuzhishikongzhixitong，tashiyigejuyoudaliangdezhuanmenzhishiyujingyandechengxuxitong。tayunyongrengongzhinengjishuhejisuanjijishu，genjumoulingyuyigehuoduogezhuanjiatigongdezhishihejingyan

，jinxingtuilihepanduan
，monirenleizhuanjiadejueceguocheng，jiejuenaxiexuyaorenleizhuanjiacainengjiejuehaodefuzawenti。

模糊控製器

模糊控製器（FC-Fuzzy Controller）
，也稱模糊邏輯控製器（FLC-Fuzzy Logic Controller）。由於模糊控製技術具有處理不確定性
、不(bu)精(jing)確(que)性(xing)和(he)模(mo)糊(hu)信(xin)息(xi)的(de)能(neng)力(li)，對(dui)無(wu)法(fa)建(jian)造(zao)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)的(de)被(bei)控(kong)過(guo)程(cheng)能(neng)進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)的(de)控(kong)製(zhi)，能(neng)解(jie)決(jue)一(yi)些(xie)用(yong)常(chang)規(gui)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)，因(yin)而(er)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)在(zai)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。

神經網絡控製器

神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)在(zai)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)提(ti)高(gao)了(le)係(xi)統(tong)的(de)信(xin)息(xi)處(chu)理(li)能(neng)力(li)，提(ti)高(gao)了(le)係(xi)統(tong)的(de)智(zhi)能(neng)水(shui)平(ping)。所(suo)謂(wei)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)控(kong)製(zhi)
，簡(jian)稱(cheng)神(shen)經(jing)控(kong)製(zhi)，它(ta)是(shi)指(zhi)采(cai)用(yong)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)對(dui)複(fu)雜(za)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)對(dui)象(xiang)進(jin)行(xing)建(jian)模(mo)，或(huo)擔(dan)當(dang)控(kong)製(zhi)器(qi)
，或(huo)優(you)化(hua)計(ji)算(suan)，或(huo)進(jin)行(xing)推(tui)理(li)
，或(huo)故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)等(deng)工(gong)作(zuo)。

需要注意的是：在儀器儀表的智能化領域
，無論是神經元網絡、模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)或(huo)混(hun)沌(dun)控(kong)製(zhi)
，盡(jin)管(guan)我(wo)國(guo)學(xue)者(zhe)發(fa)表(biao)的(de)文(wen)章(zhang)很(hen)多(duo)，但(dan)是(shi)

，嚴(yan)格(ge)細(xi)致(zhi)和(he)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)的(de)工(gong)作(zuo)與(yu)成(cheng)果(guo)卻(que)並(bing)不(bu)多(duo)。一(yi)些(xie)高(gao)端(duan)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)還(hai)仍(reng)然(ran)需(xu)要(yao)向(xiang)國(guo)外(wai)進(jin)口(kou)。

控製係統網絡化

21世紀的控製係統將是網絡與控製結合的係統。對網絡化控製係統（Networked Control System
，簡稱NCS）的de研yan究jiu已yi經jing成cheng為wei當dang前qian自zi動dong化hua領ling域yu中zhong的de前qian沿yan課ke題ti之zhi一yi。隨sui著zhe通tong信xin網wang絡luo作zuo為wei一yi個ge係xi統tong環huan節jie嵌qian入ru控kong製zhi係xi統tong，這zhe很hen大da地di豐feng富fu了le工gong業ye控kong製zhi技ji術shu和he手shou段duan，使shi自zi動dong化hua係xi統tong與yu工gong業ye控kong製zhi係xi統tong在zai體ti係xi結jie構gou
、控製方法以及人機協作方法等方麵都發生了較大的變化
，與此同時也帶來了一些新的問題，如控製與通信的耦合、時間延遲、信息調度方法
、分布式控製方式與故障疹斷等。

傳統的控製領域正經曆著一場前所未有的變革，開始向網絡化方向發展。控製係統的結構從最初的CCS（計算機集中控製係統），到第二代的DCS（分散控製係統），發展到現在流行的FCS（現場總線控製係統）。對諸如圖像
、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，又催生了工業以太網與控製網絡的結合。

這種工業控製係統網絡化浪潮又將諸如嵌入式技術、多標準工業控製網絡互聯、無線技術等多種當今流行技術融合進來，從而拓展了工業控製領域的發展空間
，帶來新的發展機遇。

將現場總線
、以太網、多種工業控製網絡互聯、嵌入式技術和無線通信技術融合到工業控製網絡中
，在保證控製係統原有的穩定性
、shishixingdengyaoqiudetongshi
，youzengqianglexitongdekaifangxinghehucaozuoxing，tigaolexitongduibutonghuanjingdeshiyingxing。zaijingjiquanqiuhuadejintian，zheyigongyekongzhixitongwangluohuajiqigouchengmoshishideqiyenenggoushiyingkongqianjiliedeshichangjingzheng，youzhuyujiakuaixinchanpindekaifa、降低生產成本、完善信息服務，具有廣闊的發展前景。

工業通信無線化

gongyetongxinwuxianhuayeshidangqianzidonghualingyutantaobijiaoreliedewenti。gongyekongzhiqiyeyijingzhuburenshidaowuxianjishujiangshixiayigejishutengfeidejichu，jiangnenggoudadatishenggongchangxiaonengyubaozhengyonghudeanquan。

隨著無線技術日益普及
，各家供應商正在提供一係列軟硬件技術，協助在產品中增加通信功能。這些技術支持的通信標準包括藍牙
、Wi-Fi
、GPS（全球定位係統）、5G以及WiMax（全球微波接入互操作）。然而，在增加無線連網功能時
，芯片及相關軟件的選擇（假設所選擇的實現能正常工作，並滿足相關的論證要求）可能極具挑戰性。即使做出了一個可行的設計，但如果未優化性能
、功耗、chengbenheguimo
，zekenengbuhuiqudeshichangshangdechenggong。jintianzuiremendedongxiweibishizuihaodetongxinbiaozhunhekehuxuyaodedongxi
，yincixuanzederuanyingjianshixianfanganyingyouzheyangdetedian：每個新一代產品都不需要徹底從頭開始適應。

但dan隨sui著zhe可ke靠kao性xing的de增zeng強qiang，無wu線xian技ji術shu將jiang會hui有you更geng廣guang範fan圍wei的de應ying用yong。無wu線xian通tong訊xun將jiang在zai未wei來lai的de若ruo幹gan年nian快kuai速su地di增zeng長chang，但dan無wu線xian並bing不bu會hui替ti代dai有you線xian通tong訊xun。有you線xian具ju有you穩wen定ding、可ke靠kao和he安an全quan性xing並bing不bu會hui消xiao失shi
，無wu線xian隻zhi有you在zai有you線xian不bu方fang便bian實shi現xian或huo成cheng本ben高gao的de地di方fang去qu替ti代dai有you線xian方fang案an。如ru果guo無wu線xian與yu有you線xian有you機ji地di結jie合he起qi來lai，雙shuang方fang發fa揮hui各ge自zi的de優you勢shi
，將jiang為wei增zeng長chang生sheng產chan率lv提ti供gong新xin的de方fang案an。在zai適shi宜yi有you線xian通tong訊xun的de地di方fang使shi用yong有you線xian通tong訊xun
，在zai適shi宜yi無wu線xian通tong訊xun的de地di方fang使shi用yong無wu線xian通tong訊xun，由you於yu有you線xian和he無wu線xian通tong訊xun都dou支zhi持chiTCP／IP協議，這兩種通訊方式能夠有機地結合在一起，發揮各自特長，並能夠提高生產效率。

物聯網/與/自動化

當今
，物聯網可謂是在各大媒體出鏡率最高、而且與“智能”聯係密切的名詞之一。從“管理、控製
、智能”的角度來看
，其實物聯網與工業自動化是一脈相承的，工業自動化包含采集、傳輸

、計算等環節，而物聯網是全麵感知、可靠傳遞、智慧處理，兩者是相通的。

物聯網的應用領域，諸如：物流、供應鏈、倉儲的管理係統；工業製品生產、追蹤
、進度監管
、質量追蹤等方麵；貴重商品
、危險品的監管、追蹤和防偽應用係統
；大型會議、高層會議以及重要會議的電子證件
、大型賽事、演唱會

、景區等人員快遞流通區的電子門票（如：上海世博會）
；交通收費、各類型車輛的遠距離自動識別和管理；區域內的人員自動識別、記錄、定位以及查詢；動物

、食品行業鏈的全流程追溯
；農業、救災與搶險等方麵的各個領域；貴重資產和重要資產；品牌服飾的全流程；圖書領域；軍隊槍械管理、人員管理、車輛管理、物資管理、安全保密等領域
；在航空
、汽車等領域
；零售業；社會安全領域；智能城市領域等。

“物聯網”顛覆了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維
，將公路
、建築物等物理設施與個人電腦、手機、家電
、交通設施、IT設施有效的聯係在一起，使得政府管理、生產製造


、社會管理，以及人們的個人生活全麵實現互聯互通。

雲計劃與自動化

雲計算是分布式處理、並bing行xing處chu理li和he網wang格ge計ji算suan的de發fa展zhan，或huo者zhe說shuo是shi這zhe些xie計ji算suan機ji科ke學xue概gai念nian的de商shang業ye實shi現xian。它ta的de核he心xin是shi海hai量liang數shu據ju的de存cun儲chu和he計ji算suan，特te別bie強qiang調tiao虛xu擬ni化hua技ji術shu的de應ying用yong。簡jian言yan之zhi
，雲yun計ji算suan就jiu是shi一yi種zhong依yi托tuointernet的超級計算模型，將巨大的資源聯係在一起為用戶提供各種IT服務。

例如
，雲計算模式將來帶來自動化軟件行業的巨大變革。主要有：

（1）自動化係統的架構將更加靈活，分布式架構將擴展到更大範圍

xiandaidedaxinggongyezidonghuahexinxihuaxiangmuzhong，xitongbianderiyipangdahefuza，xianyoudewangluohexitongtixijiagouyijingwufacongrongyingduizhexietiaozhan。yunjisuanzheyigemingxingliniandetichu
，chedidapolezidonghuaxitongzhongyuanlaidejianghuadetixijiegou。zaiyunjisuandexitongzhong，zidonghuahexinxihuaxitongbingbushijiandanyunxingzaimouyitaigudingdejisuanjishang
，ershiyunxingyubaokuoInternet在內的整個網絡之上，基於整個網絡來分配係統的資源及實現各種功能。

（2）海量信息的分析與處理將成為自動化軟件的常規功能

在現代大型自動化項目中，自動化信息化數據量越來越大，用“海量”形容也並不為過。所以目前自動化軟件中所用的數據庫類型

，數據存儲模式和數據的讀取、查詢模式，各項技術目前都在圍繞大量數據的準確、及時處理來進行。海量信息的處理，已經成為製約自動化軟件發展的瓶頸之一。

（3）徹底改變工程開發模式

在雲計算時代，工程項目的開發將不再拘泥於單台計算機，SaaS模式使用戶可以通過Internet

，直zhi接jie利li用yong自zi動dong化hua軟ruan件jian供gong應ying商shang服fu務wu器qi上shang的de軟ruan件jian進jin行xing開kai發fa，開kai發fa過guo程cheng在zai雲yun計ji算suan網wang絡luo中zhong進jin行xing，開kai發fa完wan成cheng後hou，生sheng成cheng可ke直zhi接jie運yun行xing的de工gong程cheng項xiang目mu即ji可ke。

（4）轉變軟件供應商的服務模式
，降低維護成本

yunjisuandemoshiyejiangjiangdiruanjiangongyingshangdefuwuchengben。yiwangruanjiangongyingshangxuyaoduiyunxingzaigezhongruanyingjianhuanjingzhongdezidonghuaruanjianjinxingjishuzhichiyuweihu
，eryunjisuanshidai，tamenzhixuyaoweihubenfuwuqishangdeyitaoruanjianjike。

（5）降低自動化係統對硬件的要求
，提升軟件的行業地位

wulunshijiyuqiyeneibuwangluodesiyouyun，huoyuwaiwangyouyidinglianjiedehunheyun，douyidongtaifenpeixitongjisuannengliweimude，keyishixitongdeyunsuanjinxingdigengjiapinghuanwending，congerzaibujiangdiyunxingxiaolvdeqiantixia，jidadijiangdiqiyeduiyingjianxitongdeyaoqiu。zhongsuozhouzhi，zaimuqiandezidonghuaxitongzhong，ruanjianchuyu“靈魂”的地位，但價值卻相對低廉，隻占5%-10%。zaiyunjisuanshidai，xitongduiyingjiandeyaoqiujiangdi，erduiruanjiandeyaoqiuzeyuelaiyuegao，suoyiruanjianzaizidonghuaxingyezhongdejiazhibizhonghezhongyaoxing，doujiangyouhendatigao。

（6）新技術與新的產品理念將成為競爭的核心

毫無疑問，雲計算模式將來帶來自動化軟件行業的巨大變革。如何把握IT發(fa)展(zhan)的(de)潮(chao)流(liu)趨(qu)勢(shi)？如(ru)何(he)開(kai)發(fa)基(ji)於(yu)雲(yun)計(ji)算(suan)的(de)新(xin)一(yi)代(dai)自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)？如(ru)何(he)將(jiang)舊(jiu)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)版(ban)本(ben)兼(jian)容(rong)於(yu)雲(yun)計(ji)算(suan)平(ping)台(tai)

？如(ru)何(he)將(jiang)傳(chuan)統(tong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)工(gong)程(cheng)係(xi)統(tong)升(sheng)級(ji)為(wei)雲(yun)計(ji)算(suan)係(xi)統(tong)
？將(jiang)成(cheng)為(wei)業(ye)內(nei)企(qi)業(ye)考(kao)慮(lv)的(de)首(shou)要(yao)問(wen)題(ti)。相(xiang)信(xin)隨(sui)著(zhe)雲(yun)計(ji)算(suan)技(ji)術(shu)的(de)日(ri)趨(qu)成(cheng)熟(shu)及(ji)自(zi)動(dong)化(hua)界(jie)的(de)努(nu)力(li)，我(wo)國(guo)利(li)用(yong)“雲計算”的自動化係統的發展將日新月異。這也是中國自動化界應當注意的問題。

綜上所述，從當前五大自動化熱門技術發展趨勢可以看到自動化創新可以用幾個詞來概括：集成
、通訊
、協同

、節能、安全

、標準與開放。隨著也誕生了許多新的產品和理念。