夏德海
(北京鋼鐵設(shè)計研究總院,北京 100053)
金風(fēng)送爽,正是收獲的季節(jié),又值建國65周年國慶即將到來之際,也是檢閱我國儀表工業(yè)成就的大好時機。由中國儀器儀表學(xué)會主辦的第25屆中國國際測量控制與儀器儀表展覽會MICONEX2014(原多國儀表展)于2014年9月23日-26日在北京·中國國際展覽中心(新國展)隆重舉行。
本屆展會云集了20多個國家和地區(qū)近500家企業(yè)參展,展出面積近3萬平方米。觀眾來自全國29個省市自治區(qū)及全球27個國家和地區(qū),人數(shù)達18208人,22446人次,其中外賓276人,堪稱亞州第一的業(yè)內(nèi)盛會。
美國國際自動化學(xué)會ISA(原美國儀表學(xué)會)的候任主席(2015)Richard W.Roop,秘書長 Patrick J.Gouhin及原主席(2013)Terrence G.Ives也應(yīng)邀參會,并分別擔(dān)任三場大會的主講嘉賓;日本測量控制學(xué)會的會長Ryuichi Nakata先生和意大利儀器制造商協(xié)會(GISI)主席與秘書長 Renato Vggeri先生也專程到會,增加了會議的隆重氣氛。
1)展會期間舉辦了一系列與國計民生有關(guān)的學(xué)術(shù)會議、論壇共25場。
(1)ISA自動化周——自動化創(chuàng)新發(fā)展論壇
(2)ISA自動化周——標(biāo)準體系、培訓(xùn)體系
(3)國際過程分析與控制中國區(qū)論壇
(4)科學(xué)儀器服務(wù)民生——國內(nèi)外藥物研究瓶頸與解決辦法論壇(SIC2014)
(5)科學(xué)儀器服務(wù)民生——環(huán)境與安全檢測技術(shù)及儀器研討會
(6)科學(xué)儀器服務(wù)民生——環(huán)境與安全檢測技術(shù)及儀器研討會分會場
(7)科學(xué)儀器服務(wù)民生——食品安全移動實驗室快檢技術(shù)及裝備應(yīng)用研討會
(8)科學(xué)儀器服務(wù)民生——實驗室儀器與設(shè)備在醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用
(9)第一屆空間儀器國際學(xué)術(shù)會議
(10)全國第五屆近紅外光譜學(xué)術(shù)會議
(11)全國第五屆近紅外光譜學(xué)術(shù)會議分會場
(12)第五屆中國國際遠程測控系統(tǒng)與RTU技術(shù)發(fā)展應(yīng)用高峰論壇(SCADA-RTU)
(13)2014工業(yè)控制信息安全年大型主題系列活動(第三站)
(14)《飛鴻踏雪泥》第二輯新書發(fā)布會
(15)2014中國工業(yè)及自動化分析與熱點分析
(16)有色金屬選礦過程分析技術(shù)研討會
(17)工業(yè)安全與儀器儀表論壇
(18)醫(yī)療儀器與生命科學(xué)論壇
(19)高等院校科研成果轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)讓發(fā)展論壇
(20)高校畢業(yè)生就業(yè)與企業(yè)招聘對接交流會
(21)2014年第五屆ARC中國工業(yè)論壇
(22)無線傳感技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研討會
(23)核磁共振技術(shù)和應(yīng)用研討會
(24)2014第五屆國際測試自動化與儀器儀表學(xué)術(shù)會議(ISTA’2014)
(25)2014中國(國際)傳感器創(chuàng)新大賽
2)由廠商舉辦的技術(shù)交流會5場
(1)西門子過程自動化AS410控制器
(2)西門子物位測量解決方案——伴您走進未來
(3)天津迅爾儀表公司產(chǎn)品介紹會
(4)上海肯特儀表公司的電磁流量計在安裝使用中的注意事項及KEFA型高端電磁流量計介紹
(5)哈爾濱東方報警設(shè)備開發(fā)公司的全新理念氣體檢測領(lǐng)域無線報警解決方案發(fā)布會
3)在答謝招待會上還舉辦了“中國儀器儀表學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎”的頒獎儀式。該獎經(jīng)國家科學(xué)技術(shù)獎勵辦公室授權(quán),科技部批準,由中國儀器儀表學(xué)會設(shè)立,每年評獎一次。2014年經(jīng)過評審,科學(xué)技術(shù)一等獎由北京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)和上海理工大學(xué)的 “氣固兩相流動過程在線監(jiān)測技術(shù)及應(yīng)用”項目獲得;科學(xué)技術(shù)二等獎3項由吳忠儀表公司等3個單位獲得;科技創(chuàng)新獎4項由無錫卓爾閥業(yè)有限公司等單位獲得;科技成果獎31項由北京康吉森自動化設(shè)備技術(shù)有限公司等單位獲得;優(yōu)秀產(chǎn)品獎21項由承德菲時博特自動化設(shè)備公司等獲得。
縱觀本展會可用以下13個字進行概括,即水、精、特、工、飛、智、細、集、民、培、空、轉(zhuǎn)、基。
水
“水”指展會的水平——達到了業(yè)內(nèi)國際水平。近幾屆在北京召開的MICONEX一般都設(shè)在老國展。這次在順義的新國展召開,雖然離城區(qū)較遠,但因為是新建展館,硬件設(shè)施完善了不少,感到面貌一新,有了現(xiàn)代化的氣息。展館只有面積龐大的一個展館,各展區(qū)可以無縫連接,從而避免了從一個展館到另一個展館,提高了參觀的效率和舒適度。場內(nèi)設(shè)施完善,舉行交流會的會場設(shè)在二樓,與一樓的展區(qū)聯(lián)系方便,餐飲設(shè)施休息區(qū)也一應(yīng)俱全。
在軟件方面,這次會議的主題較多,主要是面向民生、創(chuàng)新與技術(shù)發(fā)展、工業(yè)信息安全和人才培養(yǎng)4個方面的熱點問題。會議主題的特點為
(1)國際性強。這次展會舉辦的技術(shù)會議與論壇國際會議有8個。其中比較突出的有美國ISA的自動化周 (ISA Automation Week)。其主題有3:創(chuàng)新、標(biāo)準與培訓(xùn)。該會每年一次,在世界各地輪流舉辦,今年應(yīng)邀落戶北京;還有美國的ARC論壇,ARC是業(yè)內(nèi)著名的咨詢公司,人數(shù)不多,但影響力較大,每年在美、英、德、法、日、印、中巡回舉辦,近年來也都在MICONEX期間舉辦。
(2)學(xué)術(shù)水平高,與國際接軌。例如這次美國ISA來的3位主講人分別是原2013年主席,2015年候任主席與秘書長。其它的國際會議也不乏國際上知名專家或教授,如空間儀器國際學(xué)術(shù)會議邀請到來自卡斯特大學(xué)等著名專家。與在德國Dusserdoff每隔3年舉辦的Interkama(現(xiàn)已被漢諾威收購),和在美國ISA舉辦的展會相比,本屆展會在規(guī)模、內(nèi)容、服務(wù)和參觀人數(shù)方面也毫不遜色,可謂達到了國際水平。
當(dāng)然本屆展會也有不足之處,即國外大展商少,顯然受到了國際上經(jīng)濟不景氣的影響。
精
“精”指目的明確,精心組織,精心設(shè)計。本屆展會之所以優(yōu)于各屆展會,得益于學(xué)會領(lǐng)導(dǎo)的精心組織與精心設(shè)計。
1)目的。是要像德國漢諾威博覽會那樣來推動德國工業(yè)4.0的進展。也就是說要通過MICONEX為推動我國具有中國特色的第三次工業(yè)革命出力,有助于當(dāng)前儀表工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新,提高我國的科技水平以促進我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。
2)創(chuàng)意。借助于去年與ISA簽訂的合作協(xié)議,圍繞我國當(dāng)前幾個熱點,創(chuàng)辦一次規(guī)模較大,水平較高的國際會議。
3)決策。
(1)發(fā)動各分會開好若干場國際會議,達到前后呼應(yīng),提升氣氛,擴大效應(yīng)的目的。
(2)改變面貌,移址新國展。由于老國展在市區(qū),雖然交通便捷,但場館分散,設(shè)施老舊、不全,經(jīng)權(quán)衡利弊決定移址?,F(xiàn)在看來效果顯著。
4)精心組織和精心設(shè)計
(1)領(lǐng)導(dǎo)親自動手。例如為了開好ISA自動化周,吳幼華常務(wù)副理事長,征求、傾聽了各方面的意見,提出要求,多次與美方聯(lián)系,在確定大會命題與來華的人選方面花了很大力氣,效果良好。
(2)充分發(fā)動各分會的積極性,如為了充實科學(xué)儀器服務(wù)民生的主題,科學(xué)儀器學(xué)術(shù)工委會、環(huán)境與安全檢測儀器分會,實驗室儀器分會,醫(yī)療儀器分會與中國色譜網(wǎng)成功舉辦了五場研討會。
(3)今年的參觀指南,會刊和快報無論在內(nèi)容、印刷、裝訂各方面都有了改進,但還要在細微之處見精神,如會刊上各廠的名錄均按拼音字母編排,以便查閱尋找。
5)順應(yīng)民意
展商菲時博特(中國)有限公司王東經(jīng)理說“今年已是第八次參加MICONEX,每年的展會都會帶來不同的驚喜,但亦希望MICONEX能走出上海、北京等城市,去別的大城市做巡展”。聽說明年的MICONEX將移師重慶,川儀已表示全力支持。
工業(yè)安全確實重要,但要分析一下,會議的重點到底要放在哪里。眾所周知工業(yè)安全包括機械安全(物理安全)、功能安全(function safety)與信息安全(security)3部分。其中機械安全早已不成問題(當(dāng)然還要發(fā)展);而功能安全則是為了防護工藝因參數(shù)突變或操作人員的誤操作等而造成的事故和危險,目前也已解決,因為既有國際標(biāo)準IEC61508,IEC61511的指導(dǎo),第三方的認證和評論,又有了國內(nèi)外供應(yīng)商的完善解決方案和使用經(jīng)驗。會議發(fā)了論文集(2014中國儀器儀表雜志增刊),有53篇文章的論文集也是今年MICONEX的一個亮點,但細看一下,有關(guān)功能安全的文章只有3篇,在文章的水平方面,絕大部分達不到論文的水平,而只能是一些工程總結(jié)。
如果從表面上看,有工業(yè)安全的大帽子、報告、論文集,似乎轟轟烈烈,但卻經(jīng)不起推敲和評估。目前急需而有意義的是工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全ICS(industrial control system security)的研討和交流,因為迄今尚無完善的解決方案。
特
“特”指具有特色的產(chǎn)品和企業(yè)。本屆展會新產(chǎn)品不多,但一些具有特色的產(chǎn)品和企業(yè)卻十分突出,當(dāng)然有些特色產(chǎn)品也是新產(chǎn)品。在市場競爭激烈的情況下,為了生存,為了謀求發(fā)展,產(chǎn)品更新是必然趨勢。
(1)上儀公司。在DCS與儀表方面,由于核工業(yè)服務(wù)方面發(fā)展很快,從而形成以研發(fā)與生產(chǎn)核電站產(chǎn)品為特色的企業(yè)。在控制閥方面,也向高尖端方向努力。如蒸汽減壓降溫的控制閥,這種閥門因為壓降較大,比較難做,過去都需進口,而今也為國產(chǎn)化方面做出了貢獻。
(2)京儀公司麾下的遠東儀表公司正在向智慧城市解決方案發(fā)展,首先從智慧水務(wù)做起,再向環(huán)境監(jiān)測解決方案、公共安全解決方案、食品藥品安全解決等方向發(fā)展。既有特色,又有新意。隨著我國溫飽問題得到解決,民眾對民生等方面的需求日益高漲,智慧城市已提到日程上來。
(3)吳忠儀表公司為煤化企業(yè)專門提供耐磨、耐腐、耐蝕的控制閥。本人曾參觀過吳忠的生產(chǎn)線,流水線由數(shù)控機床加工生產(chǎn),已形成了規(guī)模,目前又生產(chǎn)具有煤化工業(yè)特色的產(chǎn)品,可謂相得益彰。
(4)中控的MAV特色服務(wù)。在國際上一些大型石油和石化企業(yè),由于上下游流程長,測控點多,規(guī)模龐大,為了順利投產(chǎn)都需要MAV(main automation vendor)主自動化供應(yīng)商或MIV (main instrument vendor)主儀表供應(yīng)商的服務(wù)。這種承包供應(yīng)商需有一定的資質(zhì)。即產(chǎn)品的范圍要廣,其龍頭產(chǎn)品DCS的性能要強,對服務(wù)的對象——企業(yè)的生產(chǎn)工藝過程要熟悉,因此在國際上具備這些條件的供應(yīng)商并不多,如中外合資的大型乙烯項目上海的Secco,福建的石化由Emerson總承包,而惠州的CSPC則由橫河總承包。如今中控在2014年承擔(dān)了我國煤炭深加工企業(yè)中天合創(chuàng)的MAV,其規(guī)模I/O有17萬點,總投入4億元之多,而惠州的CSPC橫河的MAV也只有5000萬美元。中控此舉,意義重大,可謂儀表行業(yè)在服務(wù)方面的一個里程碑。
中控于MICONEX期間在新國展附近的臨空皇冠假日酒店召開了一個小型 “自主創(chuàng)新智慧未來——2014儀表行業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展研討會”,會上面對媒體坦言了禇健事件 (過去中控的創(chuàng)始人和領(lǐng)導(dǎo)人),并說從今年開始已消除了該事件的影響,營業(yè)額與利潤均已大幅提升。會上與中控現(xiàn)任董事長兼總經(jīng)理金健祥交換了意見。因為我知道中控在工控信息安全方面早有了部署,希望以此為契機,開發(fā)具有抗擊工控網(wǎng)絡(luò)攻擊的解決方案,成為具有中國特色的工控企業(yè)。
(5)天津貝特爾流體控制閥門公司,其產(chǎn)品的特色是專門為天然氣輸氣管道服務(wù)。自從我國西氣東輸以來,陸續(xù)有從緬甸、中亞諸國和俄羅斯鋪向中國的天然氣管道需要各種調(diào)節(jié)閥門,在展臺上看到一種用于天然氣頗具特色的軸流式調(diào)節(jié)閥。據(jù)公司介紹,該類產(chǎn)品過去靠進口,現(xiàn)在已國產(chǎn)化,已正式獲得國內(nèi)首家由國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督總局頒發(fā)的生產(chǎn)許可證。
(6)在變送器方面,川儀是有特色的,他既有川儀橫河的EJX,EJA,銷量已達200多萬臺,又有與西門子合資的變送器,只是核心技術(shù)仍在外方手中。如何發(fā)展國產(chǎn)化無線變送器,如何利用其收購Honeywell蘭寶石的資源以制作抗輻射的變送器,能否進一步形成其特色呢。
(7)杭州維靈信息公司的“電子皮膚”,將電子器件與人體表皮結(jié)合在一起,可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診療和視頻游戲。
工
“工”指工業(yè)4.0。在本屆展會中無論在展商柜臺或在技術(shù)交流會上都可看到和聽到工業(yè)4.0的蹤影。而4.0過去為軟件版本的提法和表達方式亦成為時尚而競相采用,如倍福(Beckhoff)及科技自動化聯(lián)盟等其他成員在2012年8月定義了 “智慧工廠1.0”的理念框架,并于2012年11月正式提出“智慧工廠1.0”模型;如今中控也提出了“InPlant 4.0”的概念。這樣既可提高書寫效率,又節(jié)省了版面。
(1)什么是工業(yè)4.0,即第4次工業(yè)革命。工業(yè)4.0是德國教育和研究部2012年6月提出來的項目,目的在于提升德國在全球制造業(yè)的競爭力。從定義上看工業(yè)4.0是將IT(信息技術(shù))與制造技術(shù)、自動化技術(shù)整合在一起,并融入MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源管理)系統(tǒng)、云計算形成的一個大概念,同時將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)與工業(yè)自動化生產(chǎn)相結(jié)合的趨勢,確定為未來制造業(yè)的發(fā)展方向。
(2)關(guān)于工業(yè)革命。兩個世紀以前的第一次工業(yè)革命,是基于水蒸汽驅(qū)動的生產(chǎn)機械化;1870年隨著第一條流水生產(chǎn)線的誕生,基于大規(guī)模生產(chǎn)的第二次工業(yè)革命到來。它實現(xiàn)了勞動力分配和使用了電力能源,實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化;1950年開始的第三次工業(yè)革命,引入了電子和IT,實現(xiàn)了生產(chǎn)的信息化;時至今日,我們所談的第四次工業(yè)革命,是基于信息物理融合系統(tǒng)CPS(cyber physical system)的提高生產(chǎn)率與效益的工業(yè)新趨勢。請注意,這是德國提出的說法,而美國有人提出工業(yè)革命的說法是按能源的應(yīng)用來劃分的,即第一次工業(yè)革命是煤炭,第二次工業(yè)革命是石油和天然氣,而當(dāng)今第三次工業(yè)革命則是新能源(風(fēng)電,光伏太陽能等),至于我國的提法似乎尚無定論,國家已委托有關(guān)單位研究,據(jù)猜測可能是繼機械化,電氣化后的信息化,而且強調(diào)信息化與工業(yè)化的融合。
(3)什么是CPS與CPPS。在工業(yè)4.0的說明中,經(jīng)常會碰到CPS與CPPS。CPS就是信息物理系統(tǒng)(cyber physical system),而CPPS是信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)(cyber physical production system)。 將 Cyber譯為信息似乎不妥,長期以來Cyber的翻譯一直受到困惑,很難用中文名詞來表達其涵義。在字典中查不到Cyber的譯名。只有Cybernate使電子計算機化,Cybernetics控制論,有的干脆用諧音,例如沈陽中科博微自動化技術(shù)公司(Micro Cyber),微就是Micro,而博就是Cyber,也有人說Cyber是網(wǎng)絡(luò),但網(wǎng)絡(luò)是Network,信息是Information。目前在各種資料上看到的都譯為信息。正像Security為信息安全,也有人認為應(yīng)譯為安保,對此一直進行著爭論。
在工業(yè)4.0時代,產(chǎn)品、數(shù)據(jù)源傳輸系統(tǒng)及傳輸工具共同構(gòu)成了信息物理融合系統(tǒng)即CPS,即采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的智能體間相互通信,并通過這種方式將虛擬(virtual)世界與物理(現(xiàn)實real)世界的對象聯(lián)接反映過來,正像從事工程設(shè)計的人員利用CAD(計算機輔助設(shè)計)軟件,雖然工廠尚未建成,但可在計算機屏幕上看到整個工廠的面貌,既可避免在工廠安裝設(shè)備管線時的碰撞;也可用模擬仿真技術(shù)使工廠順利投產(chǎn)。我們稱它為虛擬的現(xiàn)實(Virtual Reality)。
飛
“飛”指《飛鴻踏雪泥》(第二輯)新書發(fā)布會。由中國儀器儀表學(xué)會和中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會主辦,浙大工業(yè)控制技術(shù)國家重點實驗室承辦的中國儀表和自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展60年史料《飛鴻踏雪泥》第二輯在MICONEX期間隆重發(fā)布。該書的發(fā)布,實有其深遠的意義。
1)以史為鑒,意義深遠。
要想預(yù)測事物發(fā)展的未來,按照唯物主義的事物發(fā)展規(guī)律,必須有三部曲,即首先必須尊重歷史,了解歷史,總結(jié)經(jīng)驗,也就是要以史為鑒;第二必須掌握當(dāng)前的實際情況,收集學(xué)習(xí)、研究、分析、掌握國內(nèi)外政治、經(jīng)濟、技術(shù)的情況和動態(tài),結(jié)合國情;最后才能比較正確地預(yù)測未來,這樣自主創(chuàng)新就容易得多了?!讹w鴻踏雪泥》的作者都是來自業(yè)內(nèi)第一代的科技、教育、政府官員、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)等專家和學(xué)者,是不可多得的寶貴財富。
2)有益于預(yù)測我國的第三次工業(yè)革命。能加快今后我國科技和經(jīng)濟的發(fā)展。對于德國的工業(yè)4.0(第四次工業(yè)革命),美國按能源劃分的三次工業(yè)革命,我們首先要尊重人家的提法,虛心學(xué)習(xí),但也不要盲從,要仔細分析其產(chǎn)生的基礎(chǔ),探索其由來,再根據(jù)我國的實際情況,獨立自主地開創(chuàng)具有中國特色的新一代工業(yè)革命。
(1)德國工業(yè)4.0是基于強大的機械制造業(yè),如汽車生產(chǎn)線屬于工廠自動化FA(factory automation)范疇,其CPS思路顯然從Profinet現(xiàn)場總線一脈相承而來。如Profinet的CBA(component based automation)就是用電子模塊模擬生產(chǎn)線的某一工序,然后按需將各電子模塊組合在一起形成一條完整的生產(chǎn)線。當(dāng)然工業(yè)4.0的CPPS要比CBA的水平和檔次高得多,但都屬于用信息和軟件反映物理世界的范疇??紤]到Profinet與Prifibus并不完全適于流程工業(yè)的自動化 PA(process automation),因此帶來了一個問題,工業(yè)4.0是否完全適合PA。
(2)流程工業(yè)的特點是什么,流程工業(yè)如石油、石化等都屬于制造業(yè),它們的流程很長,工藝過程與FA相比要慢得多,而且經(jīng)常遇到熱反應(yīng)問題,很難用數(shù)學(xué)模型來描述。此外PA到目前為止,好多高壓、高溫、低壓、低溫,成份分析的參數(shù)還缺乏有效的傳感器或檢測技術(shù)。信息來源匱乏,精度可靠性低,給CPPS帶來很多問題。雖然目前可利用云計算的強大計算能力,難度依然極大,外加內(nèi)部外部可變的因素較多,所用參數(shù)又受到精度、可靠性的影響,難以達到理想效果。
(3)按專家的估計,工業(yè)4.0的實現(xiàn)是一個循序漸進的過程,估計需要幾十年的時間,那么用于PA不能說絕對不行,至少需要更長的時間。
(4)世界上的事物,創(chuàng)新和革命總是不斷往前的,工藝流程,工藝設(shè)備也不會例外,如果工藝流程、工藝設(shè)備一旦發(fā)生革命,那么我們?yōu)槊枋瞿壳暗奈锢硎澜缢龅呐?,基本上就會白費,一切又要從頭開始。例如20世紀50年代,當(dāng)時的蘇聯(lián)為煉鋼的平爐綜合自動化下了大功夫,大功還未告成,60年代煉鋼的新工藝,純氧頂吹轉(zhuǎn)爐在奧地利出現(xiàn)。由于它把煉鋼時間縮短了不少,又具有產(chǎn)生二次能源(轉(zhuǎn)爐煤氣)等的優(yōu)點,很快就革了平爐的命。
(5)我國工業(yè)的情況。我國適用CPS的機械工業(yè),例如汽車等生產(chǎn)線確實比較多,但也有相當(dāng)大的流程工業(yè)。按我國“十二五”規(guī)劃,煉油的產(chǎn)能達6.7億t/a,乙烯的產(chǎn)能達2700萬t/a,而鋼鐵的產(chǎn)能目前已大于7億t/a,當(dāng)然鋼鐵的生產(chǎn)是介于PA與FA 之間的 BA(batch process),即煉鐵、煉鋼、軋鋼 3個工序是分開的,但每個工序內(nèi)部又是連續(xù)的。所以工業(yè)4.0不能完全適應(yīng)我國的整個工業(yè)。
(6)集成問題。工業(yè)4.0的主題是集成,而對于生產(chǎn)流程很長的煉油、石化、鋼鐵工業(yè),要打破行業(yè)的界線(如自控行業(yè)與工藝設(shè)備等行業(yè))進行集成,其難度更大了。
(7)鑒于以上各種原因,我國工業(yè)革命的劃分,在總結(jié)歷史經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國實際情況,將下一次工業(yè)革命的目標(biāo)降低一些,縮小一些,讓更高、更大的目標(biāo)留到再一次工業(yè)革命去解決,有利于操作和實現(xiàn)。這樣我國的工業(yè)4.0可按以下次序排開即機械化、電氣化、自動化 (包括DCS、PLC、IPC,現(xiàn)場總線等)和智理(Wisdom)化。
智理化是我國原中科院院長路甬祥院士(科學(xué)院與工程院兩院院士)提出的,本人也支持這種提法,因“理”字突出了人文倫理等涵義,比智慧化更加醒目。
智
“智”指智慧化。在展會上智能化的產(chǎn)品到處可見,如什么智能變送器,智能調(diào)節(jié)閥,智能執(zhí)行器,智能流量儀表等,當(dāng)然智能化到什么程度尚需仔細研究。但現(xiàn)在又出現(xiàn)了智慧工廠,智慧城市的醒目標(biāo)語。如中控的In Plant智慧工廠,遠東儀表公司智慧城市的解決方案等等,引起了我們的注意。
(1)什么是智慧工廠,按照百度百科定義,智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設(shè)備監(jiān)控技術(shù)等加強信息管理和服務(wù);清楚掌握產(chǎn)銷流程,提高生產(chǎn)過程的可控性,減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù),及時正確地采集生產(chǎn)性數(shù)據(jù),以及合理地編排生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)進度;并應(yīng)用綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體,構(gòu)建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠,是IBM“智慧地球”理念在制造業(yè)的實際應(yīng)用的結(jié)果。
(2)智能化與智慧化是有區(qū)別的。智慧化引入了人文倫理的概念,是智能化以后的新發(fā)展。
(3)工業(yè)4.0來自德國,智慧化來自美國,而中國怎么樣了呢,兩年前我聽了路甬祥院士有關(guān)綠色制造的報告,最后他提到了智理化,但沒有詳細發(fā)揮和論述。其內(nèi)容與智慧化相似,可見我們中國在這方面也并未落后于其他國家。本來在策劃ISA自動化周的內(nèi)容和報告人時,曾建議請路甬祥院士到會演講,后因種種原因,未能如愿以償。細
“細”指細化。由于技術(shù)的進步,產(chǎn)品的升級,專業(yè)分工正在不斷地細化。在這次展會上也看到了這種趨勢,從變送器、儀表等外殼到儀表玻璃正在不斷細化。
(1)變送器、儀表等外殼的廠家較多,新的也有不少,其中大的廠家有寧波三和,還有大洋、中凱、雙子、美琪等,新的廠家有埃弗勒斯等公司,多集中在寧波。殼體的品種越來越多,質(zhì)量、外觀和功能也日益提升。據(jù)說無線變送器的外殼比較難做,價格也貴,在展會上還尚未看到。
(2)太原太航彈性敏感元件公司是專做彈性元件的。
(3)寧波貝遞同步帶公司是專業(yè)從事同步帶傳動產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)的制造商之一。
(4)泰州三星的鐵氟隆襯里和河北科瑞達的氟塑料F46的襯里是用于防腐的。
(5)儀表玻璃,大大小小,各種形狀都有。
集
“集”指集成。細化與集成是相輔相成的,因為局部的優(yōu)化,并不能完全保證整體的優(yōu)化。所以細化以后的器件、部件不可避免地要向智能化方向發(fā)展。因此在邁向新的工業(yè)革命時,集成要特別受到關(guān)注。2013年漢諾威博覽會的主題是“產(chǎn)業(yè)集成”。集成的難度在于:
(1)元件、零部件的智能化。外加傳感器、變送器種類繁多,不可能由一個企業(yè)生產(chǎn)出所有高水平的產(chǎn)品,每家都有獨特做法。集成的難度隨之增加。
(2)跨行業(yè)。過去工控行業(yè)內(nèi)大公司的解決方案雖然解決了無縫連接,但有的大公司擅長某個行業(yè),有其特色的DCS,有的大公司則擅長于PLC。現(xiàn)在要將多個公司集成在一個大的用戶生產(chǎn)流程中已經(jīng)比較難了,將來更要發(fā)展到跨行業(yè)。如工控行業(yè)(儀表與控制系統(tǒng)等)與IT行業(yè)(網(wǎng)絡(luò)、移動通信等)不可避免地要與各種智能化的工藝設(shè)備——機械制造行業(yè)的產(chǎn)品集成,更是難上加難。
(3)安全。工業(yè)安全包括機械安全、功能安全與信息安全。因此整個生產(chǎn)過程需要將各種信息集成在一個平臺上。這次在會上聽日本三菱講的ICT(industrial communication technology)工業(yè)通信技術(shù)就類似這種平臺。就目前的情況而言,確實是一個很大的難題。
(4)在展會上“集成”這一概念受到的關(guān)注,大大地小于工業(yè)4.0,因此需要特別關(guān)注,可以說沒有集成就不會有工業(yè)4.0.
民
“民”指民生。服務(wù)民生也是本屆會議的主題之一,直接以民生為主題的會議有5個。其特點有:
(1)會議的舉辦,充分體現(xiàn)了我國以人為本的方針和政策。
(2)份量重。除了民生為主題的會議有5個之外,國際過程分析與控制中國區(qū)論壇也涉及到有關(guān)民生的食品及藥品等問題,而醫(yī)療儀器與生命科學(xué)論壇當(dāng)然也直接關(guān)系到民生。
(3)內(nèi)容廣泛。包括了食品、藥品、環(huán)境、醫(yī)療儀器等。
(4)會議所議內(nèi)容大多都是目前所需解決的問題,有現(xiàn)實意義。
(5)有利于推動各種測試儀器的國產(chǎn)化,特別是大型醫(yī)療儀器,目前幾乎全從國外進口。
培
“培”指培訓(xùn)。本次展會的ISA自動化周其中培訓(xùn)也是其主要內(nèi)容之一。
美國ISA的培訓(xùn)比較完善,也比較科學(xué)、實用,對提升儀表行業(yè)的科技水平、產(chǎn)品的技術(shù)含量與應(yīng)用水平有密切關(guān)系,因為人終究是根本因素。ISA的做法有:
(1)為在職培訓(xùn)提供服務(wù),備有多個項目可選。每個項目所需的教材與工具分別有一個像有輪子的行李箱,事先都準備就緒,教師隨時可以出發(fā),拿了就走。
(2)資料豐富,內(nèi)容與時俱進。根據(jù)總會秘書長朱險峰去年赴美簽訂合作協(xié)議時拿回來的清單,其出版的書籍近百種,不少都與新技術(shù)有關(guān),有些圖書還有電子版,價格比紙質(zhì)的要便宜。這些書籍特點是沒有繁瑣的數(shù)學(xué)公式,比較實用,易于供在職人員進修之用。
(3)ISA還有為評審工程師所需的培訓(xùn)教材??催^以后,覺得架構(gòu)合理,簡明實用,易于操作。ISA的評審教材不能套用,因為有些地方需要修改。如技術(shù)知識部分,儀表的舉例,主要應(yīng)該采用國產(chǎn)的儀表,而在標(biāo)準(除了國際標(biāo)準)、規(guī)程、規(guī)范,中、美兩國是不同的,所以其架構(gòu)可以借鑒,而內(nèi)容需要自編,大部分與我們現(xiàn)有的電力、石化、鋼鐵工程設(shè)計手冊大致相同,由我們自己編寫是沒有問題的。
(4)在職稱評定方面,國內(nèi)外也不相同。在美國工程師只有專業(yè)工程師(Professional Engineer)與注冊工程師(License Engineer)二檔。前者由國家管理,而授權(quán)有關(guān)單位負責(zé)評審。注冊工程師則由各州管理。在英國只有二檔即Professional Engineer與Charge Engineer。在德國也只分二檔,在中國就比較復(fù)雜了。職稱的評定是必要的,因為可以激勵上進,持證上崗,規(guī)范就業(yè)。但要不要改,要不要與國際接軌,是個問題,配套的培訓(xùn)也必須隨之而行。
(5)培訓(xùn)也要兼顧技師與高級技工。
一個產(chǎn)品的成敗,或是否先進,技師或高級技工不可或缺,現(xiàn)在國內(nèi)外對此都感到缺乏。在這方面也可以借鑒ISA。
空
“空”指空間技術(shù)。展會此次特地為空間技術(shù)產(chǎn)品開辟專區(qū)(C區(qū)),并同步召開了第一屆空間儀器國際學(xué)術(shù)會議,這是不同于歷屆展會之處。本人對空間儀器是外行,其水平如何,不敢妄加評論。但嫦娥宇宙飛船月球車登月,衛(wèi)星與飛船對接成功,突顯出我國在空間儀器領(lǐng)域的飛速發(fā)展,而且這次學(xué)術(shù)會議,專家陣容也頗為強大,有中國的院士、也有外國教授,水平很高,為MICONEX增色不少。
轉(zhuǎn)
“轉(zhuǎn)”指轉(zhuǎn)讓和轉(zhuǎn)化。這次展會的另一個特色是舉辦了高??蒲谐晒D(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)讓發(fā)展論壇并舉行“科研成果轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)讓示范基地”的授牌儀式。這一系列的活動是產(chǎn)業(yè)化的助推器,也是MICONEX的創(chuàng)新之舉,值得稱道。
基
“基”指基礎(chǔ),強國必須強基。清華尤政院士在中控承辦的“自立創(chuàng)新、智慧未來——2014儀器儀表行業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展研討會”上,做了“制造強國,戰(zhàn)略研究”的報告。其中有兩點,深表贊同。
(1)強國必須強基。他講了4個基。即關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)核心元器件、核心零部件及固件(fimware用器件實現(xiàn)的操作系統(tǒng))和先進基礎(chǔ)工藝和信號技術(shù)基礎(chǔ)。(由于本人未見到報告的文字部分,僅憑記錄,具體文字可能有出入之處。)
(2)必須是不以贏利為目的研究機構(gòu)為以上幾個基礎(chǔ)進行研究。美國在這方面已經(jīng)設(shè)置了幾個國家級的研究機構(gòu)了。
本人在《中國儀器儀表》曾發(fā)表過“為圓傳感器夢獻計獻策”一文中也提到必須從根本上進行基礎(chǔ)理論研究和元件(半導(dǎo)體芯片、膜片等)材料的研發(fā)等論點。考慮到基礎(chǔ)理論的研究實為上述4個基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。是否可以在4個基礎(chǔ)之上再加一個呢。
以變送器為例,川儀橫河生產(chǎn)的EJX、EJA已達200萬臺以上,但其硅諧振的核心部件,仍掌握在外方手中。沈陽儀表研究院的硅電容也未能過關(guān)。其他外商的變送器有振弦式、金屬差動電容、擴散硅應(yīng)變電阻與硅電容等。這就需要利用新的理論與原理達到自主創(chuàng)新的目的。從基礎(chǔ)理論做起就變得刻不容緩了。
(4)設(shè)置基礎(chǔ)研究的機構(gòu)不能靠企業(yè),必須依靠國家行為來實現(xiàn)。
本人在去年10月《信息安全與技術(shù)》雜志發(fā)表的“論工控信息安全攻防理念”一文中也提到必須說通專門的信息安全研究機構(gòu),特別是要在工控行業(yè)內(nèi)設(shè)置。這次在MICONEX期間,有幸與中控的金健祥董事長兼總經(jīng)理見面。我建議中控設(shè)置信息安全部門,這樣從組織上就可以保證。因為單單附層在產(chǎn)品研發(fā)中心,他的研究方向不免局限在產(chǎn)品本身上,就很難從企業(yè)整體的解決方案中考慮架構(gòu)等方向的問題。金總當(dāng)時表示有些為難,因為公司是以贏利為目的,尤其是在發(fā)展中的企業(yè),沒有贏利就很難發(fā)展。一個部門長期不贏利,公司就很難協(xié)調(diào)各個部門之間的關(guān)系,而且也很難留得住人才。我才恍然大悟。此事目前不能完全靠企業(yè),必須依靠國家。尤政院士提出設(shè)置公益性而不是贏利性的研究機構(gòu),實在是說到點子上了。深表贊同。
建議下一屆MICONEX的會議,將工控信息安全作為主題之一。
自從2010年伊朗布什爾核電站遭到“stuxnet(震網(wǎng))病毒攻擊,致使該核電站1/4的鈾濃縮機(近2000臺)超速而報廢,耽誤了發(fā)電時間達18個月之久。2011年9月29日我國工信部下發(fā)了工信部協(xié)[2011]451號文件,要求各單位必須重視并加以防患,于是大家行動起來,如何有效防患,一時成為大家熱議的問題。報刊雜志登載的文章很多,到了2014年好像又冷落了下來,似乎有些麻痹。恰巧今天又看到2014年第17期《流程工業(yè)》中文版(中德合資),其中有一篇Sabine Muhlenkamp先生寫的文章題目是《過程自動化領(lǐng)域的“駝鳥對策”》。通過一個IT部門問卷調(diào)查,說明許多流程工業(yè)企業(yè)對這一問題(自控信息安全)持逃避態(tài)度,50%以上的被調(diào)查者都受到惡意軟件(例如軟件病毒、流氓軟件和木馬等)中等程度的危害,但1/4的答卷都認為這種危害是很輕的,最多10%,根本構(gòu)不成威脅。但是,一旦這種威脅無法手動控制時,將對工廠造成巨大的損害,看來德國也有對此重視不夠的企業(yè)。
目前對防御病毒的攻擊,并無好的辦法。這就需要工控行業(yè)好好地聽取IT行業(yè)目前所持有的方法和手段。然后才能向IT行業(yè)提出種種方法優(yōu)劣的意見,工程信息安全,需要雙方融合,雙方有了共同語言,才能解決行之有效的方法。
例如目前雙方對攻防理念顯然不同。我從工控行業(yè)的立場來看,縱深防御并不是好辦法;另外IT行業(yè)認為防御靠三分技術(shù),七分管理。我也有不同看法,我認為目前在中國應(yīng)該是七分技術(shù),三分管理才行。目前美國與日本將中國作為假想敵,面對在IT技術(shù)占優(yōu)勢的美國,他們花了10億美元才研發(fā)出“震網(wǎng)”病毒,如果我們不加大投入,不去努力研究防御技術(shù)就會永遠處于被動挨打的局面。所以我們工控行業(yè)應(yīng)該多舉辦一些研討會或論壇,多多邀請IT行業(yè)的人參加;另外也要踴躍參加IT行業(yè)有關(guān)信息安全的活動。在適當(dāng)時機再辦一些有關(guān)專題的圓桌會議,通過雙方溝通,列出哪些已形成共識;哪些意見還沒有統(tǒng)一,可放在下次會議再進行討論,以便逐步達到融合的目的。
另外也可輔以網(wǎng)絡(luò)會議,出版電子版論文集或資料,以節(jié)省資源,如有問題需要溝通,也可以靠微博或QQ來解決,不妨一試。
1)新一代的工業(yè)革命已經(jīng)吹響了號角,但也不要急于求成,一哄而起,要從本企業(yè)的實際情況出發(fā),以效益為前提,循序漸進。
例如南京優(yōu)倍電氣董健總經(jīng)理在展臺上向我展示了用機器人校驗溫度傳感器電路板的過程,首先機器人用探頭掃描了二維碼后,就自動調(diào)整電路板上的電位器。校驗合格后,再換個電路板,重新進行上述過程。果然比人的操作要快得多。董總告訴我這樣可以節(jié)省人工70%,雖然整條生產(chǎn)線要2000萬元,但從長遠來看還是合算的。重慶宇通的展臺上,碰到了岳周董事長,當(dāng)我向他提起此事時,他表示他們目前寧可用改進電路板設(shè)計的方法來改善校驗工作,也不用電位器,當(dāng)有不合格的產(chǎn)品出現(xiàn)時,改變某一電阻就可以達到目的。因為2000萬元的投資對中小企業(yè)來講也是一筆不小的款項,用在更需要的地方能產(chǎn)生更大的效益。
回憶上世紀60年代的計算機熱。像搞群眾運動似的,不講條件,一哄而上。由于當(dāng)時的電子計算機剛從電子管時代走向半導(dǎo)體時代,性能與可靠性還沒有達到工業(yè)應(yīng)用的要求,那時的小型機遠遠不及目前的工業(yè)PC。
如今中央提出反對四風(fēng),外加企業(yè)更加理性,富民強國之夢,豈能不實現(xiàn)。撫今追昔,令人感嘆,令人振奮。
2)中小型企業(yè)的蓬勃發(fā)展形成了展會中的生力軍,是一種可喜的現(xiàn)象。
(1)中小型企業(yè)已成為本屆展會中的主力軍,在國外大展商稀少的情況下,這種感覺更加突出。在2013年德國的漢諾威工博會上,中國的中小型企業(yè)也大顯身手。據(jù)統(tǒng)計,來自中國的展商有730多家參展,是有史以來中國參展規(guī)模最大的一次,僅次于東道主德國,甚至超過該年的伙伴國俄羅斯。業(yè)內(nèi)有關(guān)人士的評語為“中小企業(yè)為主,大型企業(yè)罕見;生意不錯,但科技含量有限”。
(2)兩個為什么,為什么中國的大企業(yè)到德國去少;為什么外國的大企業(yè)到MICONEX來的也少呢,這與國際的大環(huán)境低迷有關(guān),雖然最近有回暖跡象,但可變的因素很多,不能過分樂觀;另外一些大公司最近也確實拿不出值得稱道的新產(chǎn)品來宣傳,以致產(chǎn)生了上述現(xiàn)象。
2014的MICONEX,除了西門子每屆必參展外,其余國外的大公司來參展的確實不多。但在MICONEX舉辦的各個研討會和論壇上,卻也聽到了像Emerson、GE、Rockwell、Honeywell、ABB、 施耐德、三菱等大公司的聲音。另外舉辦的國際性會議上也有美、加、荷、比、法、瑞士、奧地利、日本等國的專家和學(xué)者的論述與講演。因此2014的MICONEX依然是世界科技動態(tài)和行業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo),而今還是新一代工業(yè)革命的推動者。 ■