王新雨 劉 俊 張林

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

自動化三大熱門技術(shù)發(fā)展趨勢述評*

王新雨 劉 俊 張林

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

當前我國制造業(yè)高速發(fā)展，拉動了自動化儀器儀表與控制系統(tǒng)向國際水平發(fā)展的需求。本文從趨勢的角度探索當前工業(yè)自動化的三大熱門技術(shù)。其對我國以流程工業(yè)為主的節(jié)能降耗、減排以增加產(chǎn)品的競爭力，推動制造業(yè)高速發(fā)展，具有最直接的給力。

智能化 自動化 儀器儀表 控制系統(tǒng)

引言

我國新上的大型項目所用自動化儀器儀表和控制系統(tǒng)的先進程度的需求已經(jīng)處于世界先進水平。當前我國正處于工業(yè)化中期。工業(yè)化、信息化、現(xiàn)代化、市場化和國際化“五化”息息相關(guān)。信息化及其產(chǎn)業(yè)化將會有很好的發(fā)展前景。企業(yè)應當注意國家提出的工業(yè)化的新需求、集成、生產(chǎn)性服務、節(jié)能減排等可能是新的技術(shù)增長點，注意軟件技術(shù)的新趨勢，還可能需要新的思維（交叉、基礎(chǔ)、智能空間等）。

一、儀器儀表智能化

在控制系統(tǒng)中，儀器儀表作為其構(gòu)成元素，它的技術(shù)進展是跟隨控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。目前，控制理論已發(fā)展到智能控制的新階段，自動化儀器儀表的智能化就成為必然了。儀器儀表的智能化主要歸結(jié)于微處理器和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應用。例如運用神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化計算、混沌控制等智能技術(shù)，使儀器儀表實現(xiàn)高速、高效、多功能、高機動靈活等性能。再如，運用模糊規(guī)則的模糊推理技術(shù)，對事物的各種模糊關(guān)系進行各種類型的模糊決策。又如，用軟件實現(xiàn)信號濾波，如快速傅立葉變換、短時傅立葉變換、小波變換等技術(shù)，是簡化硬件，提高信噪比，改善傳感器動態(tài)特性的有效途徑，還如，充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)強有力的自學習、自適應、自組織能力，聯(lián)想、記憶功能以及對非線性復雜關(guān)系的輸入、輸出間的黑箱映射特性等。當前，我國智能化領(lǐng)域最薄弱、最需要發(fā)展的是儀器、儀表，傳感器等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展和自動化程度的不斷提高，我國儀器儀表行業(yè)也將發(fā)生新的變化并獲得新的發(fā)展。儀器儀表產(chǎn)品的高科技化，特別是智能化，將成為日后儀器儀表科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主流。

二、云計算與自動化

云計算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計算的發(fā)展，或者說是這些計算機科學概念的商業(yè)實現(xiàn)。它的核心是海量數(shù)據(jù)的存儲和計算。特別強調(diào)虛擬化技術(shù)的應用。簡言之，云計算就是一種依托intemet的超級計算模型，將巨大的資源聯(lián)系在一起為用戶提供各種IT服務。例如，云計算模式將來帶來自動化軟件行業(yè)的巨大變革。主要有：

1．自動化系統(tǒng)的架構(gòu)將更加靈活，分布式架構(gòu)將擴展到更大范圍?，F(xiàn)代的大型工業(yè)自動化和信息化項目中，系統(tǒng)變得日益龐大和復雜，現(xiàn)有的網(wǎng)絡和系統(tǒng)體系架構(gòu)已經(jīng)無法從容應對這些挑戰(zhàn)。云計算這一革命性理念的提出，徹底打破了自動化系統(tǒng)中原來的僵化的體系結(jié)構(gòu)。在云計算的系統(tǒng)中，自動化和信息化系統(tǒng)并不是簡單運行在某一臺固定的計算機上，而是運行于包括Internet在內(nèi)的整個網(wǎng)絡之上，基于整個網(wǎng)絡來分配系統(tǒng)的資源及實現(xiàn)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(guī)功能

在現(xiàn)代大型自動化項目中，自動化信息化數(shù)據(jù)量越來越大，用“海量”形容也并不為過。所以目前自動化軟件中所用的數(shù)據(jù)庫類型，數(shù)據(jù)存儲模式和數(shù)據(jù)的讀取、查詢模式，各項技術(shù)目前都在圍繞大量數(shù)據(jù)的準確、及時處理來進行。海量信息的處理，已經(jīng)成為制約自動化軟件發(fā)展的瓶頸之一。而在云計算時代，用戶可以在不同的層面發(fā)揮不同硬件平臺和網(wǎng)絡的計算能力，可以很容易地利用“云”中的服務（SaaS），平臺（PaaS）和計算硬件及網(wǎng)絡資源（IaaS），充分整合公共網(wǎng)絡的計算能力，使得對海量自動化和信息化信息的分析和處理變成現(xiàn)實，滿足大規(guī)模應用系統(tǒng)的需要，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的自動化信息化系統(tǒng)的控制。

3．徹底改變工程開發(fā)模式

在云計算時代，工程項目的開發(fā)將不再拘泥于單臺計算機，SaaS模式使用戶可以通過Intemet，直接利用自動化軟件供應商服務器上的軟件進行開發(fā)，開發(fā)過程在云計算網(wǎng)絡中進行，開發(fā)完成后，生成可直接運行的工程項目即可。㈣轉(zhuǎn)變軟件供應商的服務模式，降低維護成本。云計算的模式也將降低軟件供應商的服務成本。以往軟件供應商需要對運行在各種軟硬件環(huán)境中的自動化軟件進行技術(shù)支持與維護，而云計算時代，他們只需要維護本服務器上的一套軟件即可。㈤降低自動化系統(tǒng)對硬件的要求，提升軟件的行業(yè)地位。

三、低碳經(jīng)濟自動化

低碳經(jīng)濟自動化是一個廣泛而重要的課題。我們以流程工業(yè)為例來說明之。流程工業(yè)是指在我國國民經(jīng)濟中占有重要經(jīng)濟地位的石化、煉油、化工、冶金、制藥、建材、輕工、造紙、采礦、環(huán)保，電力等在國民經(jīng)濟中占主導地位的行業(yè)，我國流程工業(yè)企業(yè)年產(chǎn)值占全國工業(yè)企業(yè)年總產(chǎn)值的66%。流程工業(yè)的發(fā)展狀況直接影響國家的經(jīng)濟基礎(chǔ)。流程工業(yè)是一個非常巨大的產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要的地位，是國民經(jīng)濟發(fā)展中極為重要的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，是制造業(yè)的重要組成部分。其特點是以處理連續(xù)或間歇物料流、能量流為主，產(chǎn)品多以大批量的形式生產(chǎn)。

流程工業(yè)的生產(chǎn)和加工方法主要有化學反應、分離、混合等等。在知識經(jīng)濟時代的2l世紀，作為傳統(tǒng)工業(yè)的流程工業(yè)將仍然是經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。流程工業(yè)既是能源、各種原材料的產(chǎn)生者，也是能源的主要消耗者，節(jié)能降耗與減排至關(guān)重要。這些行業(yè)普遍存在能耗大、污染污染嚴重、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)過程工藝落后，自動化水平低、管理水平低、信息集成度低、綜合競爭力弱等缺點。工業(yè)是我國經(jīng)濟的最大主體，也是耗費能源、資源，產(chǎn)生環(huán)境污染的最主要行業(yè)。流程工業(yè)首當其沖成為了主要目標，尤其在石油加工、化工、鋼鐵、電力、有色、建材等六大行業(yè)，其能源消耗占全國工業(yè)能耗的近70%。

綜上所述，多少年來，新自動化都是推動制造業(yè)高速發(fā)展的最直接力量，而這種力量，必然將會搭載著“創(chuàng)新”的源動力，在“十三五”變得更加強大!同時，除了關(guān)注技術(shù)推動之外，還必須十分關(guān)注國家在“十三五”裝備制造業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，特別是高端裝備制造業(yè)的發(fā)展目標與重點領(lǐng)域。

[1金江軍．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應用研究[J]．工業(yè)產(chǎn)業(yè)，2016，(12)：2—3．

[2]梁偉、曾鵬．面向工業(yè)自動化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應用[計算機應用科學，2010，(1)：

*遼寧科技大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目資助。