工業(yè)控制系統(tǒng)智能化促進(jìn)工業(yè)4.0的到來

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS(計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng))，到第二代的DCS(分散控制系統(tǒng))，發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS(現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng))?，F(xiàn)階段，對(duì)諸如圖像、語音信號(hào)等大數(shù)據(jù)量、高速率傳輸?shù)囊?，又催生了?dāng)前在工業(yè)控制領(lǐng)域以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。

現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)包括過程控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(sCaDa)，分布式控制系統(tǒng)(DCB}，程序邏輯控制(PLC以及其他控制系統(tǒng)等?，F(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，必然是朝著生產(chǎn)裝備智能化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化發(fā)展，只有實(shí)現(xiàn)智能工業(yè)才能保證生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品整個(gè)生命生產(chǎn)周期中多領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)合作完全智能化，幫助生產(chǎn)型企業(yè)“智能制造”的完美轉(zhuǎn)型。

大力發(fā)展工業(yè)智能化得到國家政策的大力支持，工業(yè)轉(zhuǎn)型的需要推動(dòng)工業(yè)控制的車輪駛向“智能制造”的方向。在“十五”期間，國家用信息化帶動(dòng)工業(yè)化的工作重點(diǎn)有三個(gè)方面：一是以電子信息技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè);三是改造提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、工藝和裝備水平。

工控系統(tǒng)智能化催生智能工廠

智能化工廠是部分國家實(shí)現(xiàn)軟高度自動(dòng)化生產(chǎn)之后，提出的新概念，它的理念優(yōu)勢(shì)在于推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)智能化，從而實(shí)現(xiàn)科幻般的工業(yè)生產(chǎn)模式。工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)及過程、網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)、生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)、新技術(shù)的使用以及使用嵌入式傳感器來監(jiān)測(cè)有關(guān)的環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)等都需要智能化設(shè)備的支持。

工業(yè)控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一就是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。德國專家們提出的“工業(yè)4.0”的全新理念，主要就對(duì)聯(lián)網(wǎng)工廠以及相關(guān)方面的演變進(jìn)行研究。對(duì)產(chǎn)品開發(fā)、物流以及生產(chǎn)的集成將通過材料流、產(chǎn)品流、以及信息流得以實(shí)現(xiàn)，從而構(gòu)建高度復(fù)雜又極為高效的全球化生產(chǎn)運(yùn)營。這樣一來，一條生產(chǎn)線就能夠跟供應(yīng)商以及消費(fèi)信息進(jìn)行連接，從而根據(jù)消費(fèi)者需求對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并對(duì)所交付的原材料進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

隨著自動(dòng)化、信息化的設(shè)備基礎(chǔ)改進(jìn)到涉及制造、工程、材料使用和供應(yīng)鏈以及生命周期管理的工業(yè)工序，現(xiàn)代化的工廠工廠似乎已經(jīng)開始使用一種全新的智能的途徑來生產(chǎn)產(chǎn)品了。

相信未來的生產(chǎn)工廠相比將會(huì)智能很多。這一智能將通過使用微型化處理器、存儲(chǔ)裝置、傳感器和發(fā)送器來實(shí)現(xiàn)，這些裝置將被嵌入至幾乎所有可想象的機(jī)器、未加工產(chǎn)品、材料、智能工具類型和用于組織數(shù)據(jù)流的新型軟件。所有這些創(chuàng)新將使產(chǎn)品和機(jī)器能夠相互通信并交換命令。換言之，未來工廠將可以從很大程度自行優(yōu)化和控制其制造流程。盡管在這之前還有很長一段路要走，然而這絲毫不會(huì)影響到未來智能化的趨勢(shì)方向。

物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)工控系統(tǒng)智能化

對(duì)諸如圖像、語音信號(hào)等大數(shù)據(jù)量、高速率傳輸?shù)囊?，催生了以太網(wǎng)和控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)化浪潮又將諸如嵌入式技術(shù)、多標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、無線技術(shù)等新興技術(shù)融合進(jìn)來，從而拓展了工業(yè)控制的發(fā)展空間，帶來新的發(fā)展機(jī)遇。當(dāng)前，工業(yè)控制信息化、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算在內(nèi)的多種新型信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，正快速推動(dòng)工控智能化。

按照目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2020年會(huì)有數(shù)十億設(shè)備連通在一起。據(jù)權(quán)威電子行業(yè)研究機(jī)構(gòu)IMS Research研究表明，這首先起源于第一波的電腦和筆記本電腦，隨后是第二波的智能手機(jī)和聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)設(shè)備。第三波也包括這些設(shè)備，不過會(huì)極大地提升機(jī)器與機(jī)器之間的連通。這就涉及到工廠集成等理念，也就是實(shí)現(xiàn)所有事物之間的連通，并產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。各供應(yīng)商正在對(duì)各種方法進(jìn)行調(diào)查研究，以便將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為可以采取行動(dòng)的信息。系統(tǒng)必須能夠?qū)λ袛?shù)據(jù)進(jìn)行管理，并且要足夠智能，在無人為操作或較少人為操作的情況下通過這些數(shù)據(jù)來提升工廠效率。

物聯(lián)網(wǎng)正是聯(lián)接虛擬和智能制造之間的一座橋梁。由此，未來的工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營過程中，將通過信息基礎(chǔ)設(shè)施，在物聯(lián)網(wǎng)集成平臺(tái)上，實(shí)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。

前三次工業(yè)革命的到來造就了機(jī)械、電氣和信息技術(shù)。如今，物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)工控智能化發(fā)展的同時(shí)還宣告著第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0的到來。

制造業(yè)未來---工業(yè)4.0

繼蒸汽機(jī)的發(fā)明、大規(guī)模生產(chǎn)和自動(dòng)化之后，“工業(yè)4.0”時(shí)代開始被人們提及。前三次工業(yè)革命的到來造就了機(jī)械、電氣和信息技術(shù)。如今，物聯(lián)網(wǎng)和智能制造正宣告著第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0的到來。智能化制造、聯(lián)網(wǎng)化及集成化工廠正逐漸支撐起這一趨勢(shì)。 工業(yè)4.0擁有巨大的潛力，通向工業(yè)4.0的路將會(huì)是一段革命性的進(jìn)展?，F(xiàn)有的科技將不得不為了適應(yīng)制造工業(yè)控制中的新需要而進(jìn)行改變和革新。

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