展望2011，自動化技術在行業發展中舉足輕重

文/赫敏

隨著經濟危機的漸漸消退，自動化廠商在2010年開始大舉反攻，國家政策的扶持也在拉動內需的同時使OEM市場全面回暖，“十二五”規劃的頒布，又在各行業掀起了設備換代、產業升級的旋風。差異化、定制化、節能、高效、增值服務等方面的眾多需求，使自動化技術在各行業中舉足輕重。展望2011年，中國經濟將邁進高通脹的新時代，自動化市場的發展步伐也會相應變緩。政策的扶持和企業管理者觀念的轉變，也將對各行業標準的制定與實施起到至關重要的作用。

物聯網

創建物聯網目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。有人曾用未來社會發展的“毛細血管”來比喻物聯網，的確，物聯網所涉及到例如智能交通、公共設施等大量與人類生活和經濟發展緊密相關的行業。

由于物聯網行業應用屬于新興產業，涉及行業較多，很多應用盡管前景廣闊，但配套政策卻還不到位，仍然無法得到好的推廣。據有關部門統計，2010年中國物聯網產業市場規模達到2000億元，預計到2015年將超過1萬億，2020年將超過5萬億。然而，物聯網發展面臨的主要問題是產業化無法實現導致成本居高不下，并且尚未找到最佳的合作模式。目前，國外開發的主動標簽在追蹤高價值商品時非常有用，掃描距離可以達到100英尺，但其成本在1美元左右，無法在低成本商品中使用。業界預計，只有其成本降到3美分以下，才有可能應用于單件包裝消費品。

作為物聯網發展的排頭兵，RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別技術）成為市場上最為關注的技術。在物聯網中，RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現物品的識別，進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享，實現對物品的“透明”管理。RFID技術以大規模數據存儲、可重復使用性、高識別性等特點已經被人們所接受。芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合形成產品系列化，與其他高科技融合，如與傳感器、GPS（全球定位系統）、生物識別（指通過生物特征進行身份認證的一種技術）結合將由單一識別向多功能識別發展。隨著RFID行業標準的統一，系統的兼容性將會得到更好地發揮，產品替代性更強。當RFID系統應用普及到一定程度時，每件物品通過電子標簽賦予身份標識，與互聯網、電子商務結合將是必然趨勢，也必將通過物聯網改變人們傳統的生活、工作和學習方式。

物聯網又名傳感網，其在應用上部署了海量且類型多樣的傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性，按一定的頻率周期性地采集環境信息，不斷更新數據。中國的傳感器市場規模正在不斷攀升，未來國內急需一批芯片制造商來搶占這一市場，打破我國芯片主要源于進口的困局，只有實現傳感器芯片設計及制造的國產化，才能真正增加企業的營業額，提高我國在傳感器芯片制造業的整體水平，提高物聯網產業的整體競爭力，從而加快物聯網產業的飛速發展。

智能電網

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統是實現智能電網的基礎，在這一技術領域主要有兩個方面的技術需要重點關注，其一是開放的通信架構，它形成一個“即插即用”的環境，使電網元件之間能夠進行網絡化的通信，系統集成和信息共享更加容易。系統的開發和應用得到了極大的自由空間，和以往相比可以更加開放地融合其他商家的產品。其二是統一的技術標準，它能使所有的傳感器、智能電子設備以及應用系統之間實現無縫的通信，也就是信息在這些設備和系統之間能夠得到完全的理解，實現設備和設備之間、設備和系統之間、系統和系統之間的互操作功能。目前數字化變電站主要基于先進的變電站網絡通信、非常規互感器、智能終端系統和系統協議IEC61850標準，和以前使用的標準不同之處在于對象模型，它以服務器模型、邏輯設備模型、邏輯節點模型和數據對象模型建立了裝置和變電站的數據模型。

我國智能電網的發展規劃區別于國外的一些發達國家，是以自上而下的模式進行推廣。為了滿足未來持續增長的電力需求，從根本上解決煤電運力緊張的問題，首先發展的就是特高壓電網。我國已實現了特高壓輸電技術的全面突破，全面掌握了1000kV特高壓交流和±800kV特高壓直流輸變電工程關鍵技術和設備制造核心技術，占領了世界特高壓技術的制高點。

未來的智能電網將通過電力設備的智能化從以下幾個方面完善和發展：

更加可靠——無論用戶在何時何地，智能電網都將提供可靠的電力供應。利用電力變壓器、高壓GIS等對電網可能出現的問題提出充分的解決方案，并能對抗大多數的電網擾動而不會斷電。在用戶受到斷電影響之前就可采取有效地校正措施，以使電網用戶免受供電中斷的影響。

更加安全——智能電網能夠經受物理和網絡的攻擊而不會出現大面積停電，即使停電也不會付出高昂的費用用來恢復。且更不容易受到自然災害的影響。另外，通過高壓斷路器使智能電網不會傷害到公眾或電網工人。

更加經濟——用飛輪儲能和鋰離子蓄電池將非高峰用電時段的風能儲存起來，在以后的用電高峰時段供輸配電公司使用，提高風力發電的風電實際價值。

更加高效——在發電端應用智能電網技術可以提升接納清潔能源的能力，還可提高傳統發電技術的效率。利用投資，控制成本，減少電力輸送和分配的損耗，電力生產和資產利用更加高效。

更加環保——智能電網通過在發電、輸電、配電、儲能和消費過程中的創新來減少對環境的影響。在電網環節可以降低線路損耗，提高輸電效率，提升電網基礎設施資源利用率和供電可靠性，從而達到節能減排的目的。在進入家用配電端時，通過智能電表，可將用電信息反饋給用戶，提高用電效率，用戶還可通過智能電網將自家太陽能發電賣給電網，實現智能互動和綠色節能。

目前，中國的智能電網正在進一步的建設中，國家電網公司提出了構建“統一堅強智能電網”的目標。盡管中國的新電力發展速度迅猛，但火電仍處在電力行業的核心位置。未來，中國的電力行業將迎接由工業化向信息化轉變的新挑戰，并從發展數字化工廠開始，利用先進的通信信息和控制技術，構建以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的智能電網。

高速鐵路

據統計，中國已投入運營的高速鐵路營業里程達到7531公里，居世界第一位，并成為世界上高速鐵路發展最快、系統技術最全、集成能力最強、運營里程最長、運行速度最高、在建規模最大的國家?，F在，中國每天運行的動車組有1000多列，運送旅客約百萬人次。

高速鐵路技術中集成了信息技術、自動控制技術和新材料、新工藝等多技術、多專業的高新技術，代表了當今鐵路發展的最高成就。高速鐵路系統主要由六大核心系統構成，分別是基礎設施、動車組、牽引供電、通信信號、運營調度及客運服務系統。特別是道岔的變頻改造，信號系統的IPC，PLC，網絡交換設備，軌道旁物的SCADA系統，配電系統監控，電氣化機車的控制系統等都離不開自動化技術及相關產品。

盡管中國的高鐵建設緊鑼密鼓，但核心技術的攻克尚處于研究階段，其中包括軸承結構優化設計及CAE仿真分析、軸承的長壽命、高可靠性技術、材料及熱處理技術、檢測與試驗技術、智能軸承傳感器集成與匹配技術、潤滑及密封技術、加工及組配技術等關鍵共性技術。一旦這些技術的自主研發獲得成功，不僅會使我國高鐵的成本有所下降，而且能為客戶提供高可靠、強穩定、易維護的系統，從而使產品在運行過程中發生的故障降低到零。今后市場競爭的焦點將集中在高速和重載技術，如列車控制、通訊、信號、供電等系統。

隨著低碳概念成為各國的共識，世界高鐵的發展也迎來了黃金期。未來，中國仍然是世界上最大的高鐵市場，發展前景非常樂觀。與此同時，由于中國高鐵技術的領先地位，“走出去”戰略將是發展的必然趨勢。雖然世界高鐵市場的格局會因此而改變，但運營時間尚短的中國高鐵若想打敗各方對手還有待時日。

包裝、印刷、紡織機械

包裝、印刷、紡織機械行業之間存在共同的特點，特別是針對自動化產品上，這三個行業均采取OEM的方式進行銷售，原因在于可節省產品制造商的人力、物力和財力，而且能相對降低最終用戶購買設備時的價格，從而實現雙贏局面。

隨著“十二五”規劃的開啟，與民生相關的輕工業將有較大程度的發展。包裝、印刷、紡織機械將迎來一個產品技術全面更新升級，設備更新換代，向高端技術產品邁進的大好發展機遇。2010年紡織行業努力淘汰落后產能，支持節能減排，因此紡織機械市場需求大增。包裝和印刷機械產銷全面高速增長，新產品研發趨于活躍，自主創新速度也有所加快。行業發展的利好也使自動化設備OEM市場供不應求的情況非常嚴重，從而導致競爭也相對緩和。

在包裝機械行業中主要應用的自動化產品為控制器、軟件、傳感器和機器人，但多數采用的是獨立的驅動控制器、分立的軟件工具和不統一的總線系統，而未來的發展必將由高集成度的自動化系統取而代之。在單一系統中融合單軸定位、多軸耦合、機器人技術和CNC技術，提供不同行業的伺服控制功能塊，通過技術協同來實現節能增效。

印刷機行業中變頻器等節能產品的應用已經非常普遍，改變了原來靠機械傳動比調速的方法，使系統調速精度及穩定性得到提升，且減少了能量的損耗。印刷機械的發展趨勢體現在控制技術上。隨著無軸傳動技術的進步與成熟，客戶對于該技術的接受程度越來越高，未來幾年，無軸傳動技術將進入一個高速發展期，采用伺服技術的機器份額將逐步提高。為了降低系統維護成本，更為智能的在線診斷技術與遠程維護技術將被集成到控制系統中。

未來的幾年是紡織行業平穩快速的發展期。到2015年，中國紡織行業規模以上產業要超過7萬億元。面對紡織資源制約加劇的形勢，必須加快節能減排和清潔生產技術的創新和推廣，加快改造和淘汰落后產能，優化存量結構，注重能源廢水回收利用和纖維再生循環，發展低碳、環保型紡織工業。