關(guān)于對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展及現(xiàn)狀分析

[摘 要] 在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，工業(yè)是一個(gè)非常重要的支柱產(chǎn)業(yè)。而隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)也在不斷地更新進(jìn)步。由于我國(guó)的人口比較密集，能源和資源消耗也非常迅速，但是在技術(shù)和管理上卻落后很于多發(fā)達(dá)國(guó)家，這就需要我們從自身尋找方法，找到最適合自身發(fā)展的道路，不斷地提高整體的效益。工業(yè)自動(dòng)化在一定程度上實(shí)現(xiàn)了國(guó)家在技術(shù)上對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)的改造，從而為我國(guó)工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。因此，要想使得我國(guó)的整體效益不斷提升，就要重視工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，并將其放在一定的高度去進(jìn)一步研究。

[關(guān)鍵詞] 工業(yè)自動(dòng)化；發(fā)展；現(xiàn)狀分析

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 22. 025

[中圖分類號(hào)] F272.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2013）22- 0039- 03

1 工業(yè)自動(dòng)化的出現(xiàn)和興起

工業(yè)自動(dòng)化是運(yùn)用計(jì)算機(jī)等多種信息手段對(duì)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)管理、檢測(cè)、優(yōu)化等目的，從而起到提高生產(chǎn)效率、增加產(chǎn)量、降低成本、減少能源消耗的作用。工業(yè)自動(dòng)化的出現(xiàn)推動(dòng)了第三次工業(yè)革命的出現(xiàn)，整體的生產(chǎn)效率得到了大幅度的提高，從而，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)成為了20世紀(jì)以后重要的工業(yè)技術(shù)手段之一。

從20世紀(jì)40年代到60年代初期，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)正處于發(fā)展的初級(jí)階段，在這一段時(shí)期內(nèi)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開始變得非常激烈，各種能源資源也在不斷地被占用，而減少勞動(dòng)的強(qiáng)度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量成為了工業(yè)自動(dòng)化初步發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑＣ鎸?duì)成批量產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，單機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)成為了這一時(shí)期的重點(diǎn)，并且也在進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大應(yīng)用的范圍。這一時(shí)期，硬件數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床是工業(yè)自動(dòng)化的典型代表。

而從20世紀(jì)60年代中到70年代初期，工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的第二個(gè)階段中，不僅僅是對(duì)勞動(dòng)力強(qiáng)度減弱和成批量生產(chǎn)產(chǎn)品要求的滿足，時(shí)代的發(fā)展也能夠帶動(dòng)了工業(yè)的進(jìn)步，各種產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也在不斷地加快，產(chǎn)品的質(zhì)量要求也提高了很多。因此，要想去適應(yīng)這種復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境，把握住整個(gè)工業(yè)的發(fā)展節(jié)奏，就必須從技術(shù)上去不斷地改進(jìn)更新。在初級(jí)階段中出現(xiàn)的單機(jī)自動(dòng)化為這一時(shí)期的組合生產(chǎn)奠定了一定的基礎(chǔ)，軟件數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)際設(shè)計(jì)和制造，以及從硬件數(shù)控系統(tǒng)到自動(dòng)生產(chǎn)線不僅僅是工業(yè)方面的一個(gè)較大的飛躍，更是社會(huì)進(jìn)步的一大體現(xiàn)。

最后，20世紀(jì)70年代中期到現(xiàn)在，由于市場(chǎng)環(huán)境的競(jìng)爭(zhēng)不斷激烈，產(chǎn)品品種也不斷增加，批量生產(chǎn)的要求也越來(lái)越高。因此，整體工業(yè)的發(fā)展對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的要求也越來(lái)越高，與其相關(guān)的各種技術(shù)也需要進(jìn)步，爭(zhēng)取發(fā)揮到最佳的整體狀態(tài)。在70年代初期，西方國(guó)家首次提出CIM的概念，這個(gè)概念將分散的、單獨(dú)的自動(dòng)化集合到了一起，使得其成為了一個(gè)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)整體。除此之外，CIM還是一種哲理，它闡述了工業(yè)自動(dòng)化在發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，針對(duì)這些問題再進(jìn)一步找到突破的方法，從而提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力。CIM的理念在整個(gè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中都是非常有用的。而在我國(guó)的工業(yè)道路上，不論是從生產(chǎn)上還是從生活方面來(lái)看，工業(yè)自動(dòng)化都為其做出了很大的貢獻(xiàn)，我國(guó)也正在不斷向著工業(yè)化方向邁進(jìn)，用信息科技等最新的技術(shù)武裝各個(gè)行業(yè)和各個(gè)部門，使工業(yè)生產(chǎn)高度自動(dòng)化，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，達(dá)到甚至超過世界平均先進(jìn)水平。直到現(xiàn)在，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)仍然是我國(guó)一項(xiàng)重要的工業(yè)技術(shù)，盡管和很多發(fā)達(dá)國(guó)家相比較而言各方面還不是很完善，但和傳統(tǒng)工業(yè)相比較已經(jīng)有了非常大的進(jìn)步。我國(guó)在工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展中，主要是首先依靠對(duì)西方技術(shù)成套的引進(jìn)，然后再對(duì)其進(jìn)行二次加工和剖析，找到最適合自身使用的技術(shù)，從而再服務(wù)于生產(chǎn)。目前，我國(guó)對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化的技術(shù)和應(yīng)用都已經(jīng)有了很大的進(jìn)步和飛躍，并且正在進(jìn)一步向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向邁進(jìn)。

2 自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和分類

2.1 企業(yè)管理決策層

從工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，發(fā)展的速度也越來(lái)越快，到20世紀(jì)90年代，自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)做得比較完善了，也形成了完整的企業(yè)管理決策層系統(tǒng)。它不僅制訂了對(duì)資源制造的計(jì)劃，更重要的是企業(yè)管理決策層可面對(duì)全球的市場(chǎng)。因此，所管理的資源也進(jìn)一步增加了很多。混合式的生產(chǎn)方式也加入了進(jìn)來(lái)，管理層面更加廣泛，由此，企業(yè)便形成了一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在這個(gè)基礎(chǔ)之上，會(huì)使得企業(yè)的發(fā)展越來(lái)越完善，形成一個(gè)企業(yè)集合式的管理系統(tǒng)。除此之外，企業(yè)管理決策層是面向市場(chǎng)的，它能夠最大程度地將資源整合到一起，更好地把握住市場(chǎng)中供應(yīng)商和制造商以及需求量之間的密切關(guān)系，并且通過對(duì)工作人員、資源、制造等管理達(dá)到最佳的效果。企業(yè)通過自動(dòng)化系統(tǒng)更好地把握企業(yè)管理決策層，使得能夠在很大程度上提高自己的經(jīng)濟(jì)效益。

信息的管理和傳遞也是不容忽視的一部分。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在沒有得到快速發(fā)展之前，原始的傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)在信息獲得和交流方面有著很大的缺陷。信息流通不夠快捷方便，在交流上也存在著很大的問題，很多企業(yè)在自身發(fā)展和外部的溝通中得不到發(fā)展。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的更新順利地解決了這一問題。把全球的企業(yè)發(fā)展都構(gòu)成一張網(wǎng)，能夠?qū)⒚恳粋€(gè)企業(yè)的信息連接在一起，建立起一個(gè)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，與此同時(shí)，企業(yè)和客戶之間的交流溝通也變得十分方便。由此看出，它不僅增加了市場(chǎng)和客戶之間的聯(lián)系，還摒棄了傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)的弊端，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展也將是企業(yè)管理決策層的一個(gè)重要的因素。

2.2 過程控制層

過程控制層簡(jiǎn)稱PCS，它是一個(gè)全新的理念，是一個(gè)工廠管控網(wǎng)結(jié)構(gòu)的理念。在這個(gè)過程中要盡可能地把一切有機(jī)的部分結(jié)合在一起，從而進(jìn)行更好的控制和管理。

首先，過程控制不僅能夠可靠圓滿地完成各項(xiàng)任務(wù)，更重要的是能夠控制網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的任意一個(gè)點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，把控制功能安裝到設(shè)備中，不僅能夠加快信號(hào)的來(lái)回傳輸速度，改善調(diào)節(jié)的能力，更重要的是能夠最大限度地減輕控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，使得復(fù)雜的控制系統(tǒng)變得優(yōu)化簡(jiǎn)單，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。除此之外，過程控制層還包括一項(xiàng)很重要的AMS能力，它能夠?qū)τ谡谶\(yùn)行中的、行進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和診斷，在經(jīng)過軟件一定程度的處理之后，設(shè)備在運(yùn)行中的信息就能夠被詳細(xì)地記錄下來(lái)，在發(fā)生問題時(shí)能夠及時(shí)地找到問題的根源并且迅速解決，使得設(shè)備的運(yùn)行增加一定的保障。

跟傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)相比，工業(yè)自動(dòng)化過程管理層完成了很多傳統(tǒng)技術(shù)都不能達(dá)到的高度。之前很多的傳統(tǒng)工業(yè)中，需要檢測(cè)設(shè)備或者解決故障的時(shí)候都需要達(dá)到危險(xiǎn)以及環(huán)境惡劣的工地現(xiàn)場(chǎng)，而PCS在這個(gè)過程中克服了這一大障礙，減少了時(shí)間的使用。在發(fā)生問題的時(shí)候能夠在第一時(shí)間通過工作室或者車間等任意一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行問題的解決，不僅節(jié)省了人力物力，保障了工作人員的安全，還大大地提高了工作的效率。

對(duì)于一個(gè)企業(yè)而言，從最初開始的財(cái)政管理到中間的生產(chǎn)過程再到最后的企業(yè)管理，每一節(jié)每一環(huán)都是不容忽視的重要因素。因此，企業(yè)不僅要把握好設(shè)備的更新維修和管理制度的完善，也要在信息管理上做好充分的準(zhǔn)備。而過程管理層就包含了這一項(xiàng)目，用戶可以在設(shè)備運(yùn)行的情況下對(duì)其中的信息做全面完整的認(rèn)識(shí)和了解，也能夠做進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)和診斷，從而避免了因?yàn)樵O(shè)備檢修延誤的問題而造成維修停工，耽誤了工程的進(jìn)程。

2.3 智能化設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)

智能化的設(shè)備不僅僅是具有智能測(cè)量溫度、壓力、濕度等等數(shù)據(jù)的能力，更重的是它具有診斷問題、判斷設(shè)備故障的能力。此外，自動(dòng)化系統(tǒng)是分為軟件和硬件兩個(gè)部分的。其中，軟件部分主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、數(shù)據(jù)分析軟件、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等等，而硬件部分主要是包含了計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、傳輸設(shè)備等等，這些都為工業(yè)自動(dòng)化提供了條件，在其發(fā)展的道路上給予了強(qiáng)有力的支撐。

3 我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)

我國(guó)是一個(gè)消費(fèi)大國(guó)，同時(shí)也是一個(gè)制造大國(guó)。很多的工業(yè)行業(yè)，例如，消費(fèi)品、藥品、化工等等各個(gè)行業(yè)都離不開中國(guó)的制造，從目前的形勢(shì)以及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，我國(guó)的工業(yè)行業(yè)必將會(huì)迅速發(fā)展，并且大額度地占領(lǐng)了世界市場(chǎng)。如此，就給我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)了很多的機(jī)遇。除此之外，很多外國(guó)企業(yè)利用我國(guó)大量的廉價(jià)勞動(dòng)力以及密集的能源資源將工廠大量地轉(zhuǎn)移到我國(guó)很多地區(qū)。在這其中盡管存在著很大的弊端和很多缺陷，但與此同時(shí)也能夠帶來(lái)更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

3.1 以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本的工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的主流

全球化市場(chǎng)導(dǎo)致企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)空前的激烈，因此，企業(yè)必須加快更新?lián)Q代的速度，并且在這個(gè)過程中要保證產(chǎn)品的質(zhì)量。而計(jì)算機(jī)集成制造結(jié)合了信息和系統(tǒng)，形成完善的服務(wù)體系。但是這種系統(tǒng)需要大量的資金和物力支持，因此，并不是十分適合于中小型企業(yè)投入使用。由以上信息就能夠很明顯地看得出，我國(guó)大多數(shù)企業(yè)都比較適合走低成本的工業(yè)自動(dòng)化道路，因?yàn)檫@樣不僅能夠節(jié)省成本，而且相對(duì)而言風(fēng)險(xiǎn)比較小。

最近幾年，我國(guó)的工業(yè)PC得到了大幅度的平穩(wěn)迅速發(fā)展，和其他設(shè)備相比較，工業(yè)PC的成本是取得市場(chǎng)份額的一個(gè)重要原因，除此之外，PC 的開放性也是不容忽視的一個(gè)方面。小型多樣化也是未來(lái)的主要發(fā)展方向，這與低成本是分不開的，所謂“船小好調(diào)頭”就是這樣的一個(gè)道理。

3.2 數(shù)控技術(shù)向著智能化、信息化、多元化發(fā)展

我國(guó)數(shù)控技術(shù)的開發(fā)與生產(chǎn)已經(jīng)取得了很大的成就，不僅掌握了關(guān)鍵的技術(shù)，更關(guān)鍵的是培養(yǎng)了一批專業(yè)的數(shù)控人才，形成了自己獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)，也形成了具有中國(guó)特色的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，因此，產(chǎn)品的可靠性和安全性就有了一定的保障，也就能夠贏得更多客戶的信賴。

很多企業(yè)現(xiàn)在重視的是知識(shí)和經(jīng)濟(jì)方面的因素，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高，知識(shí)和科技終將成為第一生產(chǎn)力，人們對(duì)于科技的認(rèn)識(shí)也將發(fā)生很大的變化，因此，依靠單純的傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)是不能夠滿足人們的需求量的，要想使企業(yè)有更好的發(fā)展就必須要把握住科技和知識(shí)帶來(lái)的技術(shù)，工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，其戰(zhàn)略位置也是非常重要的。

并且，數(shù)控技術(shù)將來(lái)將會(huì)向著高速度高效率可靠的方向發(fā)展，雖然和以前相比有著很大的進(jìn)步，但是相對(duì)于世界發(fā)達(dá)國(guó)家而言還是有著很大的差距，很多數(shù)控機(jī)床等設(shè)備都是從國(guó)外引進(jìn)而來(lái)的，沒有自身的創(chuàng)新，因此，進(jìn)口額也在不斷地增加。

3.3 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向混合方向發(fā)展

首先，有線局域網(wǎng)本身有著很大的優(yōu)勢(shì)，其技術(shù)價(jià)格都是比較低的，而且適用范圍非常的廣泛，因此，在剛剛出現(xiàn)興起包括后來(lái)的發(fā)展中擁有很大的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展速度也是比較快的。但是，就目前來(lái)看，很多工業(yè)地區(qū)和工場(chǎng)等地，由于環(huán)境本身的復(fù)雜和惡劣，有線局域網(wǎng)就很難發(fā)揮到自己的作用，而且如果應(yīng)用的話成本會(huì)比較大。在這種情況下，無(wú)線局域網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用就發(fā)揮出了比有線局域網(wǎng)更有利的優(yōu)勢(shì)。

無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)本身的發(fā)展是跟時(shí)代進(jìn)步有著很大關(guān)系的，就目前情形來(lái)看，人們的生活節(jié)奏都處于一個(gè)比較快的狀態(tài)，不能像以前一樣待在家里或者固定的場(chǎng)所進(jìn)行信息的了解和認(rèn)識(shí)分析。因此，無(wú)線局域網(wǎng)的出現(xiàn)就給人們帶來(lái)了很大的便利，人們可以通過無(wú)線的方式連接網(wǎng)絡(luò)，從而能夠隨時(shí)隨地地了解網(wǎng)絡(luò)中的信息和資訊。

有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合是一個(gè)全新技術(shù)的出現(xiàn)，它不僅能夠使得工地現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)得到最快速度的傳輸傳送，還能夠遠(yuǎn)程控制工場(chǎng)的狀況，減少了因?yàn)樾畔鬏敳槐銕?lái)的不利影響。除此之外，在很多特殊的條件下也能夠進(jìn)行工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制。

3.4 工業(yè)控制軟件的發(fā)展

從工業(yè)控制軟件的出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)有了幾十年的歷史了，它作為一種應(yīng)用軟件，在我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)中都得到了很大程度上的應(yīng)用，給企業(yè)創(chuàng)造了很大的利潤(rùn)。在工業(yè)控制軟件的發(fā)展中，促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)上的改造，從而提高了生產(chǎn)效益和產(chǎn)品的質(zhì)量。

除此之外，國(guó)內(nèi)人機(jī)界面組態(tài)作為工業(yè)控制軟件的一個(gè)重要的組成部分，在最近幾年取得了非常高的成就，也為企業(yè)的一體化管理提出了一個(gè)完整的方案。另外，我國(guó)還具有很多自主開發(fā)的軟件，大幅度地提高了在整個(gè)世界中工業(yè)技術(shù)的地位，順利地打破了國(guó)外的壟斷，突破了靠外界生產(chǎn)的模式，自此以后，工業(yè)控制軟件也將繼續(xù)向著智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向前進(jìn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

工業(yè)是我們國(guó)家乃至整個(gè)世界的一個(gè)的重要支柱，因此，要想促進(jìn)工業(yè)的進(jìn)步，就要找到適合工業(yè)發(fā)展的最佳技術(shù)，在發(fā)展過程中，要盡量避免傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)帶來(lái)的弊端，除此之外，還要不斷地發(fā)現(xiàn)更新技術(shù)，在社會(huì)快速發(fā)展的今天，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)更是必不可缺的一項(xiàng)重要技術(shù)，以電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)自動(dòng)化將會(huì)提高技術(shù)的含金量，提高技術(shù)的管理效率。通過工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)能夠很大程度上優(yōu)化工業(yè)結(jié)構(gòu)、提高企業(yè)的整體效益、提高國(guó)家的整體實(shí)力。加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將會(huì)使得工業(yè)的發(fā)展更加平穩(wěn)迅速。

主要參考文獻(xiàn)

[1]唐華國(guó).工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析[J].才智，2011（2）.

[2]賈若.我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J].赤子，2012（8）.

[3]張琳.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2012（3）.

[4]孟成.工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].科技風(fēng)，2011（4）.