面向未来的自动化技术

制造业发展推进自动化技术的全方位整合

工业自动化技术是为制造业服务的，它的发展显然受到制造业的技术发展要求及其市场发展的驱动。这些年来，制造业正在经历着转型或转变，大体有如下重要的转变：

企业的大批量生产向按市场或客户要求批量生产（客制化）转变；

离散的供应链向同步的供应链转变；

设计和控制系统松散耦合向设计和控制系统集成为一体（数字化工厂）转变；

在某地生产向全球化采购、生产转变；

仅考虑物理资产设备向全面考虑功能性资产设备转变；

追求获得最低生产成本向追求降低系统性成本转变。

这些转变正着力推动供应链集成和柔性制造的发展。同时，制造工厂对质量、成本、效率以及安全的高要求加速了企业业务管理系统整合集成。

面对制造技术的这一发展趋势，最终用户迫切地需要优化生产线的操作运行，而装备制造厂亦需要优化机械制造的效能。

从机械装备、生产线和工厂企业三个层次分析，满足制造业发展要求的自动化技术主要有：先进控制、智能控制、预测诊断；工业以太网、OPC UA、嵌入式系统、FPGA、高可靠性的软件、软件集成。这些技术将在不同的层次对自动化系统产生不同的作用。由此可知，替代目前功能基本固定的控制系统的将是新一代功能自治的控制系统，该系统不仅要有灵活的功能来快速适应市场对产品需求的变化和制造工艺的变化，易于扩展，而且还具备故障容错、自愈功能、强大的冗余能力以及分散结构。

智能制造和智能制造系统

总体来讲，智能制造有着诱人的前景和广阔的市场，同时也具备很强的带动性。主要体现在以下几个方面：装备制造业转型升级借力智能制造；劳动力成本不断上升呼唤智能制造；技术发展驱动智能制造；效率、效益、质量的提升需要智能制造；作业环境的改善有赖智能制造。

智能装备是制造技术、传感与控制技术、计算机与人工智能技术深度融合的结果，是实现高效、高品质、节能环保和安全可靠生产的高端装备，具有感知、决策、执行等功能，它同时集成了信息流、物料流和能量流。制造智能包含了感知与测控网络、机器学习与制造知识发现、面向制造的综合推理、图形化建模与仿真、智能全息人机交互的知识体系。具体来看，智能制造分为智能制造装备、智能制造系统和智能制造服务。智能制造装备包括工况感知与智能识别、性能预测与智能维护、智能规划与智能编程、智能数控与伺服驱动；智能制造系统包括系统建模与自行组织、智能制造执行系统、智能企业管控、智能供应链管理、流程智能控制；智能制造服务包括服务感知与控制的互联、工业产品智能服务、服务过程的智能运控、制造物联网与物流智能服务、制造与服务的集成共享和协同。