工控系統(tǒng)智能化促進工業(yè)4.0的到來

隨著計算機技術、通信技術和控制技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制領域正經歷著一場前所未有的變革，工業(yè)控制系統(tǒng)智能化初露崢嶸。控制系統(tǒng)的結構從最初的CCS（計算機集中控制系統(tǒng)），到第二代的DCS（分散控制系統(tǒng)），發(fā)展到現在流行的FCS（現場總線控制系統(tǒng)）。現階段，對諸如圖像、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，又催生了當前在工業(yè)控制領域以太網與控制網絡的結合。

　　現代工業(yè)控制系統(tǒng)包括過程控制、數據采集系統(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。現代工業(yè)發(fā)展的進程中，必然是朝著生產裝備智能化、生產過程自動化發(fā)展，只有實現智能工業(yè)才能保證生產制造乃至產品整個生命生產周期中多領域之間的協(xié)調合作完全智能化，幫助生產型企業(yè)“智能制造”的完美轉型。

　　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)轉型的需要推動工業(yè)控制的車輪駛向“智能制造”的方向。在“十五”期間，國家用信息化帶動工業(yè)化的工作重點有三個方面：一是以電子信息技術應用為重點，提高傳統(tǒng)產業(yè)生產過程自動化、控制智能化和管理信息化水平；二是以先進制造技術應用為重點，推進制造業(yè)領域的優(yōu)質高效生產，振興裝備制造業(yè)；三是改造提升重點產業(yè)的關鍵技術、共性技術及其相關配套技術水平、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現軟高度自動化生產之后，提出的新概念，它的理念優(yōu)勢在于推動工業(yè)生產智能化，從而實現科幻般的工業(yè)生產模式。工業(yè)生產系統(tǒng)及過程、網絡化分布式生產設施的實現、生產物流管理、人機互動、新技術的使用以及使用嵌入式傳感器來監(jiān)測有關的環(huán)境參數和生產等都需要智能化設備的支持。

　　工業(yè)控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一就是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。德國專家們提出的“工業(yè)4.0”的全新理念，主要就對聯(lián)網工廠以及相關方面的演變進行研究。對產品開發(fā)、物流以及生產的集成將通過材料流、產品流、以及信息流得以實現，從而構建高度復雜又極為高效的全球化生產運營。這樣一來，一條生產線就能夠跟供應商以及消費信息進行連接，從而根據消費者需求對生產環(huán)節(jié)進行動態(tài)調整，并對所交付的原材料進行相應調整。

　　隨著自動化、信息化的設備基礎改進到涉及制造、工程、材料使用和供應鏈以及生命周期管理的工業(yè)工序，現代化的工廠工廠似乎已經開始使用一種全新的智能的途徑來生產產品了。

　　相信未來的生產工廠相比將會智能很多。這一智能將通過使用微型化處理器、存儲裝置、傳感器和發(fā)送器來實現，這些裝置將被嵌入至幾乎所有可想象的機器、未加工產品、材料、智能工具類型和用于組織數據流的新型軟件。所有這些創(chuàng)新將使產品和機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，然而這絲毫不會影響到未來智能化的趨勢方向。

　　物聯(lián)網推動工控系統(tǒng)智能化

　　對諸如圖像、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，催生了以太網和控制網絡的結合，網絡化浪潮又將諸如嵌入式技術、多標準工業(yè)控制網絡互聯(lián)、無線技術等新興技術融合進來，從而拓展了工業(yè)控制的發(fā)展空間，帶來新的發(fā)展機遇。當前，工業(yè)控制信息化、三網融合、物聯(lián)網、云計算在內的多種新型信息技術的發(fā)展與應用，正快速推動工控智能化。

　　按照目前物聯(lián)網的發(fā)展趨勢，預計2020年會有數十億設備連通在一起。據權威行業(yè)研究機構微信公眾號工業(yè)智能化的研究表明，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和聯(lián)網消費設備。第三波也包括這些設備，不過會極大地提升機器與機器之間的連通。這就涉及到工廠集成等理念，也就是實現所有事物之間的連通，并產生大量的數據。各供應商正在對各種方法進行調查研究，以便將這些數據轉換成為可以采取行動的信息。系統(tǒng)必須能夠對所有數據進行管理，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據來提升工廠效率。

　　物聯(lián)網正是聯(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、管理、經營過程中，將通過信息基礎設施，在物聯(lián)網集成平臺上，實現信息的采集、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械、電氣和信息技術。如今，物聯(lián)網推動工控智能化發(fā)展的同時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

　　繼蒸汽機的發(fā)明、大規(guī)模生產和自動化之后，“工業(yè)4.0”時代開始被人們提及。前三次工業(yè)革命的到來造就了機械、電氣和信息技術。如今，物聯(lián)網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)網化及集成化工廠正逐漸支撐起這一趨勢。工業(yè)4.0擁有巨大的潛力，通向工業(yè)4.0的路將會是一段革命性的進展。現有的科技將不得不為了適應制造工業(yè)中的新需要而進行改變和革新。