工业控制系统在工业生产中的关键作用及其在中国的发展

   2024-04-09 工业品商城26
核心提示:在工业制造领域的前沿阵地上,我们可以把工业控制视为工业自动化的精髓所在。这一领域被列为先进制造业最为重视和优先发展的项目之一,其涵盖范围甚广,包含了大型且复杂的生产过程需求,以及连续的生产过程中所需的综合自动化系统;还涵盖了诸多现场总线标准、工业以太网、能够充分利用互联网资源的综合自动化控制系统,以

     在工业制造领域的前沿阵地上,我们可以把工业控制视为工业自动化的精髓所在。这一领域被列为先进制造业最为重视和优先发展的项目之一,其涵盖范围甚广,包含了大型且复杂的生产过程需求,以及连续的生产过程中所需的综合自动化系统;还涵盖了诸多现场总线标准、工业以太网、能够充分利用互联网资源的综合自动化控制系统,以及基于现场总线技术的精准检测与控制仪器、高性能且智能化的控制器,以及针对大型传动设备设计的高效且节能的调速系统;此外,数字化、智能化的传感器及其与现场总线集成的各类软硬件产品,还有智能化的工业控制部件和执行机构等等,都是这一领域所需的重要组成部分。其中,综合自动化软件作为工控产业链的上游,对于整个行业的发展起着至关重要的作用。

     工业控制系统的主要功能在于掌控产业生产的日常动态运转,能够实现在控制指令与实际生产状态信息之间的交互反馈,因此,从某种程度上说,它的确像是工业装备的灵魂和核心,因为工业生产装备的巨大价值主要就体现在这类系统上。

    赛迪智库软件和信息服务研究所所长安晖先生曾经指出,在机械领域内,高端数控机床的伺服数控系统是数控机床的核心部位,正是在数控系统的精确控制之下,数控机床才能展现出强大的运算和处理能力,从而实现更加复杂且精细的加工操作。同样,现在在冶金领域内,随着信息化建设进程的不断推进,企业的合同管理、物资管理、供应链管理等各项工作也愈发依赖于生产控制系统的支撑,在如此背景下,企业生产过程逐渐转为全部依赖工业控制系统的操控,传统的人工控制方式已经无法适应如今的生产现状。由此可见,工业控制系统已经成为企业运营的核心枢纽。例如,在核电站、水电站等关系到国家安全的战略基础设施中,工业控制系统对于其日常运作、安全防护、故障识别、突发事件处理等方面起到了不可或缺的保障作用。

     我们了解到,在过去的几十年间,世界工控行业经历了激烈的竞争和洗礼,现今已经形成少数跨国公司以大规模生产方式,占据全球市场份额并因此形成寡头垄断的格局。据统计,原先拥有数百家此类制造商如今仅剩几十家,而其中最为知名的包括我们耳熟能详的西门子、ABB、霍尼韦尔、三菱、菲尼克斯等品牌,他们所提供的工控产品无一不是兼具DCS/PLC/FCS功能于一身,这使得这些产品在品质、价格、售后服务等多方面都赢得了市场的广泛认可和信赖。

     在国内,由于得到国家政策的大力扶持、产业的逐步升级、劳动力成本的持续攀升以及进口替代效应等多重因素的影响,最近几年以来,我国工控行业蓬勃发展,工业控制系统已然覆盖了电力、水利、石油化工、制药、食品饮料等多个工业领域。根据中国电器工业协会发布的相关数据显示,自2004年起至2011年,工控行业的市场规模已经从最初的252.49亿元增长至1952亿元,预计到2015年,这个数字将会进一步增至3875亿元。

    面对当前我国深化信息化与工业化的结合以加速制造业转型升级的迫切需求,如今我们已经迈入了关键时期。要想在工业制造环节实现自动化控制,这无疑是提高我国工业竞争力的关键,同时也是我们推进信息化与工业化深度融合的基础。然而我们也要看到,目前仍有许多中小企业不愿在信息化技术上投入更多的成本,同时,尽管大型企业更青睐于选用国外的工控系统,然而他们仍然面临着这些系统相对高昂的购买价格,因此,许多企业只能选择投入较少的资金用于建设自动化系统,这种模式虽然可以带给企业许多益处,但确实需要大量的资金投入,而且往往同时伴随着更高的投资回报风险,这使其难以为多数中小企业所采纳。在我国,中小型企业以及正在向大型企业转变的准大中型企业,现在更多地是走上了低成本工业控制自动化的道路。

     马翔先生明确地阐述到,在当今复杂且多元化的信息技术体系中,工业控制软件所扮演的核心角色与关键位置始终处在一种备受热烈探讨却又尚未获得明确定位的状态之中。尽管在实际工业生产过程中,我们早已无法离开工业控制软件为我们提供的支持与服务,然而,对于相关软件技术的资源整合进程与信息技术发展动态之间依然存在着明显的差距。这种状况犹如当前业内仍然习惯性地将工业控制软件区分为DCS以及PLC两大部分,而由于工控技术规范的制定进度滞缓,使得这两者之间的差异无法得到有效改善缩短。

    根据我们的调查研究发现,我国工业控制产业链中的非常重要两个环节,即底层的现场测量仪器设备及高层级的综合性自动控制软件,在整体实力表现方面相对较弱。而综合控制软件系统能力不足的根本原因在于,许多工业控制企业并未能深入理解用户的工艺特性,同时在经验积累方面有所欠缺,这直接影响到了其顶层整合能力以及快速切入特定市场的竞争力。目前,国内大多数工控厂商都采用了源自国外的控制技术构建其技术框架,基础硬件基本上全部来自于境外企业,而且基础软件也严重依赖于外部进口供应。他们的主要业务模式多为依靠从海外引进的硬件设施与基础软件,按照特定的工艺控制需求,借助于信息技术进行整合并开发应用软件。

    谈到国内工控软件企业所面临的困难局面,马翔先生坦诚地指出:“由于缺乏符合国内统一规格标准的硬件设备与基础软件作为有力支撑,工业控制软件只能被迫依附于各式各样的执行平台之上,这严重限制了软件产业的规模化拓张。”

    据沈阳东大自动化有限公司总裁助理胡毅博士透露,在国内,具备一定规模的工业控制企业数量并不少,但其中绝大多数并未形成大规模的生产制造能力及具有影响力的品牌产品,甚至有些企业只是通过模仿、组装或 “贴牌”等形式进行生产经营。尽管在政府相关部门的大力扶持之下,部分国内工控产品供应商得到了长足发展,例如北京和利时科技、浙江大学中控等企业,但他们普遍未能形成规模化生产与品牌化效应。因此,在目前阶段,国内外企业的产品仍在国内市场占据主导地位,近年来此情况虽有所改善,然而并无显著成效。


 
 
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