纵观历史长河,伴随着计算机技术、通信技术和控制技术的蓬勃发展,原本老旧而传统的控制领域正在面临一场前所未见的革命性的改变。如今,工业控制系统正迈步走向智能化的崭新时代,其发展历程犹如一部壮丽的史诗。从早期的CCS(计算机集中控制系统),历经第二代的DCS(分散控制系统),再到现今广受欢迎的FCS(现场总线控制系统),无不体现出控制系统结构的不断演进和完善。尤其是对于图像、语音信号等大数据量、高速率传输的需求,更是催生了当前在工业控制领域以太网与控制网络的紧密融合。
现代工业控制系统涵盖了过程控制、数据采集系统(SCADA),分布式控制系统(DCS),程序逻辑控制(PLC)以及其他各类控制系统等多个层面。在现代工业发展的滚滚洪流之中,我们可以清晰地看到,生产装备智能化、生产过程自动化的趋势日益明显,唯有实现智能工业,方能确保生产制造乃至产品整个生命生产周期中的多领域间的协调合作达到全新的智能化水平,助力生产型企业顺利完成向“智能制造”的华丽转身。
值得一提的是,国家政策对大力发展工业智能化给予了坚定的支持,工业转型升级的迫切需求也推动着工业控制的车轮向着“智能制造”的方向稳步前进。在“十五”规划期间,国家将信息化带动工业化的工作重心聚焦于以下三个重要方面:首先,以电子信息技术的广泛应用为核心,全面提升传统产业生产过程的自动化程度、控制的智能化水平以及管理的信息化水准;其次,以先进制造技术的推广应用为抓手,积极推进制造业领域的优质高效生产,重振装备制造业的雄风;最后,通过改造升级重点产业的关键技术、共性技术及其相关配套技术水平、工艺和装备水平,以期实现整体实力的提升。
智能化工厂作为部分国家在实现软高度自动化生产后提出的全新概念,其核心理念在于推动工业生产走向智能化,进而实现科幻般神奇的工业生产模式。无论是工业生产系统及过程的实现,还是网络化分布式生产设施的构建,亦或是生产物流管理的精细化操作,人机交互的便捷性,新技术的创新运用,甚至是利用嵌入式传感器来监测相关的环境参数和生产状况等等,都离不开智能化设备的鼎力相助。
目前工业控制系统发展的一个重要方向便是“智能工厂”,其中关键性的研究焦点在于研发具有智能化特点的生产系统及其运作方式,亦包括如何实现网络化分布式生产设施。德国的专家学者更是提出了“工业4.0”的先进理念,他们着重于考察连网工厂及其附属领域的演进趋势。我们期望能够通过整合产品开发、物流运输及生产过程,通过实现材料流、产品流以及信息流的畅通无阻,来建立起一套高度复杂且极其高效的全球化生产操作模式。如此一来,我们精心打造的生产线便能与供应商及消费信息建立紧密关联,以便根据消费者的需求对生产环节进行灵活而实时的调控,同时也能对交付的原材料做出相应的调整。
伴随着各种自动化、信息化的设备和技术的进步,工业生产的基础已经被提升到了涉及制造、工程、材料使用、供应链以及生命周期管理等多个层面的高度。如今,现代化的工厂似乎已经开始采用一种全新的、充满智慧的方式来生产产品。
我们深信,未来的生产工厂将会变得更加智能化。这种智能化将通过运用微型化处理芯片、存储设备、传感器以及发射器等先进技术来实现,这些设备将被广泛地应用于各类机器、未加工产品、材料、智能工具以及新型软件中,以组织和管理数据流。所有这些创新成果都将使得产品和机器之间能够实现无缝沟通和指令交换。也就是说,未来的工厂将有可能在很大程度上实现自我优化和控制其制造流程。虽然在此之前仍有漫长的道路需要我们去探索和实践,但这并不妨碍我们对未来智能化趋势的坚定信念和期待。