展望2011，自動化技術(shù)在行業(yè)發(fā)展中舉足輕重

文/赫敏

隨著經(jīng)濟危機的漸漸消退，自動化廠商在2010年開始大舉反攻，國家政策的扶持也在拉動內(nèi)需的同時使OEM市場全面回暖，“十二五”規(guī)劃的頒布，又在各行業(yè)掀起了設(shè)備換代、產(chǎn)業(yè)升級的旋風。差異化、定制化、節(jié)能、高效、增值服務(wù)等方面的眾多需求，使自動化技術(shù)在各行業(yè)中舉足輕重。展望2011年，中國經(jīng)濟將邁進高通脹的新時代，自動化市場的發(fā)展步伐也會相應(yīng)變緩。政策的扶持和企業(yè)管理者觀念的轉(zhuǎn)變，也將對各行業(yè)標準的制定與實施起到至關(guān)重要的作用。

物聯(lián)網(wǎng)

創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。有人曾用未來社會發(fā)展的“毛細血管”來比喻物聯(lián)網(wǎng)，的確，物聯(lián)網(wǎng)所涉及到例如智能交通、公共設(shè)施等大量與人類生活和經(jīng)濟發(fā)展緊密相關(guān)的行業(yè)。

由于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用屬于新興產(chǎn)業(yè)，涉及行業(yè)較多，很多應(yīng)用盡管前景廣闊，但配套政策卻還不到位，仍然無法得到好的推廣。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2010年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達到2000億元，預(yù)計到2015年將超過1萬億，2020年將超過5萬億。然而，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的主要問題是產(chǎn)業(yè)化無法實現(xiàn)導(dǎo)致成本居高不下，并且尚未找到最佳的合作模式。目前，國外開發(fā)的主動標簽在追蹤高價值商品時非常有用，掃描距離可以達到100英尺，但其成本在1美元左右，無法在低成本商品中使用。業(yè)界預(yù)計，只有其成本降到3美分以下，才有可能應(yīng)用于單件包裝消費品。

作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的排頭兵，RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別技術(shù)）成為市場上最為關(guān)注的技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品的識別，進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。RFID技術(shù)以大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲、可重復(fù)使用性、高識別性等特點已經(jīng)被人們所接受。芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合形成產(chǎn)品系列化，與其他高科技融合，如與傳感器、GPS（全球定位系統(tǒng)）、生物識別（指通過生物特征進行身份認證的一種技術(shù)）結(jié)合將由單一識別向多功能識別發(fā)展。隨著RFID行業(yè)標準的統(tǒng)一，系統(tǒng)的兼容性將會得到更好地發(fā)揮，產(chǎn)品替代性更強。當RFID系統(tǒng)應(yīng)用普及到一定程度時，每件物品通過電子標簽賦予身份標識，與互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)結(jié)合將是必然趨勢，也必將通過物聯(lián)網(wǎng)改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活、工作和學(xué)習(xí)方式。

物聯(lián)網(wǎng)又名傳感網(wǎng)，其在應(yīng)用上部署了海量且類型多樣的傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性地采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。中國的傳感器市場規(guī)模正在不斷攀升，未來國內(nèi)急需一批芯片制造商來搶占這一市場，打破我國芯片主要源于進口的困局，只有實現(xiàn)傳感器芯片設(shè)計及制造的國產(chǎn)化，才能真正增加企業(yè)的營業(yè)額，提高我國在傳感器芯片制造業(yè)的整體水平，提高物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的整體競爭力，從而加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。

智能電網(wǎng)

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，在這一技術(shù)領(lǐng)域主要有兩個方面的技術(shù)需要重點關(guān)注，其一是開放的通信架構(gòu)，它形成一個“即插即用”的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進行網(wǎng)絡(luò)化的通信，系統(tǒng)集成和信息共享更加容易。系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用得到了極大的自由空間，和以往相比可以更加開放地融合其他商家的產(chǎn)品。其二是統(tǒng)一的技術(shù)標準，它能使所有的傳感器、智能電子設(shè)備以及應(yīng)用系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫的通信，也就是信息在這些設(shè)備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間、設(shè)備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功能。目前數(shù)字化變電站主要基于先進的變電站網(wǎng)絡(luò)通信、非常規(guī)互感器、智能終端系統(tǒng)和系統(tǒng)協(xié)議IEC61850標準，和以前使用的標準不同之處在于對象模型，它以服務(wù)器模型、邏輯設(shè)備模型、邏輯節(jié)點模型和數(shù)據(jù)對象模型建立了裝置和變電站的數(shù)據(jù)模型。

我國智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃區(qū)別于國外的一些發(fā)達國家，是以自上而下的模式進行推廣。為了滿足未來持續(xù)增長的電力需求，從根本上解決煤電運力緊張的問題，首先發(fā)展的就是特高壓電網(wǎng)。我國已實現(xiàn)了特高壓輸電技術(shù)的全面突破，全面掌握了1000kV特高壓交流和±800kV特高壓直流輸變電工程關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備制造核心技術(shù)，占領(lǐng)了世界特高壓技術(shù)的制高點。

未來的智能電網(wǎng)將通過電力設(shè)備的智能化從以下幾個方面完善和發(fā)展：

更加可靠——無論用戶在何時何地，智能電網(wǎng)都將提供可靠的電力供應(yīng)。利用電力變壓器、高壓GIS等對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題提出充分的解決方案，并能對抗大多數(shù)的電網(wǎng)擾動而不會斷電。在用戶受到斷電影響之前就可采取有效地校正措施，以使電網(wǎng)用戶免受供電中斷的影響。

更加安全——智能電網(wǎng)能夠經(jīng)受物理和網(wǎng)絡(luò)的攻擊而不會出現(xiàn)大面積停電，即使停電也不會付出高昂的費用用來恢復(fù)。且更不容易受到自然災(zāi)害的影響。另外，通過高壓斷路器使智能電網(wǎng)不會傷害到公眾或電網(wǎng)工人。

更加經(jīng)濟——用飛輪儲能和鋰離子蓄電池將非高峰用電時段的風能儲存起來，在以后的用電高峰時段供輸配電公司使用，提高風力發(fā)電的風電實際價值。

更加高效——在發(fā)電端應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)可以提升接納清潔能源的能力，還可提高傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)的效率。利用投資，控制成本，減少電力輸送和分配的損耗，電力生產(chǎn)和資產(chǎn)利用更加高效。

更加環(huán)保——智能電網(wǎng)通過在發(fā)電、輸電、配電、儲能和消費過程中的創(chuàng)新來減少對環(huán)境的影響。在電網(wǎng)環(huán)節(jié)可以降低線路損耗，提高輸電效率，提升電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施資源利用率和供電可靠性，從而達到節(jié)能減排的目的。在進入家用配電端時，通過智能電表，可將用電信息反饋給用戶，提高用電效率，用戶還可通過智能電網(wǎng)將自家太陽能發(fā)電賣給電網(wǎng)，實現(xiàn)智能互動和綠色節(jié)能。

目前，中國的智能電網(wǎng)正在進一步的建設(shè)中，國家電網(wǎng)公司提出了構(gòu)建“統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)”的目標。盡管中國的新電力發(fā)展速度迅猛，但火電仍處在電力行業(yè)的核心位置。未來，中國的電力行業(yè)將迎接由工業(yè)化向信息化轉(zhuǎn)變的新挑戰(zhàn)，并從發(fā)展數(shù)字化工廠開始，利用先進的通信信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的智能電網(wǎng)。

高速鐵路

據(jù)統(tǒng)計，中國已投入運營的高速鐵路營業(yè)里程達到7531公里，居世界第一位，并成為世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強、運營里程最長、運行速度最高、在建規(guī)模最大的國家?，F(xiàn)在，中國每天運行的動車組有1000多列，運送旅客約百萬人次。

高速鐵路技術(shù)中集成了信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和新材料、新工藝等多技術(shù)、多專業(yè)的高新技術(shù)，代表了當今鐵路發(fā)展的最高成就。高速鐵路系統(tǒng)主要由六大核心系統(tǒng)構(gòu)成，分別是基礎(chǔ)設(shè)施、動車組、牽引供電、通信信號、運營調(diào)度及客運服務(wù)系統(tǒng)。特別是道岔的變頻改造，信號系統(tǒng)的IPC，PLC，網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，軌道旁物的SCADA系統(tǒng)，配電系統(tǒng)監(jiān)控，電氣化機車的控制系統(tǒng)等都離不開自動化技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品。

盡管中國的高鐵建設(shè)緊鑼密鼓，但核心技術(shù)的攻克尚處于研究階段，其中包括軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及CAE仿真分析、軸承的長壽命、高可靠性技術(shù)、材料及熱處理技術(shù)、檢測與試驗技術(shù)、智能軸承傳感器集成與匹配技術(shù)、潤滑及密封技術(shù)、加工及組配技術(shù)等關(guān)鍵共性技術(shù)。一旦這些技術(shù)的自主研發(fā)獲得成功，不僅會使我國高鐵的成本有所下降，而且能為客戶提供高可靠、強穩(wěn)定、易維護的系統(tǒng)，從而使產(chǎn)品在運行過程中發(fā)生的故障降低到零。今后市場競爭的焦點將集中在高速和重載技術(shù)，如列車控制、通訊、信號、供電等系統(tǒng)。

隨著低碳概念成為各國的共識，世界高鐵的發(fā)展也迎來了黃金期。未來，中國仍然是世界上最大的高鐵市場，發(fā)展前景非常樂觀。與此同時，由于中國高鐵技術(shù)的領(lǐng)先地位，“走出去”戰(zhàn)略將是發(fā)展的必然趨勢。雖然世界高鐵市場的格局會因此而改變，但運營時間尚短的中國高鐵若想打敗各方對手還有待時日。

包裝、印刷、紡織機械

包裝、印刷、紡織機械行業(yè)之間存在共同的特點，特別是針對自動化產(chǎn)品上，這三個行業(yè)均采取OEM的方式進行銷售，原因在于可節(jié)省產(chǎn)品制造商的人力、物力和財力，而且能相對降低最終用戶購買設(shè)備時的價格，從而實現(xiàn)雙贏局面。

隨著“十二五”規(guī)劃的開啟，與民生相關(guān)的輕工業(yè)將有較大程度的發(fā)展。包裝、印刷、紡織機械將迎來一個產(chǎn)品技術(shù)全面更新升級，設(shè)備更新?lián)Q代，向高端技術(shù)產(chǎn)品邁進的大好發(fā)展機遇。2010年紡織行業(yè)努力淘汰落后產(chǎn)能，支持節(jié)能減排，因此紡織機械市場需求大增。包裝和印刷機械產(chǎn)銷全面高速增長，新產(chǎn)品研發(fā)趨于活躍，自主創(chuàng)新速度也有所加快。行業(yè)發(fā)展的利好也使自動化設(shè)備OEM市場供不應(yīng)求的情況非常嚴重，從而導(dǎo)致競爭也相對緩和。

在包裝機械行業(yè)中主要應(yīng)用的自動化產(chǎn)品為控制器、軟件、傳感器和機器人，但多數(shù)采用的是獨立的驅(qū)動控制器、分立的軟件工具和不統(tǒng)一的總線系統(tǒng)，而未來的發(fā)展必將由高集成度的自動化系統(tǒng)取而代之。在單一系統(tǒng)中融合單軸定位、多軸耦合、機器人技術(shù)和CNC技術(shù)，提供不同行業(yè)的伺服控制功能塊，通過技術(shù)協(xié)同來實現(xiàn)節(jié)能增效。

印刷機行業(yè)中變頻器等節(jié)能產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，改變了原來靠機械傳動比調(diào)速的方法，使系統(tǒng)調(diào)速精度及穩(wěn)定性得到提升，且減少了能量的損耗。印刷機械的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在控制技術(shù)上。隨著無軸傳動技術(shù)的進步與成熟，客戶對于該技術(shù)的接受程度越來越高，未來幾年，無軸傳動技術(shù)將進入一個高速發(fā)展期，采用伺服技術(shù)的機器份額將逐步提高。為了降低系統(tǒng)維護成本，更為智能的在線診斷技術(shù)與遠程維護技術(shù)將被集成到控制系統(tǒng)中。

未來的幾年是紡織行業(yè)平穩(wěn)快速的發(fā)展期。到2015年，中國紡織行業(yè)規(guī)模以上產(chǎn)業(yè)要超過7萬億元。面對紡織資源制約加劇的形勢，必須加快節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新和推廣，加快改造和淘汰落后產(chǎn)能，優(yōu)化存量結(jié)構(gòu)，注重能源廢水回收利用和纖維再生循環(huán)，發(fā)展低碳、環(huán)保型紡織工業(yè)。