前言：也許有很多業(yè)內(nèi)會對自動化工業(yè)創(chuàng)新的現(xiàn)狀感到擔憂。和以往一樣，行業(yè)需要保持清醒的頭腦以推動*自動化技術向前發(fā)展，現(xiàn)實的發(fā)展步伐應支持和維持利潤和生產(chǎn)力的優(yōu)勢。這篇文章將顯示，工業(yè)自動化行業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新和技術進步正有序進行。

　　PC驅(qū)動

　　James Truchard是得克薩斯州Austin市自動化供應商美國國家儀器公司的總裁和執(zhí)行官，他的評論直中要點。"過去10年來，自動化的zui重大創(chuàng)新來自個人計算機（PC）技術與工業(yè)設備的結(jié)合。現(xiàn)在的工業(yè)控制產(chǎn)品中經(jīng)?？梢钥吹焦I(yè)版的浮點處理器，DRAM（動態(tài)隨機存取記憶體），固態(tài)存儲設備如CompactFlash （CF）卡，快速以太網(wǎng)芯片和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA），" Truchard說。"這使得供應商和終端用戶能夠開發(fā)更加強大的軟件，這些具有PC控制系統(tǒng)的靈活性和可用性的軟件能可靠地在實時操作系統(tǒng)上運行。ARC咨詢集團的分析師命名這些設備為可編程自動化控制器-- PAC。與PLC（可編程邏輯控制器）相比，PACs提供相同的耐用性和可靠性但往往更快，更靈活。"

　　開放系統(tǒng)這個主旋律得到Peter ZorNIo的共鳴，他是另一家位于得克薩斯州Austin市的自動化供應商Emerson Process Management的戰(zhàn)略官，他反思了在過程控制業(yè)多年的經(jīng)歷。"從大約1993年到2002年左右，每個供應商都花費了大量的金錢開發(fā)開放系統(tǒng)，"Zornio指出。"我們從為特定目的建造具有網(wǎng)絡和硬件的自動化系統(tǒng)發(fā)展到今天的開放自動化系統(tǒng)。不算實際控制器和設備，今天的自動化系統(tǒng)已經(jīng)與信息技術（IT）領域使用相同的基礎技術。

　　"客戶想從PC市場得到容易的整和以及低成本硬件，"Zornio補充說，"但是他們并沒有獲益于更多的技術和安全支持?，F(xiàn)在他們正卷土重來，這將加速下一個領域的創(chuàng)新。"

　　Zornio的公司已在無線通訊技術上投入巨資，他還指出，"當然，我會說無線通訊技術是一重大進步。"據(jù)他分析，無線通訊技術可能尚未象過去的一些技術進步那樣對現(xiàn)今的自動化系統(tǒng)產(chǎn)生變革性的影響。但是Zornio預計，無線通訊技術的持續(xù)創(chuàng)新將對未來的自動化系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。

　　Milwaukee市的Rockwel自動化公司副總裁兼技術官Sujeet Chand將信息和通信起來。"信息和通信技術的發(fā)展對設計、操作和工業(yè)自動化系統(tǒng)維護的生命周期具有變革性的影響，"他說。

　　網(wǎng)絡的影響

　　"在設計階段，機電一體化與模擬技術的發(fā)展使我們能夠在建造之前模擬并驗證機器和制造系統(tǒng)的性能。由于雙向的信息流，從'CAD到部件'的生命周期現(xiàn)在可以是連續(xù)的。這使得制造企業(yè)能夠在產(chǎn)品推向市場的時間、質(zhì)量和產(chǎn)量方面推動持續(xù)的改進。"Chand指出，"在生命周期的運作和維護階段，標準以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的快速采用以及網(wǎng)絡互操作標準的應用正在使IT系統(tǒng)及業(yè)務與工廠的整合成為可能，并幫助生產(chǎn)企業(yè)推廣全廠范圍和供應鏈的優(yōu)化。"

　　許多人總體上把網(wǎng)絡作為一項重大的創(chuàng)新技術。佐治亞州Alpharetta市的西門子工業(yè)公司工業(yè)自動化事業(yè)部總裁Raj Batra說，"基于公用總線結(jié)構的安全控制一直是現(xiàn)今具有重大影響力的創(chuàng)新技術之一。可編程安全控制成為了一個范式轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)力成本的節(jié)省以及網(wǎng)絡技術的發(fā)展，讓這個市場非常迅速。"

　　Dave Skelton 是位于賓夕法尼亞州Middletown 的供應商Phoenix Contact USA的自動化主管，他說，"我很象托馬斯·愛迪生那樣看待創(chuàng)新理念，'賣不掉的東西，我不想去發(fā)明'，"至于舊發(fā)明促進今天的自動化進步，他也提到了網(wǎng)絡。"商業(yè)通信技術的產(chǎn)業(yè)化，特別是以太網(wǎng)基礎設施和無線通信技術，算得上是過去數(shù)年里影響現(xiàn)今自動化的zui重要創(chuàng)新。我之所以這樣說是因為銷售的成功。這使得IT界有機會與制造業(yè)以直截了當?shù)姆绞浇佑|。"

　　"當然，作為可行工業(yè)通信標準的以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）的出現(xiàn)和廣泛應用是過去10年來自動化zui重要的創(chuàng)新，"Ben Orchard說。Orchard是位于加利福尼亞州Temecula的自動化供應商Opto 22的應用工程師，他對商業(yè)網(wǎng)絡技術的重要性具有一致的觀察。"沒有以太網(wǎng)和IP將會大大減少自動化設備和系統(tǒng)之間的互操作性。在決定什么物理接口或應用協(xié)議某一特定應用程序時，這為用戶提供了多種選擇。"

　　位于加利福尼亞州Long Beach的軟件供應商Apriso公司的技術官Chris Will關注軟件上的發(fā)展。"當然，首先將XML（可擴展標記語言）及其繼任者——Web服務，面向服務架構（SOAs）和業(yè)務流程管理套件引入自動化領域的組織應得創(chuàng)新的稱號。如今所有主導的軟件基礎設施供應商都在推動這三項技術。"

　　整合能力

　　伊利諾伊州Vernon Hills的供應商三菱電氣自動化有限公司的項目Sloan Zupan持不同的思路。"zui重要的創(chuàng)新與把不同的控制規(guī)則巧妙地集成到一個控制平臺上有關。這包括像PLC，機器人，計算機數(shù)值控制器（CNCs），人機界面（HMIs）和視覺系統(tǒng)這樣的東西。結(jié)合這些技術可以讓用戶為每一個應用恰到好處地選擇搭配控制規(guī)則。"

　　位于瑞士蘇黎世的自動化供應商ABB有限公司的技術官Peter Terwiesch補充說："在集成能力上的進步，遠程訪問，設備和資產(chǎn)自身的智能化，加上以往相互競爭的通信協(xié)議的統(tǒng)一，促使用戶有能力來優(yōu)化他們的資產(chǎn)。過去十年來雖然設備已經(jīng)變得更加聰明，在此期間微處理器已經(jīng)深入滲透到現(xiàn)場設備的領域，并提供了豐富的診斷和操作信息，然而這個信息的真正價值只有當客戶能夠訪問使用它時才能實現(xiàn)，"Terwiesch說。

　　"此外，從難以到達或危險位置上的設備獲得信息然后加以使用，這些遠程訪問技術的進步幫助客戶獲得所有需要的數(shù)據(jù)用以準確評估生產(chǎn)情況或防止?jié)撛诘膯栴}，"他補充說。"無線通信的實現(xiàn)使得從智能設備獲取診斷信息成為可能，而此前的通訊連接方式?jīng)Q定它們只能傳遞過程數(shù)據(jù)。"

　　通過對一個加工廠的觀察，過程系統(tǒng)供應商Honeywell Process Solutions的技術副總裁Jason Urso列出了幾項對自動化和工廠經(jīng)營具有影響力的技術創(chuàng)新。"操作者效率工具和異常狀態(tài)管理的*實踐（得益于現(xiàn)代圖像和可視化技術以及報警管理工具的創(chuàng)新），加上減少報警泛濫的管理工具，是過去zui重要的創(chuàng)新。開放系統(tǒng)的出現(xiàn)讓使用傳統(tǒng)系統(tǒng)的工廠能夠在遷移HMI（人機界面）時保留其控制和輸入/輸出（I/O）的基礎設施。工業(yè)無線通訊正使得效率和成本顯著改善。zui后，從使用HART或基金會現(xiàn)場總線（Foundation Fieldbus）的現(xiàn)場儀器得到的診斷信息控制工程網(wǎng)版權所有，正在讓工廠更加積極主動地進行儀器維護。"

　　離散設備制造商Bosch Rexroth Corp的技術副總裁斯Scott Hibbar指出了三個驅(qū)動當前自動化技術的創(chuàng)新。"首先是產(chǎn)業(yè)界的接受度以及工廠自動化中精密運動控制的整合。十年前還是一個主要用于精密金屬切削設備領域的偏門技術現(xiàn)已被幾乎每一個自動化領域主流所接受"，這位供應商執(zhí)行官說。"接下來是運動和邏輯的整合。zui后，基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線正在達到自動化應用的需求，同時也在制造業(yè)環(huán)境中與其他信息技術共同發(fā)揮作用。"

　　Rockwell的Chand說："未來，通過*的傳感技術和無線通信技術的擴散，持續(xù)地利用以太網(wǎng)，更大范圍地利用*控制技術，以及可持續(xù)和安全的生產(chǎn)方法，我們將繼續(xù)看到今天的制造工廠轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)化的工廠和供應網(wǎng)絡。"

　　來自Emerson Process的Zornio已經(jīng)確認無線通訊既是一個驅(qū)動現(xiàn)今自動化的昔日發(fā)明，而且也是未來自動化創(chuàng)新的驅(qū)動技術。"另一件大事---一個巨大的轉(zhuǎn)變---就是減少復雜性，"他補充道。他稱之為以人為中心的設計。"過去在80和90年代，如果一項新技術出現(xiàn)且你認為將會帶來一些益處，客戶會說不錯，但'我得雇我需要的人。'讓我們面對現(xiàn)實吧。PC不是給膽小鬼準備的。技術太難用再也不是一個借口了?？纯磇Phone吧。自動化領域也是如此。"

　　西門子的Batra認為未來創(chuàng)新的關鍵是產(chǎn)品生命周期管理（PLM），從設計到制造策略的緊密結(jié)合。"現(xiàn)實工廠車間與虛擬世界的結(jié)合，這將導致公司經(jīng)營方式的巨大模式轉(zhuǎn)變---數(shù)字化的工廠。"

　　Russ Agrusa是一家位于馬薩諸塞州Foxborough的制造軟件供應商Iconics公司的總裁和執(zhí)行官，他表示軟件*微軟公司的操作系統(tǒng)，Windows 7，是一個"游戲規(guī)則顛覆者。"他繼續(xù)說，"新Windows 7的多觸控技術、易于使用的功能使得與制造商運營的交流更自然。"

　　Rashesh Mody是位于得克薩斯州Plano的自動化供應商Invensys Operations Management （IOM）的投資組合和策略副總裁，他認為，"云計算可能是一個驚人的變化。其次是虛擬化和模擬線程。這項技術主要針對的是降低擁有IT資源的成本。業(yè)務流程也將受到創(chuàng)新的關注，如何與我們的客戶和集成商互動，如何管理工作流程。所有這些都是如何管理信息這個共同點的延伸。"

　　這個在"云計算"技術領域正贏得廣泛關注的新趨勢也稱為"軟件即服務（SaaS）"。這項技術需要將應用程序和數(shù)據(jù)保存在遠程主服務器（"云"）里，客戶可以從任何地方在任何與互聯(lián)網(wǎng)連接的且具有充分顯示功能的設備上訪問，以查看結(jié)果。

　　來自軟件供應商myDials公司的執(zhí)行官Wayne Morris預見，信息業(yè)和公司的視角通過SaaS 組件和為一體。他預測，"在整個價值鏈上，新興技術將推動過程自動化控制及企業(yè)制造智能技術與廣泛、整體、持續(xù)的過程技術進步相結(jié)合。"這些措施包括在整個價值鏈上結(jié)合、關聯(lián)性能指標，由連續(xù)指標處理而不是基于批處理的OLAP（在線分析處理）cube信息處理所促成的近乎實時的指標更新，由Web 2.0技術驅(qū)動的直觀、交互式的指標可視化和分析，以及啟動了SaaS且跨越多個企業(yè)的整個供應鏈，需求鏈和分銷渠道的管理。"

　　另一個設在加利福尼亞州Pleasanton的軟件供應商Transpara公司執(zhí)行主任Michael Saucier期望以開放的數(shù)據(jù)庫與無線網(wǎng)絡及設備聯(lián)接性相結(jié)合的信息革命為杠桿來創(chuàng)新未來信息傳遞到人們的方式。

　　"展望未來，"Saucier說，"我想說爆炸性地采用智能設備將會是驅(qū)動自動化和生產(chǎn)運營的zui重大因素。我認為我們剛剛開始利用開發(fā)移動商業(yè)智能應用的潛力。人們逐漸認識到，手機除了用于電子郵件和更新棒球比分以外還能另有用途。只要在計劃部署時考慮到規(guī)格因素，你可以把任何類型的業(yè)務、運營或制造數(shù)據(jù)存儲在手機上。移動商務智能是個人數(shù)字助理在制造領域的強大應用。"

　　顯示技術

　　機動且聯(lián)通的工人的到來不能僅是瞬時幻想。位于加州Mountain View的自動化供應商Apprion的執(zhí)行官兼工程副總裁Doug Donzelli指出,無線通信技術是轉(zhuǎn)變成為"實時、機動、高生產(chǎn)率工人"的基礎。企業(yè)可以使用無線通信將數(shù)據(jù)傳入工人手中。"第二個驅(qū)動技術將會是OLED（有機發(fā)光二極管）屏幕。想象一下，工人能在工作現(xiàn)場展開一幅4 × 8英尺的視頻屏幕---而不是一個僅有2 × 3英寸的屏幕。此外OLED固有的安全標定是Class 1 Div 2。因此，結(jié)合實時信息，無線通信，更大的數(shù)據(jù)通道，更好的顯示效果，機動的工人將隨身帶著控制室出來嗎?"

　　National Instruments的Truchard在他大多數(shù)研究中關注自動化的芯片和編程層面。他指出，"雖然PACs代表的可編程控制器，PAC的未來取決于嵌入技術的納入。一個例子是能使用軟件來定義硬件。"

　　考慮現(xiàn)場可編程門陣列。"FPGA是電子元件制造商用以創(chuàng)建自定義芯片而普遍使用的電子設備，它能將智能置于新的器件中。這些設備包括三大主要部件：可以執(zhí)行各種功能的可配置邏輯模塊，作為開關連接功能模塊的可編程互連接口，以及將芯片數(shù)據(jù)傳遞進、出的I / O模塊。通過定義可配置邏輯模塊的功能和它們彼此及與I / O連接的方式，電子設計人員可以創(chuàng)建自定義集成芯片而無需交付生產(chǎn)定制ASIC（應用集成電路芯片）的費用。FPGA就相當于一個能重新連接其內(nèi)部電路以運行你的具體應用程序的計算機，"Truchard解釋說。

　　ABB公司的Terwiesch預測三個領域的創(chuàng)新。他說："在查看進程和可獲得的實時信息量方面，可視化技術一定會有重大的進展。能夠?qū)崟r地聚焦在某一特定數(shù)據(jù)集、或過程狀態(tài)的能力將會提高操作者和工廠管理人員的生產(chǎn)力。對采取一個特定行動將可能導致的情況進行真實的實時模擬，或不將操作者置于危險環(huán)境或崗位，這種能力將在過程效率及安全方面產(chǎn)生巨大的成果。我們還將會看到更廣泛地使用自動化網(wǎng)絡虛擬化技術，這使得所需的物理硬件設備只相當于運行一個進程的一小部分（例如，一個需要14個伺服器的進程可能只需2個了。）——持續(xù)統(tǒng)一的標準。"

　　Honeywell的Urso的補充說，"首要的是，無線通訊將繼續(xù)對自動化行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。其次，我們將會看到工廠里增加的傳感技術。我們將會看到創(chuàng)新性的新型傳感技術的涌現(xiàn)，這包括納米傳感器以及具有相關分析算法的視頻技術。第三，遠程服務和支持將在提高工廠效率方面發(fā)揮更大的作用。zui后，通過操作控制臺上操作員與業(yè)務應用的集成，我們希望看到更多的工廠將過程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可操作的知識。操作者將更多地成為業(yè)務優(yōu)化者而不是過程操作者。"

　　明尼蘇達州Burnsville的供應商Beckhoff自動化有限責任公司總裁Graham Harris說："我看到的不僅是新以太網(wǎng)和基于PC的技術制造業(yè)和自動化的創(chuàng)新，而且還有融合了更*工程解決方案的高能力、集中化設備?？梢哉J為這將為自動化控制器帶來更強的多任務處理功能。這通常是由一個配備了現(xiàn)代多核處理器的單一工業(yè)PC來完成，這不只是在一塊控制器上涵蓋PLC（可編程邏輯控制器），自動化，運動控制和HMI（人機界面的控制器），而且還跨越到包括各種形式的高精密測量，狀態(tài)監(jiān)控甚至是機器人學/運動學。"

　　降低能耗

　　芝加哥獨立包裝自動化顧問John Kowal認為，包含板載多媒體的新技術部分地簡化了培訓和實際經(jīng)歷。他預計會看到類似于"能源之星"的基于機器整體設備效率（OEE）的評定標準。而且，從文化而不是技術的角度來看，他預見跨國合作的發(fā)展。

　　三菱的Zupan認為嵌入式IT技術，例如進入自動化平臺的面向服務框架，將會產(chǎn)生zui大的影響。"客戶期望自動化設備與IT更高水平的整合，以便更好地經(jīng)營資產(chǎn)管理，庫存管理，生產(chǎn)進度，關鍵性能指標報告和遠程管理。"

　　Bosch Rexroth的Hibbar認為，開放的通訊標準以及采用網(wǎng)絡的自動化市場將刺激未來的創(chuàng)新。他補充說，"能源消耗，不論是從環(huán)境影響或是從傳統(tǒng)能源資源耗盡來看，社會將受到能源消耗的影響。由于制造業(yè)消費所生產(chǎn)能源的三分之一，自動化技術如何更好地管理生產(chǎn)環(huán)境中的能源消耗將會引來很多的關注。"

　　對將用這些新技術來發(fā)明創(chuàng)造的未來工程師，Truchard加入了一些忠告。"隨著對綠色工程的關注以及嵌入式技術在自動化系統(tǒng)多方面整合的趨勢，對于一個工程師來說，只專注一項工程形式也許很快就不夠用了。在未來的5到10年里，標準開發(fā)平臺和高水平抽象工具將革命化工程師設計嵌入式自動化系統(tǒng)的方式。通過數(shù)字原型工具，工程師們已將測量和控制算法納入他們的機械模型。他們還通過高層次圖形化編程語言對嵌入式系統(tǒng)進行編程以及對FPGA進行重新配置。由于增加的測量數(shù)據(jù)，更高層次的軟件工具和更強大的嵌入式自動化控制器，工程師們能裝備精良地設計新一代高性能和率的生產(chǎn)設備。"