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自动化的发展趋势--走向融合

yangran  发表于 2010/3/25 10:13:35      919 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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融合是什么?融合是指几种不同的事物合成一个整体。 
元朝赵孟頫妻子管道升所做流传至今的《我侬词》或许是对这一概念最好的解读:“把一块泥,捻一个你,塑一个我。将咱两个一齐打破,用水调和;再捻一个你,再塑一个我。我泥中有你,你泥中有我”。
所以,融合不是简单的物理连接,而是具备共同基因的有机结合。
自动化历经40年发展,已形成了不同的产品体系、独立的产品商业模式。在技术、需求的双重推动作用下,自动化踏上了单元产品—系统组合—系统集成—产品集成,直至今天走向“融合”的发展之路。
这是一次跨越单元产品体系、打破不同供应商体系、改变沿袭已久的商业模式、融入应用行业的漫长之旅。“融合”概念的提出,是自动化在理念上的一次升华。

自动化本身就是技术融合的产物
始于1942年的“曼哈顿计划”推动了计算机技术发展。
1969年,这一技术与控制技术、电子技术融合,诞生了PLC;
1975年,计算机技术融合控制技术,DCS系统问世;
1980年前后,电力电子技术融合计算机技术、控制技术,变频器技术成熟;
1984年,引入并吸收IT技术,工业现场总线标准产生;
……
技术进步,边缘学科日趋成熟,为自动化产品、系统奠定了基础。在需求的“催化”下,融合多技术、满足相对普遍性需求的“标准产品”诞生了。并在需求发展的大背景下,推陈出新,与时俱进,终成今日之正果。
之所以称之为“标准产品”,是他们在类型、功能、性能、规格、质量、应用上具有共性,遵循相关标准,可批量生产并可以产品形式销售。这些标准产品的诞生,解决了工业生产中各种共性需求,也成为自动化沿用至今的主要商务模式。

融合之先兆—组合
融合是全方位的,从技术到产品,直至自动化产业的商业模式。
自动化单元产品与独立系统的技术融合已无障碍,且在不同控制领域均呈独立发展之势。这一进程的结果是:自动化市场形成了沿用至今的产品商业模式。在顺序控制、过程控制、传动控制、运动控制等经典领域,形成了沿用至今的PLC、DCS、变频器、伺服等标准化或系统化的产品与平台,自动化进入产品化时代。40年来,这种商业模式几无变化,也成就了很多成功的企业。
工业生产从手工到机械,从轻工业到重工业。工业化进程中生产规模日趋庞大,引入系统工程概念,是对这一产品化商业模式的第一次挑战。
如何适应日趋庞大的生产规模的控制需求?如何满足“系统工程”中对顺序控制、过程控制、传动控制、运动控制的综合需求?不同的产品体系开始“组合”,自动化进入“系统化”进程。
“系统化”进程首先始于同一品牌的不同产品体系,且各主流供应商无一例外地选择了通信--通过自定义的通信标准,使得自身不同产品体系形成可以解决多种控制需求的系统。之所以选择自定义通信标准,一为缺乏标准的工业通信协议,二为商业模式所限。此时的产品“系统化”,还仅是独立品牌供应商的封闭式产品“组合”。
始于1984年的现场总线标准,是对这一封闭式“系统化”的一次变革。历经20年,现场总线、工业以太网技术已成为控制系统的最优化“组合”方案。自动化系统化终于打破各自封闭体系,不同品牌的不同产品终于得以有机会相互“组合”,成为系统。但这一“组合”的开放性仍然是有限的,不同标准的供应商群体仍然泾渭分明。
这一时期,自动化领域诞生了一批新的产品--兼容多总线协议的分布式I/O,集成总线协议的过程仪表,适用不同网络协议的网关、网桥。一批新型公司得以诞生,秉承开放式理念进入这一市场,虽不能成为主流,但已有一席之地。

融合之演进—统一架构
在计算机技术、软件技术、IT技术发展的大背景下,自动化技术像是滴入水中的牛奶,扩散已经开始。融合不同控制技术以及IT技术的新系统开始形成。
我们可以把“第四代DCS”视为这一变化的表征。
信息和集成基本描述了当今DCS系统正在发生的变化。信息化是集成工业IT,从过程信息数据获取到生产数据、商业数据挖掘,从单纯控制到辅助生产、经营决策,自动化已呈“IT化”趋势。集成使不同控制体系得以打破,集成顺序控制、过程控制的新型混合控制系统得以形成。他们是:
Honeywell 的Experion PKS(过程知识系统)
Emerson 的PlantWeb (Emerson Process Management)
Foxboro的A2
横河的R3(PRM-工厂资源管理系统)
ABB公司的 Industrial IT
……
领信息化与集成化风气之先的是DCS供应商。作为以系统形态存在的商业模式,DCS与分立产品系统的最大区别在于统一的软件架构平台。DCS的分布式控制概念与IT界的SOA架构不谋而合,所以,DCS供应商的产品是有共同基因的真正集成,这一思想带来的启发是:FA领域供应商如何实现单元产品模式下的系统集成,在确保单元产品的商务模式下,满足工业需求,顺应趋势。在现场总线、工业以太网时代之后,也即以工业网络通讯实现的物理连接性集成后,从软件架构体系上予以完善成为各主流供应商的新选择。SOA架构体系在工业领域的作用是:单元产品体系在同一供应商中有了共同的基因,他们不再只能通过通讯方式物理连接,已开始寻找自己的DNA。SIEMENS最新发布的小型PLC S7-1200就是这一趋势的代表。
如果说工业网络通讯解决了自动化单元产品在语言上的沟通,统一软件架构平台则是在文化上的真正融合。

产品集成—产品商务模式的挑战
产品化对于工业的意义在于更少的连接,也就意味着更高的稳定性、可靠性,更少的系统集成成本、维护成本、设计成本。
产品集成已经不是新鲜话题,集成PLC功能的HMI、集成运动控制的PLC、集成PLC的变频器。但这种集成大多由单一产品供应商勉力而为,主流供应商对此一直持谨慎态度,因为任何激进的行为都会改变或颠覆已形成40年的自动化产品格局,重建新的商业模式。但当主流自动化厂商迈出这一步时,多米诺骨牌效应对这一行业的影响将是革命性的。PAC、ControlLogix等新型产品,就是融合FA、PA领域的技术,所形成的新的产品模式。任何功能的融合,技术都不是障碍。真正难以逾越的是传统的产品观念,一个行业赖以为继的商业模式。
当广电网、电信网、互联网三网合一后,当上网本与手机成为竞争产品后,未来我们将不再选择是买个上网本还是买个手机,而是买个什么上网终端。同样,未来的用户可能不再选择PLC还是变频器,而是选择买个什么控制器。任何概念对用户而言都是我们赋予的,用户要的只是那个需求。

融合之目标—工业服务化
2008年,工信部挂牌了。其主要职责之一就是“推进信息化和工业化融合”。
ABB、GE、ALSTOM的商业模式,就是对这一未来趋势的代表。
自动化如何融入工业化进程?这是一个大家耳熟能详的一个概念:解决方案。但我们大多数自动化厂商所言的解决方案仍停留在自动化解决方案,是如何帮助工业用户实现自动化、信息化;而未来主导这一概念的将是主流供应商的完整的工业解决方案,这一服务包含设备集成、控制集成、信息集成,在这一可以想见的未来中,自动化只是集成中的一个子系统,在以工业整体解决方案体现的商务模式中,自动化标准产品的商务模式已经淡化,自动化已经融入工业化,自动化终于服务化。

诸法实相,万物一理。自动化的发展历程是技术、工业背景下的必然。今天的自动化正身处风云际会的历史中,新的生命形态已经孕育,我们已依稀可以想见他的身影。但无论自动化以何种业态存在,都是工业化进程不可忽视的力量。
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