信息來(lái)源：中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì )網(wǎng)站
    從人類(lèi)的視角，20/20被認為是完美的；那么，到2020年，自動(dòng)化、控制和儀表的實(shí)現途徑會(huì )接近完美嗎？來(lái)自于CONTROL ENGINEERING 2015年度系統集成商——Maverick技術(shù)公司、Polytron公司和Malisko工程公司的技術(shù)專(zhuān)家們，分享了他們對于2020年自動(dòng)化、控制和儀表的技術(shù)展望。
    互聯(lián)性、模塊化和預測支持
    Malisko工程公司的總裁和首席執行官Stephen J.Malyzsko，對2020年的自動(dòng)化趨勢提出了6個(gè)方面的展望：互聯(lián)性、模塊化生產(chǎn)、系統支持、內置安全性、技術(shù)更替以及合作。他的解釋如下：
    1.通用互聯(lián)性。大數據、物聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)性都會(huì )推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域使用通用的互聯(lián)標準；這將會(huì )協(xié)調客戶(hù)和商業(yè)市場(chǎng)。工業(yè)領(lǐng)域對“通用互聯(lián)”的需求將迫使供應商考慮提供對專(zhuān)有產(chǎn)品的接入。
    移動(dòng)應用和無(wú)線(xiàn)將會(huì )成為標準。隨著(zhù)傳統臺式機和移動(dòng)設備（比如微軟的Continuum，包括在微軟Windows 10中）功能的趨同，計算也隨之發(fā)生改變。功能的趨同以及隨處可見(jiàn)的超快無(wú)線(xiàn)接入，將會(huì )創(chuàng )造更多的基于云的應用。微軟的HoloLens將大大增強HMI和PLC編程功能以及可視化程度。
    2.模塊化生產(chǎn)。由于希望盡快投入市場(chǎng)，供應商會(huì )持續不斷的升級轉型，為生產(chǎn)客戶(hù)提供即插即用的過(guò)程單元和工作單元。模塊化生產(chǎn)將系統集成商轉變?yōu)槭占瘮祿?、?shí)施整體監視控制策略的角色。
    3.系統支持，98%預測，2%校正。生產(chǎn)制造自動(dòng)化系統將會(huì )利用標準的運行監控模塊來(lái)監視設備狀態(tài)。供應商將提供基于統計數據的強制性算法模塊，并推薦服務(wù)和重新校驗的頻率。
    4.內置系統安全性（基于行業(yè)要求）。與通用連接性一起成為通用安全的標準，并和IT及商業(yè)市場(chǎng)保持一致。
    5.系統集成技術(shù)角色的轉變。系統集成商的首要角色，將會(huì )轉變?yōu)槟K集成商。先進(jìn)的可視化、控制器的發(fā)展以及測試工具，將會(huì )縮短低水平控制和可視化任務(wù)的實(shí)施所需要的時(shí)間，并且使得系統集成商可以將更多的時(shí)間精力用來(lái)提供無(wú)縫集成。
    6.成為用戶(hù)的自動(dòng)化伙伴。在涉及自動(dòng)化的項目上，生產(chǎn)制造商將依賴(lài)控制系統集成商來(lái)提供幫助和認證。
    生產(chǎn)制造的數字化時(shí)代
    Polytron公司的副總裁Brent Stromwall認為，到2020年，生產(chǎn)制造將進(jìn)入到一個(gè)真正的數字化時(shí)代。一方面，“這是一種必然的趨勢，生產(chǎn)制造商必須提供更準確和更先進(jìn)的獲取技術(shù)和參考資料的方式，這樣運行人員和技術(shù)人員才可以更好的實(shí)施運行及維護的準備工作，無(wú)論是對現有技術(shù)還是新技術(shù)，都應如此?！盨tromwall說(shuō)到，“沒(méi)有觸手可及的維護能力及技術(shù)知識，年輕一代的工人，對當今工廠(chǎng)車(chē)間的系統進(jìn)行的運行和維護將無(wú)法勝任?！?br/>    2020年對當下提出的要求
    在最近幾年，行業(yè)探討中已經(jīng)包括了諸如“智能制造”、“工業(yè)4.0”、“工業(yè)互聯(lián)”、“先進(jìn)生產(chǎn)制造”等等詞匯。在這個(gè)數字化生產(chǎn)制造時(shí)代，我們可以使用技術(shù)手段來(lái)交付3D可視化系統、數據分析以及多層次的協(xié)作工作來(lái)優(yōu)化和管理生產(chǎn)制造過(guò)程——從工廠(chǎng)車(chē)間到企業(yè)管理層。
    為了更好地迎接2020年數字化時(shí)代對生產(chǎn)制造技術(shù)提出的需求，我們正在從如下5個(gè)方面著(zhù)手準備：
    1）從供應鏈到配送，制造系統的完整集成；
    2）為了達到最高水平的運行效率，在全廠(chǎng)范圍系統內引入可視化；
    3）為了實(shí)現設備的穩定運行和提升系統運行時(shí)間，需要預測性維護系統；
    4）快速獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數據的能力；
    5）最新的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，可以實(shí)現更高的帶寬、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )以及更好的安全性能。
    2020年關(guān)于制造業(yè)的8個(gè)預測
    1.可持續性：生產(chǎn)制造商需要能夠獲取大數據的應用，以便在關(guān)于能源監視、運行效率、勞動(dòng)力和運行人員的安全、預測維護等方面做決策時(shí)使用。正確的工廠(chǎng)數據應該是實(shí)時(shí)的，能在正確的時(shí)間傳遞給正確的人。
    2.與人和設備更廣泛地互聯(lián)：不斷變化的制造環(huán)境需要能夠無(wú)縫溝通，并將先進(jìn)的技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云計算、移動(dòng)性等，與自動(dòng)化工作流程集成在一起，以適應更快、更智能的生產(chǎn)環(huán)境。
    3.更嚴格的網(wǎng)絡(luò )安全：隨著(zhù)數據流以及獲取權限遍及全廠(chǎng)，在用戶(hù)端多層次、多層面的集成，網(wǎng)絡(luò )安全正在逐步從簡(jiǎn)單的周邊防御向更嚴格的縱深防御發(fā)展。
    4.工業(yè)網(wǎng)絡(luò )升級：智能數據需要一個(gè)安全、可擴展并且穩定的生產(chǎn)制造骨干網(wǎng)。強大的網(wǎng)絡(luò )能夠支持更多軟/硬件的升級，以便提升自動(dòng)化水平和數據獲取的效率。新的網(wǎng)絡(luò )混合使用光纖和新一代銅導線(xiàn)，采用開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò )結構技術(shù)，軟件具有更高的魯棒性，并允許計算機網(wǎng)絡(luò )接收或者發(fā)送數據到整個(gè)工廠(chǎng)車(chē)間的機器上甚至企業(yè)管理層。
    5.更直觀(guān)的HMI：自帶記分卡和培訓工具，以便優(yōu)化勞動(dòng)力。勞動(dòng)力老齡化以及缺乏合格的工人來(lái)填補空缺，是對生產(chǎn)制造商最大的挑戰。正式的內部培訓工具，比如基于計算機的學(xué)習模塊、基于HMI的工作支持模塊，這都是必須的。直觀(guān)的HMI和記分卡十分關(guān)鍵。
    6.機器安全：升級機器安全技術(shù)，使舊機器滿(mǎn)足安全標準的要求，是生產(chǎn)制造商隨后幾年的首要任務(wù)。集成的機器安全技術(shù)幫助保護年輕的勞動(dòng)力，減少工人事故，降低由此引起的非計劃停機時(shí)間，從而提高整體生產(chǎn)效率，這在競爭激烈的市場(chǎng)十分關(guān)鍵。
    7.預測數據分析：主動(dòng)管理，可以確保生產(chǎn)制造設備高效運行，保持工廠(chǎng)的靈活性和穩定性。更快地響應消費者的需求，同時(shí)保證安全和可靠的產(chǎn)量，就可以使生產(chǎn)制造企業(yè)立于不敗之地。對不斷增長(cháng)的可追溯性和質(zhì)量數據的需求日益快速增加。需要利用柔性制造技術(shù)來(lái)管理成本。
    8.淘汰與升級：硬件和落后技術(shù)的淘汰是不斷老化工廠(chǎng)的一個(gè)主要議題。據估計，美國75%的工廠(chǎng)都運營(yíng)超過(guò)20年了。硬件和技術(shù)都需要更換為智能控制器和驅動(dòng)技術(shù)，以便實(shí)現端到端的運行效率提升。
    自動(dòng)化的價(jià)值在于更多的連接、協(xié)作和安全
    “在每天和客戶(hù)一起工作時(shí)，無(wú)論大客戶(hù)還是小客戶(hù)，只要是我們所涉及的是工業(yè)領(lǐng)域，我們都希望和他們探討5個(gè)比較實(shí)際的領(lǐng)域：自動(dòng)化的價(jià)值、網(wǎng)絡(luò )、新人類(lèi)、協(xié)作以及網(wǎng)絡(luò )安全?！盡averick技術(shù)公司的CEOPaulGaleski認為，“盡管改變已經(jīng)開(kāi)始，但是到2020年，實(shí)現這5個(gè)領(lǐng)域的途徑仍然可能會(huì )有所差異?！?br/>    1.自動(dòng)化創(chuàng )造價(jià)值：用戶(hù)必須明白，自動(dòng)化是如何通過(guò)降低成本、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)量等來(lái)為其公司創(chuàng )造價(jià)值的。自動(dòng)化供應商和服務(wù)提供商非常擅長(cháng)談?wù)摷夹g(shù)，但是客戶(hù)早已厭倦了喋喋不休的討論技術(shù)，他們希望知道某些新設備或網(wǎng)絡(luò )功能是如何對其盈利水平帶來(lái)正面影響的。
    如果換一種思路，我們用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題，而不是僅僅因為某種新技術(shù)而使用自動(dòng)化，那么我們就可以基于鐵的事實(shí)和運營(yíng)環(huán)境的改善，比較容易的給予工程效果以恰當的描述。我們必須改變描述問(wèn)題的方式，利用管理層能夠聽(tīng)明白的詞匯來(lái)描述工程，這就是財務(wù)數據。這種情況已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生，但是要運用得當，還得至少需要5年的時(shí)間。
    2.更開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )，無(wú)線(xiàn)：網(wǎng)絡(luò )將會(huì )更加開(kāi)放，只有非常少的設備需要通過(guò)電纜連接。區分不同通信協(xié)議的壁壘將倒塌，在2020年有可能會(huì )不復存在。新的控制器比以往的控制器都將具有更多的語(yǔ)言版本。對于現代的可編程邏輯控制器（PLC）來(lái)講，同時(shí)使用多種網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議進(jìn)行通信是非常普遍的事情?？赡苄枰褂肞rofinet通訊協(xié)議和一組設備通訊，使用EtherNet/IP和另外一組設備通訊，Modbus和第三組設備通訊。
    更強大的計算能力使得這一切變得非常簡(jiǎn)單，可以快速完成通訊協(xié)議的轉換。同時(shí)，無(wú)線(xiàn)設備的數量和種類(lèi)也會(huì )不斷增加。不管是WiFi、ISA100、WirelessHART，還是某些新協(xié)議，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)將會(huì )使用多種通訊協(xié)議進(jìn)行通訊，用戶(hù)不會(huì )察覺(jué)到其中的差別。如果信息能夠到達需要它的地方，很少人會(huì )關(guān)心如何實(shí)現的。正如蜂窩網(wǎng)絡(luò )一樣，用戶(hù)只關(guān)心性能，而不是底層的處理機制。
    3.年輕員工的新特點(diǎn)：將來(lái)，會(huì )由年輕的新員工來(lái)管理工廠(chǎng)。到2020年，嬰兒潮一代出生的勞動(dòng)力人員數量將會(huì )下降，并持續快速降低。千禧年出生的一代人將會(huì )逐步取代他們的位置，但是并不具有相關(guān)技術(shù)，更不要說(shuō)去使用了。當然，這也有例外，但是總體來(lái)講，千禧年出生的一代需要信息來(lái)幫助他們解決問(wèn)題，他們并不像他們的前輩那樣關(guān)注技術(shù)基礎。
    4.更多的協(xié)作：相比老一代的工人，新時(shí)代的工人需要更多、不同類(lèi)型的信息，以及用不同的表格和形式呈現的信息。千禧年出生的一代相信技術(shù)，也相信技術(shù)所帶給他們的信息。嬰兒潮出生的一代則一般對技術(shù)抱有一種與生俱來(lái)的懷疑態(tài)度。
    從天性上來(lái)講，千禧年出生的一代更具有合作精神，他們更習慣這種觀(guān)點(diǎn)：合作并不需要每個(gè)人都在同一個(gè)地點(diǎn)。正如幾個(gè)人可以在不同的區域，所有的人都在播放同一個(gè)視頻游戲一樣，運行人員可以在不同的區域，控制同一個(gè)工廠(chǎng)。完成該項工作，依賴(lài)于將所有的信息收集并傳送給所有實(shí)時(shí)需要這些信息的人。到2020年，這種通訊是每天都會(huì )發(fā)生的事情。
    5.內置網(wǎng)絡(luò )安全特性：網(wǎng)絡(luò )安全將會(huì )被內置到所有新建基礎設施，并被“綁定”到現有系統和網(wǎng)絡(luò )上。我們總是聽(tīng)說(shuō)新的網(wǎng)絡(luò )攻擊載體和方法，但是用戶(hù)和自動(dòng)化供應商的防御措施和對這種境況的整體意識則在緩慢的提高。
    我們還沒(méi)有到達那種需要將網(wǎng)絡(luò )安全置于最高的優(yōu)先級關(guān)鍵時(shí)刻，也許需要一個(gè)重大的事件來(lái)獲得更多人的關(guān)注，但是意識和前瞻性防范措施將會(huì )持續增長(cháng)。沒(méi)有任何防護措施是滴水不漏的，但是新工具正在出現，可以檢測到入侵者。到2020年，網(wǎng)絡(luò )犯罪分子如果想在我們的網(wǎng)絡(luò )周?chē)问幎槐话l(fā)現，將會(huì )更加困難。