展望2011，自动化技术在行业发展中举足轻重

文/赫敏

随着经济危机的渐渐消退，自动化厂商在2010年开始大举反攻，国家政策的扶持也在拉动内需的同时使OEM市场全面回暖，“十二五”规划的颁布，又在各行业掀起了设备换代、产业升级的旋风。差异化、定制化、节能、高效、增值服务等方面的众多需求，使自动化技术在各行业中举足轻重。展望2011年，中国经济将迈进高通胀的新时代，自动化市场的发展步伐也会相应变缓。政策的扶持和企业管理者观念的转变，也将对各行业标准的制定与实施起到至关重要的作用。

物联网

创建物联网目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。有人曾用未来社会发展的“毛细血管”来比喻物联网，的确，物联网所涉及到例如智能交通、公共设施等大量与人类生活和经济发展紧密相关的行业。

由于物联网行业应用属于新兴产业，涉及行业较多，很多应用尽管前景广阔，但配套政策却还不到位，仍然无法得到好的推广。据有关部门统计，2010年中国物联网产业市场规模达到2000亿元，预计到2015年将超过1万亿，2020年将超过5万亿。然而，物联网发展面临的主要问题是产业化无法实现导致成本居高不下，并且尚未找到最佳的合作模式。目前，国外开发的主动标签在追踪高价值商品时非常有用，扫描距离可以达到100英尺，但其成本在1美元左右，无法在低成本商品中使用。业界预计，只有其成本降到3美分以下，才有可能应用于单件包装消费品。

作为物联网发展的排头兵，RFID（Radio Frequency Identification，射频识别技术）成为市场上最为关注的技术。在物联网中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。RFID技术以大规模数据存储、可重复使用性、高识别性等特点已经被人们所接受。芯片频率、容量、天线、封装材料等组合形成产品系列化，与其他高科技融合，如与传感器、GPS（全球定位系统）、生物识别（指通过生物特征进行身份认证的一种技术）结合将由单一识别向多功能识别发展。随着RFID行业标准的统一，系统的兼容性将会得到更好地发挥，产品替代性更强。当RFID系统应用普及到一定程度时，每件物品通过电子标签赋予身份标识，与互联网、电子商务结合将是必然趋势，也必将通过物联网改变人们传统的生活、工作和学习方式。

物联网又名传感网，其在应用上部署了海量且类型多样的传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性地采集环境信息，不断更新数据。中国的传感器市场规模正在不断攀升，未来国内急需一批芯片制造商来抢占这一市场，打破我国芯片主要源于进口的困局，只有实现传感器芯片设计及制造的国产化，才能真正增加企业的营业额，提高我国在传感器芯片制造业的整体水平，提高物联网产业的整体竞争力，从而加快物联网产业的飞速发展。

智能电网

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注，其一是开放的通信架构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信，系统集成和信息共享更加容易。系统的开发和应用得到了极大的自由空间，和以往相比可以更加开放地融合其他商家的产品。其二是统一的技术标准，它能使所有的传感器、智能电子设备以及应用系统之间实现无缝的通信，也就是信息在这些设备和系统之间能够得到完全的理解，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。目前数字化变电站主要基于先进的变电站网络通信、非常规互感器、智能终端系统和系统协议IEC61850标准，和以前使用的标准不同之处在于对象模型，它以服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型和数据对象模型建立了装置和变电站的数据模型。

我国智能电网的发展规划区别于国外的一些发达国家，是以自上而下的模式进行推广。为了满足未来持续增长的电力需求，从根本上解决煤电运力紧张的问题，首先发展的就是特高压电网。我国已实现了特高压输电技术的全面突破，全面掌握了1000kV特高压交流和±800kV特高压直流输变电工程关键技术和设备制造核心技术，占领了世界特高压技术的制高点。

未来的智能电网将通过电力设备的智能化从以下几个方面完善和发展：

更加可靠——无论用户在何时何地，智能电网都将提供可靠的电力供应。利用电力变压器、高压GIS等对电网可能出现的问题提出充分的解决方案，并能对抗大多数的电网扰动而不会断电。在用户受到断电影响之前就可采取有效地校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。

更加安全——智能电网能够经受物理和网络的攻击而不会出现大面积停电，即使停电也不会付出高昂的费用用来恢复。且更不容易受到自然灾害的影响。另外，通过高压断路器使智能电网不会伤害到公众或电网工人。

更加经济——用飞轮储能和锂离子蓄电池将非高峰用电时段的风能储存起来，在以后的用电高峰时段供输配电公司使用，提高风力发电的风电实际价值。

更加高效——在发电端应用智能电网技术可以提升接纳清洁能源的能力，还可提高传统发电技术的效率。利用投资，控制成本，减少电力输送和分配的损耗，电力生产和资产利用更加高效。

更加环保——智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。在电网环节可以降低线路损耗，提高输电效率，提升电网基础设施资源利用率和供电可靠性，从而达到节能减排的目的。在进入家用配电端时，通过智能电表，可将用电信息反馈给用户，提高用电效率，用户还可通过智能电网将自家太阳能发电卖给电网，实现智能互动和绿色节能。

目前，中国的智能电网正在进一步的建设中，国家电网公司提出了构建“统一坚强智能电网”的目标。尽管中国的新电力发展速度迅猛，但火电仍处在电力行业的核心位置。未来，中国的电力行业将迎接由工业化向信息化转变的新挑战，并从发展数字化工厂开始，利用先进的通信信息和控制技术，构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的智能电网。

高速铁路

据统计，中国已投入运营的高速铁路营业里程达到7531公里，居世界第一位，并成为世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。现在，中国每天运行的动车组有1000多列，运送旅客约百万人次。

高速铁路技术中集成了信息技术、自动控制技术和新材料、新工艺等多技术、多专业的高新技术，代表了当今铁路发展的最高成就。高速铁路系统主要由六大核心系统构成，分别是基础设施、动车组、牵引供电、通信信号、运营调度及客运服务系统。特别是道岔的变频改造，信号系统的IPC，PLC，网络交换设备，轨道旁物的SCADA系统，配电系统监控，电气化机车的控制系统等都离不开自动化技术及相关产品。

尽管中国的高铁建设紧锣密鼓，但核心技术的攻克尚处于研究阶段，其中包括轴承结构优化设计及CAE仿真分析、轴承的长寿命、高可靠性技术、材料及热处理技术、检测与试验技术、智能轴承传感器集成与匹配技术、润滑及密封技术、加工及组配技术等关键共性技术。一旦这些技术的自主研发获得成功，不仅会使我国高铁的成本有所下降，而且能为客户提供高可靠、强稳定、易维护的系统，从而使产品在运行过程中发生的故障降低到零。今后市场竞争的焦点将集中在高速和重载技术，如列车控制、通讯、信号、供电等系统。

随着低碳概念成为各国的共识，世界高铁的发展也迎来了黄金期。未来，中国仍然是世界上最大的高铁市场，发展前景非常乐观。与此同时，由于中国高铁技术的领先地位，“走出去”战略将是发展的必然趋势。虽然世界高铁市场的格局会因此而改变，但运营时间尚短的中国高铁若想打败各方对手还有待时日。

包装、印刷、纺织机械

包装、印刷、纺织机械行业之间存在共同的特点，特别是针对自动化产品上，这三个行业均采取OEM的方式进行销售，原因在于可节省产品制造商的人力、物力和财力，而且能相对降低最终用户购买设备时的价格，从而实现双赢局面。

随着“十二五”规划的开启，与民生相关的轻工业将有较大程度的发展。包装、印刷、纺织机械将迎来一个产品技术全面更新升级，设备更新换代，向高端技术产品迈进的大好发展机遇。2010年纺织行业努力淘汰落后产能，支持节能减排，因此纺织机械市场需求大增。包装和印刷机械产销全面高速增长，新产品研发趋于活跃，自主创新速度也有所加快。行业发展的利好也使自动化设备OEM市场供不应求的情况非常严重，从而导致竞争也相对缓和。

在包装机械行业中主要应用的自动化产品为控制器、软件、传感器和机器人，但多数采用的是独立的驱动控制器、分立的软件工具和不统一的总线系统，而未来的发展必将由高集成度的自动化系统取而代之。在单一系统中融合单轴定位、多轴耦合、机器人技术和CNC技术，提供不同行业的伺服控制功能块，通过技术协同来实现节能增效。

印刷机行业中变频器等节能产品的应用已经非常普遍，改变了原来靠机械传动比调速的方法，使系统调速精度及稳定性得到提升，且减少了能量的损耗。印刷机械的发展趋势体现在控制技术上。随着无轴传动技术的进步与成熟，客户对于该技术的接受程度越来越高，未来几年，无轴传动技术将进入一个高速发展期，采用伺服技术的机器份额将逐步提高。为了降低系统维护成本，更为智能的在线诊断技术与远程维护技术将被集成到控制系统中。

未来的几年是纺织行业平稳快速的发展期。到2015年，中国纺织行业规模以上产业要超过7万亿元。面对纺织资源制约加剧的形势，必须加快节能减排和清洁生产技术的创新和推广，加快改造和淘汰落后产能，优化存量结构，注重能源废水回收利用和纤维再生循环，发展低碳、环保型纺织工业。