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一、我國工業自動化產業的現狀和存在的問題
我國工業自動化與儀器儀表產業的發展問題得到了國家高層領導人和許多老一家的多年關注,雖然取得了一定的進步,然而與國際先進水平和產業規模相比,與國家領導和前的期望相比還有很大差距。筆者近10年來一直從事工業自動化系統的研發、制造和推廣應用工作,感受很深。現將一些不全面的體會和想法提出來與大家交流。
1.工業自動化涵蓋的主要內容
工業自動化的內容在近10年來隨著電子信息技術和光電技術等相關學科的發展而發生了許多變化。從縱深上講,可以涵蓋從最底層的自動化感應部件、各種檢測傳感器、變送器、各種間接測量設備、各種執行機構等到自動回路調節器、自動控制單元、各種大中小型裝置控制系統到綜合優化調度與協調系統和企業綜合管理信息系統等。從應用的行業性質上分,自動控制系統可以分成以流程過程控制為主的過程控制系統(如各種DCS、回路調節系統等)和以運動和傳動控制為主運動控制系統(各種邏輯控制PLC和傳動控制系統如CNC等)。
由于有關我國儀器儀表等方面的討論有很多,筆者下面較集中討論自動化控制系統方面的內容。
2.我國工業自動化系統的基本現狀
a.我國DCS的基本現狀
我國國產DCS的攻關工作起步較早,基礎的引進和吸收工作從20世紀70年代中期開始。80年代初期就開始了技術攻關工作。在80年代末到90年代初世界著名的DCS廠家基本上在中國都成立了合資公司或分支機構,開始了大規模的市場瓜分工作并在90年代初基本完成。當時,我國主要行業如電力、石化、建材和冶金等合作的DCS基本全部進口。可喜的是,從90年代初我國開始形成了幾家以自主研制為主的DCS專業化公司,如北京的和利時公司和航天測控公司,杭州的浙大中控公司和威盛公司以及上海的新華公司等。這些公司以頑強的意志、強烈的民族責任感和先進的企業運行機制奮力拼搏,不斷改進自己的產品,不斷地拓展市場,取得了很大的進步。他們不僅占據了一定的市場份額,積累了發展的資本和技術,同時使得國外引進的系統價格也大幅度下降,為我國自動化推廣事業作出了貢獻。到今天,其中的3個公司已經達到了一定的規模,并分別進入了過程自動化的主要領域,在許多大型控制系統中其產品取代了進口。例如,上海新華公司和北京和利公司的產品在大型火電機組控制系統方面基本取代了進口系統,在推廣很多套20萬千瓦火電機組控制系統的基礎上,正在努力進入30萬千瓦和60萬千瓦火電機組控制系統。和利時公司還推出了大型核電站控制系統并成功地應用到巴基斯坦30萬千瓦核電站和秦山60萬千瓦核電站的控制系統。浙大中控與和利時公司還在石油化工、建材和制藥等行業推廣了很多系統。這些公司基本建立了研發、制造、市場和服務體系,建立了有效的團隊。例如,和利時公司目前有員工400多名,其中研發與產品開發人員近200名,每年可以推出3~5項大型新型產品。公司在市場上已經初步建立起信譽并取得了一定的業績,和利時公司在2001年上半年簽定了200多項工程,實現合同額2億元,全部系統為自主產品。
在技術上,國產系統起步雖然較低,但是進步很快,特別是和利時公司和激勵中控公司,分別依托科研單位和高校人才優勢,不斷進行技術進步和產品升級,相繼推出了幾代控制系統。以和利時公司為例,他們在1992年推出HS-DCS-1000分布式控制系統;1995年底推出HS2000控制系統,解決了帶電撥插板卡、智能I/O卡件、自動診斷、冗余CPU、冗余I/O模件、冗余網絡和CANbus技術,軟件上首次采用了全圖形組態界面和IEC1131-3國際控制語言標準;在1999年推出了大型綜合系統HS2000CAS系統應用于秦山60萬千瓦核電站的控制系統;2000年推出了MACS大型DCS和FOCS小型系列現場總線控制系統。MACS系統和FOCS系統大大增強了組態軟件的功能,突出了實用性和開放性。和利時公司在體系結構上創新地采用了分布式服務器結構和現場總線結構,在硬件上采用了現場總線連接的智能化模塊結構,可以實現分散安裝,既保證了安裝和維護的方便性又可以節省大量的信號電纜,大大提高了系統的性能價格比。
這3家公司不僅注重技術和產品的進步,還努力提高服務能力和現場服務水平。例如,為了提高系統的實施能力和服務水平,和利時公司從設計院、調試所以及應用單位聘請了許多資深的應用設計專家和現場調試專家。和利時公司的目標是力爭達到為用戶提供全方位、全方案的服務能力。
我國有成百上午的中小型自動化公司從事著系統集成、代理應用和應用開發工作,其中一些企業擁有獨特的應用開發技術。
相信在不遠的將來,國內的DCS市場會形成國產系統與進口系統并駕齊驅,不分上下的格局。
b.我國運動控制系統的基本現狀
我國雖然在運動控制方面的市場比過程控制的市場要大很多,參與的單位也多得多,但是,基本產品幾乎全部由國外的著名品牌產品壟斷,我們的工作僅主要集中在應用開發和服務方面。我國國產DCS的實踐可能會對今后運動控制系統的國產化產生一些積極的影響和技術基礎。
3.主要問題
雖然我國在自動化系統方面取得了一些進步,但與國際自動化行業相比,還存在很大差距。主要有 以下幾個方面:
(1)自動化企業規模太小,有信譽的品牌產品還未形成;
(2)自動化企業多數急功近利,沒有投入,人員不穩,不能形成積累;
(3)多數自動化企業沒有明顯的核心技術能力,缺乏后勁;
(4)國產系統就總體水平與國際著名品牌系統相比還有差距,特別是在應用平臺和開放性方面等;
(5)由于市場不規范,自動化企業營銷能力差,企業間的競爭基本無序,有時陷入惡性競爭;
(6)國內自動化系統企業綜合業務能力差,系統產品系列不全等。
二、機遇與挑戰
1.我國工業自動化產業面臨的機遇
應當說我國自動化產業正在面臨一個非常好的發展時機。
a.傳統工業結構調整和產業化升級為工業自動化產業發展創造了無限商機
我國“十五”期間工業發展的重點是結構調整和產業化升級,其主要目的是提高工業體系結構的合理化,更加適應市場的需求,同時采用新技術改造傳統產業的生產過程以提高生產效率和產品質量。而采用先進的自動化控制技術來提升傳統生產過程并改進其生產工藝是一條投資少、見效快的途徑。目前,由于計算機控制系統的價格大幅度下降,以及產品質量的提高和應用與維護的方便性,工顯企業采用各種適用的計算機控制系統來控制新建的工業生產裝置和改造已有的裝置已經成為潮流。特別是國產DCS的成熟,更為大規模應用計算機控制系統提供了成本可行性。估計在整個“十五”期間,自動化產品和系統市場會高速發展,正如我國家電行業國產品牌的興起大大促進了家電的普及率一樣。
b.信息化帶動工業化增加了
工業自動化的內容
我國“十五”發展規劃綱要中提出了用信息化帶動工業化的發展戰略,這為我國自動化產業的發展增加了市場面。過去,信息化的發展與傳統產業的發展是隔離開的。例如,傳統產業中自動化控制和信息系統列為工業化范圍,而信息業的發展則重點放在網絡、通信和電子商務等概念和產業上。其實,信息化和傳統工業之間有著相互提高和依存的關系。例如,應用信息化和電子技術可以大大提高工業生產過程的自動檢測水平和執行機構的精確度與速度等,還可以提高整個生產裝置的整體自動化控制和裝置間的物料平衡,達到優化裝置和過程的效果;應用網絡通信技術可以把整個企業的資金信息、物流信息、生產裝置狀態信息、生產效率信息、生產能力信息、市場信息、采購信息等實時、準確、全面、系統地提供給決策者和管理者,幫助企業決策者和管理者提高決策的實時性和準確性,提高管理者的效率,給用戶提供管理一控制一體化系統和服務,為自動化產品的制造商務和應用系統服務帶來了很大的發展市場空間。
c.國際技術一體化為我國自動化
產業提供了可跳躍式發展機會
當今世界技術的高度普及和融合使得我們可以盡可能地采用世界上先進和成熟的技術來開發自己的產品或系統,發揮自身的技術與其他方面的優勢實現跳躍式發展。
d.我國低成本的技術勞動力數量大,水平高
20多年的國家技改和技術引進培養了一大批自動化系統的應用人才。這些人才擁有很深的工程實踐能力和現場服務能力。改革開放的深入和市場經濟的發展導致各工業企業減員、增效,同時不同體制的企業技術人員收入的差距造成許多大型工業企業的技術人員離開原來的崗位或自己創業,或加盟高科技企業。這些技術人員中包含了大量的自動化人才,這批人才對我國自動化產業的發展將起到積極的推動作用。
2.加入WTO后我國工業自動化面臨的主要威脅
中國加入WTO后,我國企業的生產模式、經營模式,以及人民的生活方式將會發生變化。正如前面所述,我國的自動化產業就整體來說還非常幼稚和脆弱。所有從事自動化行業的企業雖然會發現一些新的發展機會,特別是系統集成企業會擁有更多的選擇,使得整體系統的性能更高、造價更低,但對絕大數以自主產品生存和發展的企業則會面臨前所未有的挑戰。在這次挑戰中,能夠來的企業將得到升華,成為可以在國際市場中參與競爭的企業,而絕大部分企業被迫改行或消亡。
a.國際著名的自動化公司會進一步加大對中國市場的開拓
20多年的改革開放雖然讓許多國際著名的自動化公司來到中國,為我們帶來了先進的技術和系統,培養了大批的技術人才,但同時也使我們自主的民族自動化產業難以快速發展。中國入世后,國外著名公司將對我國的市場經濟政策進一步堅定信心。他們會將研發中心、產品中心和制造廠轉移到中國,由此可以進一步降低制造成本,使得國內廠家雪上加霜;同時一些中小型國際公司也會來到中國參與市場競爭。這些國際名牌企業一旦將研發中心和制造廠建在中國,國內企業面臨的最大挑戰將是人才的進一步流失。