新一轮工业革命下自动化技术发展探讨

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1、OverviewChapter综述篇新一轮工业革命下自动化技术发展探讨★西南电力设计院张晋宾，周四维initiative”（工业价值链行动）、我国提出的“互联网+”和作者张晋宾（1967-），男，山西阳城人，教授级高级工“中国制造2025”等。下面以工业4.0、工业互联网、中国制程师。现就职于西南电力设计院，任设计总工程师，简介长期从事电力设计、咨询、研究及管理，智能设计软造2025为例，作简要分析。件的研发及应用管理等工作。德国工业4.0的目的在于提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机，其核心内容可归纳为：建设一个CP

2、S系统（即Cyber-PhysicalSystems，有的称之为“信息物理系摘要：在阐述新一轮工业革命参考架构模型并分析其技术特点的基础统”，也有的称之为“网络物理系统”）、研究四大主题（智上，分析了工厂控制参考模型的发展变化。以OPCUA、DDS、TSN及以太网应用为视角，分析了这些新兴技术对工控通信技术的影响，最能生产、智能工厂、智能物流、智能服务）、实现三大集成后探讨了功能安全和信息安全层次所面临的挑战及应对之道。（纵向集成、横向集成、端到端集成）、推进三大转变（生产关键词：工业革命；工厂控制参考模型；OPCUA；DDS；T

3、SN；功能由集中向分散转变、产品由趋同向个性转变、用户由部分参与安全；信息安全向全程参与转变）。其参考架构模型（如图1所示）直接依托“批量控制”（IEC61512）、“企业控制系统集成”（IEC62264）、“工业过程测量、控制和自动化系统和产品的生命周期管理”（IEC62890）等系列国际标准，纵向自下而上分为Asset（资产）、Integration（集成）、Communication（通信）、Information（信息）、Functional（功能）、Business1　引言（业务）六层，横向分为Product（产品）、F

4、ieldDevice（现为了准确把握自动化技术的发展战略，本文首先简要分析场设备）、ControlDevice（控制设备）、Station（站）、了近年兴起的新一轮世界工业革命浪潮的特点，接着分析了工WorkCenters（工作中心）、Enterprise（企业）、Connected业革命对原有工厂控制参考模型的冲击。结合近期工控通信领World（互联世界）七个级别。域的重大事件，以及功能安全和信息安全面临的挑战，分析探美国工业互联网旨在打造机器、计算机和人之间的互联讨了自动化通信、安全设计和部署等方面的发展要求及趋势。网，通过采

5、用先进的数据分析工具，实现智能工业应用，从而改变原来的工业运营模式。其参考架构模型（如图2所示）主要是基于软件和互联网等核心技术，其纵向自下而上分为2　新一轮工业革命浪潮物理系统、传感器&执行器、边缘聚合/分析&控制、设备管近些年来，许多发达国家都在推动新兴信息技术、自动理、数据服务、分析服务、应用&集成、商业系统共八层，横化技术与工业的深度融合，由此逐渐形成了新的生产方式、产向分为软件定义的基础结构、互连、可管理性、可信&安全、业形态、商业模式。当前，伴随着快速发展的数字化、网络互操作性五个层次。工业互联网架构视角（如图3所示）

6、可分化、智能化、工业物联网和云计算等新兴技术，新的工业科为Implementation（实施）、Functional（功能）、Usage（使技成果不断涌现，影响深远的新一轮工业技术革命正在孕育兴用）、Business（商业）四个视角或域。从功能视角或域看（如起，正在并将持续改变世界。图4所示），又可将功能域细分为Controldomain（控制域）、在新一轮工业革命浪潮中，各发达国家纷纷将新的工业Operationdomain（操作域）、Informationdomain（信息域）、技术革命视为其经济增长的推动力，先后开始谋划抢占

7、新一Applicationdomain（应用域）、Businessdomain（商业域）。轮科技变革的先机。具有代表性的有德国提出的“高技术战《中国制造2025》以促进创新为主题，提质增效为中略2020行动计划”和“工业4.0”，美国提出的“先进制造心，加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，推进智能业国家战略计划”和“工业互联网”，日本提出的“制造业制造为主攻方向，力争通过“三步走”实现制造强国的战略目竞争策略”、“机器人革命行动”和“Industrialvaluechain标。其智能制造系统架构（如图5所示），分为生命周期、

8、系12·综述篇·OverviewChapter·2016·今日自动化技术应用在中国统层级、智能功能三个维度。生命周期维度是由设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动组成的链式集合。系统层级维度自下而上，分为设备层、控制层、车间层、