中國工業自動化是伴隨著改革開放起步的: 20世紀70年代以政府主導的計算機輔助軟件的引進和開發是中國工業自動化的開端；進入80年后，“863”計劃將計算機集成制造系統(CIMS) 的開發作為主要攻克主題，有力地推動了工業自動化技術的突破；到了20世紀90年代，“甩圖板”工程促使企業進行技術革新；2000年之后，國家主推制造業信息化工程，使工業自動化得以普及；而2010年之后中國的互聯網經濟快速發展，促進了“互聯網+工業”的一系列新業態的出現，工業自動化朝著智能工廠的方向發展。

    如今，中國工業自動化技術、產業和應用都有了很大的發展，但依然存在著較多的問題，建議通過以下幾點推進工業自動化的發展：第一，以應用促提升，降低重大工程的自動化控制系統對外依存度；第二，推進基礎共性技術的研發，解決自動化行業科研能力不足、缺乏產業標準的問題；第三，實施重大專項，由技術驅動向應用驅動轉變，發展民族品牌；第四，緊跟互聯網發展態勢，整合已有市場信息，開發公共技術開發平臺和解決方案軟件。

一、工業自動化的定義及其發展歷史

    (一) 工業自動化的定義

    工業自動化是自動化技術的一種應用，在英文中稱為Industrial Automation，通常是指利用數字技術對工業生產過程進行檢測、控制、優化、調度、管理和決策，以達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等綜合性目的(Guarnieri，2010)。作為現代工業的支撐技術之一，工業自動化解決了生產效率與產品質量一致性的難題，其廣泛應用大幅提升了生產效率，改善了勞動條件，保證了產品質量和標準化程度，并可以提高生產企業對現代工業生產的預測及決策能力，是現代工業生產實現規模、高效、精準、智能、安全的重要前提和保證。

    工業自動化的產品主要包括人機界面、控制器、伺服系統、步進系統、變頻器、傳感器及相關儀器儀表等，作為智能裝備的重要組成部分，是發展先進制造技術和實現現代工業自動化、數字化、網絡化和智能化的關鍵，目前廣泛應用于各個行業。

     (二)工業自動化的發展歷史

    世界工業自動化的發展歷史是伴隨著幾次工業革命推進的(見圖1) 。

 
圖1 世界工業自動化的發展歷史

    首先，17世紀第一次工業革命時期，蒸汽機的發明和使用引發了對溫度調節、壓力調節、浮動調節、速度控制等自動控制系統的要求，通過反復試驗和大量的工程直覺，出現一些利用風能、水 能、蒸汽動力等實現自動化工業流程的自動織機、自動紡紗機、自動面粉廠(Jacobson and Rouek，1959；Hounshell，1984)。不過，這一階段的自動化控制更多地取決于工程直覺而非科學，直到19世紀中期，數學成為自動控制理論的形式化語言，才得以保證反饋控制系統的穩定性。

    其次，到了19世紀中期的第二次工業革命時期，工廠電氣化引入了繼電器邏輯(Relay Logic)，利用控制器記錄儀表數據，通過彩色編碼燈發送信號，最后由操作員手動開關來實現調節和控制(Bennett，1993)。電氣化大大提高了工廠的生產率，進一步為工業自動化的發展奠定了基礎。第一次世界大戰和第二次世界大戰推動了大眾傳播和信號處理領域的重大進展，自動控制相關的微分方程、穩定性理論和系統理論、頻域分析、隨機分析等也得到了關鍵進展。

    再次，20世紀中期的第三次工業革命又被稱為信息技術革命，隨著計算機、通信、微電子、電力電子、新材料等技術不斷更新，自動控制變得更為便利，工業自動化技術得到快速普及和發展，幾乎所有類型的制造和組裝過程都開始實施廣泛的自動化。1952年世界第一臺數控機床在美國誕生，工業自動化隨工業化大生產應運而生。20世紀六七十年代在單機自動化的基礎上，各種組合機床、組合生產線相繼出現，同時軟件數控系統出現并應用。20世紀80年代以后，為適應工件的多品種和小批量生產，工業自動化向集成化、網絡化、柔性化方向發展，代表性的應用系統為計算機集成制造系統(CIMS)和柔性制造系統(FMS)。

    最后，進入21世紀以來，以人工智能、機器人技術、電子信息技術、虛擬現實等為代表的第四次工業革命將工業自動化水平提升到了更高的水平，一些先進的工業化國家開始通過物聯網的信息系統將生產中的供應、制造、銷售信息數據化、智慧化，最后達到快速、有效、個人化的產品供應，即進入了所謂的“工業4.0”的智能制造時代。

二、我國工業自動化的發展歷程

    我國現代工業的發展起步于清末的洋務運動，創辦了一批近代軍事工業、民用工礦業和運輸業，例如江南機器制造總局、福州船政局、開平礦務局等，促使了近代企業和民族資本主義的誕生。但是由于洋務運動時期的工廠基本全部購買國外現成的機器設備，聘用國外專業技術人員，且經過多年的動亂和戰爭，少之又少的工廠遭到摧毀，到新中國成立時，中國的現代工業基礎近乎于無。新中國成立后，在蘇聯的援建下，我國開始大力發展重工業，在能源、冶金、機械、化學和國防工業領域布局重點工程，通過近30年的艱苦奮斗，建成了種類齊全、完整、獨立的工業體系，基本完成了工業化的原始積累，為此后的改革開放和工業化的發展奠定了基礎。

    中國工業自動化的過程是伴隨著中國工業化的發展同步推進的，尤其是改革開放正好趕上信息技術為代表的新一輪產業技術革命，信息技術具有高滲透性和高帶動性，有力地加速了我國工業自動化的進程(吳澄，2013)。總的來說，我國工業自動化在改革開放以來大致以十年為周期，經歷了“開端—攻堅—推廣—深化—創新”五個發展階段(見圖2)。

 
圖2 我國工業自動化歷史的簡要回顧

     (一) 開端——20世紀70年代計算機輔助軟件的引入

    20世紀70年代，當時一些知名的國外軟件公司開發和推出了各類計算機輔助系統的軟件，比如CAD(計算機輔助設計)、CAE(計算機輔助求解復雜工程)、CAM(計算機輔助制造)。例如，美國洛克希德公司從1974年起向市場推出了CADAM系統，20世紀成為70年代中至80年代末國際上最流行的第一代IBM主機版交互繪圖系統；麥道公司從1976年起開發Ungraphics系統，至今仍是機械行業CAD/CAM的高端四大主流系統之一。這些軟件可應用于航空、汽車等復雜裝備行業，以提高這些行業產品設計和制造中的零部件精度問題。

    我國政府敏銳地意識到了這一工業自動化技術的廣闊市場前景，在政府的主導下，航空、機床、石油、化工、鋼鐵等行業率先引進CAD (計算機輔助設計)、CAE(計算機輔助求解復雜工程) 數控系統、MIS(管理信息服務器)、DCS(數據傳輸系統)、PLC(可編程邏輯控制器)、現場控制儀表等，成為國內大范圍工業自動化工具普及的開端。具體引進操作上，主要通過合作開發和技術學習，例如，航空工業部在1983年初與西德MBB公司互訪，商定合作開發飛機設計制造管理集成系統，稱作CADEMAS計劃，中方從部屬廠、所、校抽調技術骨干20余人，在德國工作到1988年。在技術引進的同時，政府也注重軟件國產化，“七五”期間機械工業部投入8200萬元，組織浙江大學、中科院沈陽計算所、北京自動化所、武漢外部設備所分別開發四套CAD通用支撐軟件，并由34家下屬廠、所、校合作開發24種重點產品的CAD應用系統。在CAE的應用研發上，1979年美國的SAP5線性結構靜、動力分析程序向國內引進移植成功，也掀起了應用通用有限元程序來分析計算工程問題的高潮。

    (二) 攻關——20世紀80年代“863計劃”攻克計算機集成制造系統CIMS

    計算機輔助軟件基本只能滿足單一過程的測管控，隨著工業化大生產的發展，對于系統集成的要求越來越高。美國學者約瑟夫·哈林頓博士最早于1973年就提出了計算機集成制造系統(Computer Integrated Manufacturing System，CIMS)的概念，是通過計算機硬軟件，并綜合運用現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術、系統工程技術，將企業生產全部過程中有關的人、技術、經營管理三要素及其信息與物流有機集成并優化運行的復雜大系統。CIMS將計算機的單機運行轉化為集成運行，是一個非常大的跨越，其技術構成包括制造技術、敏捷制造、虛擬制造和并行工程，是工業自動化的革命性成果。

    1986年3月，我國啟動實施了“高技術研究發展計劃”，針對我國經濟發展有重大影響的七個高技術領域進行攻關，簡稱為“863計劃”，其中計算機集成制造系統(CIMS)成為自動化技術領域的研究主題之一得以落實。具體在清華大學建成了國家CIMS工程研究中心，負責CIMS關鍵技術的研究，技術成果的推廣應用，以及技術人才的培訓。十年內，CIMS應用示范企業擴展到800多家，覆蓋了機械、電子、化工、航空、造船、紡織等20多個行業，產生了明顯的經濟效益和社會效益。例如，成都飛機公司利用CIMS技術在國內成功地加工了標志90年代飛機數控加工高技術的飛機整體框架，比傳統方法縮短工時4.5倍，在某型號新機型研制過程中，節約1萬多個生產及準備工時，對贏得美國麥道公司的承包合同也起了巨大作用。北京第一機床廠通過實施CIMS工程，主導產品變形設計周期縮短1/2，庫存占用資金減少10%，生產計劃編制效率提高40～60倍。1994年和1999年，國家CIMS工程研究中心和華中理工大學分別獲美國制造工程師學會的“大學領先獎”，1995年，北京第一機床廠的CIMS工程相繼獲得美國制造工程師學會的“工業領先獎”和聯合國工業發展組織的“可持續工業發展獎”，表明我國的CIMS研究開發和應用開始進入國際先進行列。

    (三) 推廣——20世紀90年代“甩圖板”工程革命

    1991年，時任國務委員宋健提出“甩掉繪圖板”(后被簡稱為“甩圖板”)的號召，我國政府開始重視CAD(計算機輔助設計)技術的應用推廣，并促成了一場在工業各領域轟轟烈烈的企業革新�！八�圖板”工程推動了二維CAD的普及和應用。該工程的推廣不僅大大提高了設計質量、加快了進度，而且通過多方案的比選優化，一般可節約基建投資3%～5%。

    在“甩圖板”工程的推動下，我國計算機輔助技術的研發和應用取得了較大進步，眾多國產CAD企業如雨后春筍般建立起來。在發展初期，產生了凱思(中科院軟件所)、開目(華中理工大學)、中國CAD(深圳喬納森)、高華CAD(清華大學)等自主平臺的二維CAD系統，以及基于AutoCAD二次開發的InteCAD(天喻CAD的前身，華中理工大學)、艾克斯特(清華大學)等系統，開創了一段國產二維機械CAD發展的黃金時代。2000年之后，隨著OpenDWG聯盟的興起，中望、浩辰、緯衡、華途等公司先后推出了對AutoCAD兼容性更好的二維CAD軟件，并且在正版化浪潮中，實現了快速成長，并實現了國際化。

    除了自動化產業本身的發展，“甩圖板”工程同時推動了各行業的企業信息化普及高潮:在600多家企業進行了CAD技術應用示范，3000多家企業進行了重點應用，并帶動數萬家企業開展CAD應用。

    (四) 深化——2000～2010年國家制造業信息化工程

    世紀之交，中國加入世貿組織，面臨經濟全球化的重大機遇與挑戰，為了盡快提高我國制造業的整體素質和競爭力，科技部從“863計劃”和攻關計劃中拿出8億元資金，組織實施“制造業信息化關鍵技術研究及應用示范工程”，簡稱“制造業信息化工程”重大項目。這是加入世貿組織以后，科技部在以信息化帶動工業化，以高新技術改造傳統產業方面的一個重要舉措。制造業信息化工程重點是抓好數字化設計、數字化生產、數字化裝備和數字化管理，以此為基礎，形成一批數字化企業。這一工程沿著兩條主線推進，一是全國各省市制造業信息化工程建設，主要任務包括應用示范、技術服務和應用技術攻關等；二是關鍵技術產品的研發、應用及產業化，包括企業資源管理、制造執行系統、數據庫管理系統、數控裝備、企業集成平臺和區域網絡制造等7項關鍵技術，與企業應用示范和技術服務等緊密結合，實現產業化。

    “十五”期間的制造業信息化工程建設取得了良好的效果，培育了一批制造業信息化專業服務機構，在27個省、49個重點城市和6000多家企業推廣了制造業信息化工程。在隨后的“十一五”和“十二五”期間，國家科技部門繼續大力推動我國制造業信息化工程，包括組織制造業企業實施設計制造一體化的“甩圖紙”示范推廣工程和經營管理信息化的“甩賬表”示范推廣工程。2006年5月，國務院辦公廳發布《2006～2020年國家信息化發展戰略》，同時，制造業信息化被列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006～2020)》中制造業科技發展的重點方向。黨的十六期間提出兩化融合的概念，即“以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化”。到了黨的十七大，進一步上升為“促進信息化與工業化融合，走新型工業化道路”。2016年11月，工信部發布了《信息化和工業化融合發展規劃(2016～2020年)》，進一步推進兩化融合的重點任務和工程建設。

    (五) 創新——2010～2020年“互聯網+工業”

    隨著第四次工業革命以及互聯網的發展，大規模制造向大規模定制轉型，工業自動化更多地需要搜集用戶碎片化的需求數據，并且通過實時互聯，保證用戶的全流程參與和可視化。概括來說，互聯工廠有三個基本特征。第一是定制：眾創定制將用戶碎片化需求整合，由為庫存生產到為用戶創造，用戶全流程參與設計、制造等，由“消費者”變成“創造者”；第二是互聯：與用戶實時互聯，從產品的研發到產品的制造，再到供應商、物流商，全流程、全供鏈的整合；第三是可視：全流程體驗可視化，用戶實時體驗產品創造過程。

    為了順應這一潮流，2015年7月，國務院印發《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》，鼓勵利用互聯網思維發展新的業態模式，提升社會創新力和生產力，在工業領域，“互聯網+工業”即傳統制造業企業采用移動互聯網、云計算、物聯網、網絡眾包等信息通信技術，改造原有產品及研發生產方式，與“工業互聯網”“工業4.0”的內涵一致。具體來看，包括表1中所示的幾個模式。隨著《中國制造2025》和“互聯網+”行動計劃的推進，國內涌現出一批物聯網、云計算、大數據、人工智能、工業互聯網等技術和模式的產業化應用的標桿性企業，如1001號云制造平臺、華虹IC工廠的供應鏈網絡協同、美克家居個性化定制智能制造項目、海爾互聯工廠、航天云網等(工信部，2016)。

 表1 “互聯網 + 工業”的幾種模式

三、我國工業自動化的發展現狀

    中國工業自動化的發展道路，大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發和應用。如今，中國工業控制自動化技術、產業和應用都有了很大的發展，中國工業計算機系統行業已經形成(劉鑫，2003)。

    (一) 以工業PC為基礎的低成本工業控制自動化成為主流

    工業控制自動化主要包含三個層次，從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎自動化和過程自動化。傳統的自動化系統，基礎自動化部分基本被PLC(可編程邏輯控制器)和DCS(分布式控制系統)所壟斷，過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成，其硬件、系統軟件和應用軟件的價格之高令眾多企業望而卻步。20世紀90年代以來，由于基于PC的工業計算機(簡稱工業PC)的發展，以工業PC、I/O裝置、監控裝置、控制網絡組成的基于PC的自動化系統得到了迅速普及，成為實現低成本工業自動化的重要途徑�；�于PC的控制系統易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，并且從長遠角度看，PC控制系統維護成本低。在中國，中小型企業以及準大型企業走的還是低成本工業控制自動化的道路，因此工業PC在中國得到了迅速的發展成為主流。

    (二) 國產分布式控制系統DCS發展勢頭良好

    自1975年霍尼韋爾公司推出世界上第一套分布式控制系統DCS(Distributed Control System)系統以來，成功幫助眾多企業解決了生產裝置大型化和生產過程持續化所面臨的控制問題，給企業帶來經濟效益的同時，DCS的應用也得到了廣泛的傳播。

    我國DCS技術的研發在20世紀80年代才開始，起步較晚，其產品技術發展上落后于國外。目前國外企業如艾默生、ABB、霍尼韋爾、橫河、西門子等廠商仍占據國內DCS系統較大的市場份額，但近年來，由于中小型項目的快速發展，浙大中控、和利時等幾個DCS廠商發展勢頭喜人，DCS市場份額大幅提高，已經位居國內市場前列。

    如圖3所示，2016年中國DCS市場規模為60.52億元人民幣，其中浙大中控、和利時的占比分別為19%、18%，位居行業第一位、第三位。近年來，國內品牌由于進入行業早、項目積累多，加上價格優勢，逐漸從外資品牌口中搶奪市場份額，業績處于小幅提升的狀態，外資品牌均有不同程度的下滑，如霍尼韋爾、施耐德、ABB等2016年的業績下滑都在20%以上。從未來的市場前景來看，DCS除了可以在傳統的石化、化工、電力行業的應用之外，在市政、醫藥、太陽能、精細化工等行業的智能制造項目中也有廣闊的應用空間；并且隨著DCS功能的日趨完善，DCS平臺的衍生產品和解決方案也在不斷升級，如先進控制、能源管理、移動解決方案等，DCS服務市場的比重將不斷擴大。

圖3 2016年中國DCS主要供貨商市場份額

    (三) 移動通信技術全球領跑

    無線通信技術給人們工作和生活帶來的影響是空前的，目前全球范圍內第四代蜂窩移動通信網絡正在快速向5G演變。5G技術相比目前4G技術，其峰值速率將增長數十倍，從4G的100Mb/s提高到幾十Gb/s。移動通信正在向提供數據、語音、視頻等多種全面服務轉變。在工業自動化領域，有成千上萬的感應器、檢測器、計算機、PLC、讀卡器等設備，需要互相連接形成一個控制網絡，通常這些設備提供的通信接口是RS-232或RS-485。無線局域網設備使用隔離型信號轉換器，將工業設備的RS-232串口信號與無線局域網及以太網絡信號相互轉換，符合無線局域網IEEE 802.11b和以太網絡IEEE 802.3標準，支持標準的TCP/IP網絡通信協議，有效地擴展了工業設備的聯網通信能力。而計算機網絡技術、無線技術以及智能傳感器技術的結合，將產生“基于無線技術的網絡化智能傳感器”的全新概念。這種基于無線技術的網絡化智能傳感器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網絡上傳輸、發布和共享。無線局域網技術能夠在工廠環境下，為各種智能現場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數據鏈路和靈活的網絡拓撲結構，在一些特殊環境下有效地彌補了有線網絡的不足，進一步完善了工業控制網絡的通信性能。

    我國移動通信技術起步雖晚，但在5G標準研發上正逐漸成為全球的領跑者。華為、中興、大唐等國內領軍通信設備企業高度重視對5G技術的研發布局，在標準制定和產業應用等方面已獲得業界認可。如中興早在2014年就聯合國移動在深圳完成全球首個TD-LTE 3D/Massive MIMO基站的預商用測試，2016年開始規模部署在全球建設10張商用網絡。華為已經在5G新空口技術、組網架構、虛擬化接入技術和新射頻技術等方面取得重大突破，其polar碼方案成為5G國際標準碼方案。

 
圖4 1995～2017中國專業、科學及控制用儀器和裝置進出口金額

    (四) 儀器儀表技術與國外差距較大

    目前，中國儀器儀表工業已有相當基礎，初步形成了門類比較齊全的生產、科研、營銷體系，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產國。數據顯示2016年，儀器儀表行業規模以上企業實現主營業務收入9355.4億元，同比增長9.1%，實現利潤總額790.3億元，同比增長8.2%，其增長率分別比2015年高3.3個和2.1個百分點。在中國儀器儀表各細分行業中，國內企業在電工儀器儀表、工業測量和科學測試儀器儀表領域具備了一定的競爭優勢，誕生了一批具備國際競爭能力的企業，高端產品市場依然被國外大型企業所主導。專業化的儀器和裝置是工業自動化的基礎。從歷年來我國專業、科學及控制用儀器和裝置的進出口數據來看(見圖4)，我國的儀器儀表的進出口大約在2003年之后快速上升，在2013年達到頂峰，進口880億美元，出口600億美元，隨后有所下降，近年來每年進口金額依然超過700億美元，歷年來進口的額度均大于出口，可見儀器儀表行業對外依存度依然較高，尤其是高端精密的儀器裝置。我國儀器儀表產業雖然得到了快速發展，但與國外的差距仍然較大，主要體現在科技創新及其產業化進展緩慢；關鍵核心技術匱乏，低水平重復異常突出；產品穩定性和可靠性長期得不到根本性解決等。隨著國際上數字化、智能化、網絡化、微型化的產品逐漸成為主流，差距還將進一步加大。

 
 圖5 1999～2016 年中國進出口金屬加工機床數量與金額

    (五) 數控系統低檔自給自足、中檔受制于人、高檔依賴進口

    數控技術是一種數字化信息對加工工藝與機械運動過程進行控制的技術，主要應用于機床。1952年，美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數控機床，開創了數字電氣化控制的新紀元，標志著制造領域計算機時代的開始。隨著計算機技術的飛速發展，各種不同層次的開放式數控系統應運而生。中國數控系統的開發與生產，通過“七五”引進、消化、吸收，“八五”攻關和“九五”產業化，取得了很大的進展，基本上掌握了關鍵技術，建立了數控開發、生產基地，培養了一批數控人才，初步形成了自己的數控產業，也帶動了機電控制與傳動控制技術的發展。同時，具有中國特色的經濟型數控系統經過這些年來的發展，產品的性能和可靠性有了較大的提高，逐漸被用戶認可�？傮w來看，我國數控系統市場基本上處于低檔自給自足，中檔受制于人，高檔依賴進口的局面。從歷年來中國的金屬加工機床進出口結構來看(見圖5)，近年來每年出口數量超過800萬臺，但總出口金額僅39億美元左右，平均每臺的價格為幾百美元；相反，進口金屬加工機床2016年僅7萬臺，但金額高達75億美元，平均每臺金額高達十萬美元以上，可見多為中檔、高端金屬加工數控機床。隨著國民經濟的發展，汽車、船舶、工程機械、航空航天等行業對我國機床行業的需求巨大，產品結構也逐漸向中高端轉化，因而國內數控系統的市場潛力巨大。

四、問題與對策

    工業自動化是現代工業的“神經”和“心臟”，與我國推進工業化是極其緊密的相互依存、相互滲透和相互深化的關系，是落實《中國制造2025》的關鍵。當前，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》已經明確指出了制造業領域的優先發展主題之一是“流程工業的綠色化、自動化及裝備”。國務院《關于加快振興裝備制造業的若干意見》又明確指出要“重點支持系統集成技術、自動化控制技術以及關鍵共性制造技術、基礎性技術和原創性技術的研究開發”，并且將“發展重大工程自動化控制系統和關鍵精密測試儀器，滿足重點建設工程及其他重大配套技術裝備高度自動化和智能化的需要”作為實現重點突破領域之一。結合我國工業自動化發展的短板，建議從以下幾點推進工業自動化的發展。

    (一) 以應用促提升，降低重大工程的自動化控制系統對外依存度

    我國工業化經過幾十年的發展，已經具備相當的重大工程裝備的設計和制造能力，如大型數控機床、大型礦山機械、大型化工裝備、大型發電裝備、大型煉油裝備等，但在與之配套的自動化控制系統和自動化控制裝備卻存在嚴重的短板。如重大核電工程國產自動化控制裝備，在秦山核電站、大亞灣核電站等已經應用24套，但全部都在外核，沒有進入核島；又如重大石化工程，國產計算控制系統已經應用3800余套，但關鍵裝置、核心裝置應用還不足150套；我國自主設計制造的大型注塑機，其控制系統95%依靠進口；大型挖掘機的液壓控制系統，幾乎全部從德國引進；3000立方米以上的特大型高爐，自動化控制系統100%由外商提供�？傮w來看，目前國內煉油、石化、電力、冶金、高鐵等重大工程的自動化控制系統和控制裝備，高端技術市場基本上為進口產品所壟斷，重大工程自動化控制系統與裝備約85%依賴進口，而這些重大工程裝備是我國國民經濟的命脈，實際上已經被發達國家不同程度地掌握。因此，大力發展重大工程高端自動化控制裝備，是加快振興我國裝備制造業，確保國民經濟安全的迫切需要。

    隨著當前千萬噸級煉油、百萬噸級乙烯、百萬千瓦火電、百萬千瓦核電、萬里高速公路、綜合電網等重大工程的推進，政府需為國產自動化控制系統和裝備提供一定的應用機會，尤其在關鍵裝置、核心裝置上，為國內自動化控制系統及裝備的研究開發提供重大的應用業績，積累實踐應用經驗，從而形成良性循環，樹立國產自動化控制裝備的先進性和優越性的形象。

    (二) 推進基礎共性技術的研發，解決自動化行業科研能力不足、缺乏產業標準的問題

    全球自動化行業從無序到有序，與其自動化的技術和標準是相輔相成、共同推進的。我國工業自動化的起步較晚，在技術和產業發展水平上均落后于國外先進國家的知名企業，從而在技術和標準上還處于接納和模仿階段，長期以來把采用國際標準作為學習國外先進技術的一種手段和捷徑。但技術標準要被企業真正接受，充分理解其中的指標含義，還需要進一步地消化吸收。從企業發展層面來看，我國工業自動化行業還主要以中小企業為主，還沒有出現西門子、ABB等具備完整產業鏈的大型公司，各個領域非常分散，技術的研發依賴于各個廠商自身的研發水平，各自建立研發平臺，從而導致重復開發的現象普遍存在，各個平臺難以形成一個共享的標準開發平臺，使得國內許多自動化產品缺乏標準型，也導致國內企業在巨大的市場需求面前，發展速度依然緩慢。同時，大部分自動化技術開發周期長、售后維護復雜也導致了國內企業發展緩慢。例如，由于缺乏統一的制造企業生產過程執行系統MES(Manufacturing Execution System) 技術標準，國內MES產品從功能、接口、開發、實施、維護等方面呈現“百花齊放”的局面，影響了 MES 產品本身的技術性能，也影響了MES與周邊系統平滑銜接的性能，加大了系統開發、應用和維護的成本，與國外同類MES產品競爭缺少優勢。

    國家應該進一步推進基礎共性技術的研發，制定高端統一的行業標準，為中小企業提供科技創新的支持。在市場經濟的大潮中，大部分企業均會把生存作為第一標準，而忽略基礎技術的研究。而我國原有的一些公益性的研究所在改制為企業后，也將更多的精力放在市場打拼中，而忽視了對基礎技術研究的工作。我國工業自動化技術還處于較為落后的階段，許多核心技術亟待創新和突破，并且還存在不少技術孤島，迫切地需要國家投入更多的科研資源進行共性技術的研發和突破。

    (三) 實施重大專項，由技術驅動向應用驅動轉變，發展民族品牌

    我國當前工業軟件整體來看，國外巨頭在工業軟件應用中占據主導地位，如SAP、甲骨文，國產工業軟件品種較少，功能不全，缺乏核心技術的創新和突破，研發推廣應用的進度無法跟上國內制造業發展的需求。從嵌入式軟件的發展來看，由于我國高端嵌入式芯片領域的整體技術水平和國外仍有一定的差距，因而產業基本處于中下游的應用軟件研發，缺乏核心技術的開發能力。在經營管理類軟件中，目前高端市場仍然基本被SAP等國際軟件巨頭所占據，但國內經營管理類軟件廠商在經歷了學習、吸收和結合國情自主開發的基礎上已經逐漸成熟起來，在實用性、實施周期短、風險低、見效快等方面存在一定優勢，但也存在軟件可配性較差、售后服務不足、管理觀念轉變滯后等缺點。在產品研發類軟件中，經過多年的推廣，我國產品研發類軟件的應用領域不斷擴展，除了傳統的汽車、航空、機械等主要應用領域，快速消費品、制藥、鋼鐵等流程制造行業正成為產品研發類軟件應用的新興市場，其中CAD軟件在國內企業中有較好的應用，但還是存在應用不平衡、投資回報率低、咨詢服務水平較低等問題。

    在未來的發展中，國產工業軟件還需要投入大量資金和人力在技術創新上，突破關鍵技術和核心技術，研發功能強大、易用好用、性價比高的產品，與國際品牌抗爭。從國家政策和行業制度來講，優先安排對擴大內需作用直接、能盡快形成產業化能力的軟件項目，實施重大專項，提高基礎軟件自主創新能力，能夠對我國工業軟件的發展帶來根本性的進步。從我國實施一系列五年計劃以來，我國軟件發展基本上是技術先行，現在要由技術驅動向應用驅動轉變。工業軟件首先具有的是其工業范圍內的特點，同時它也是軟件，需要從軟件技術上支持它的發展。這就要求工業軟件在發展時，工業界與軟件界必須進行合理分工，把軟件放在支撐的位置上而不是指導地位，以市場需求、工業化發展為導向，去發展工業軟件。

    (四) 緊跟互聯網發展態勢，整合已有市場信息，開發公共技術開發平臺和解決方案軟件

    隨著互聯網的不斷發展和計算機應用的不斷拓展，分布、并發的復雜應用，以及互通、互聯、互操作的應用需求不斷增加，促進了更加豐富的中間件支撐技術得到快速發展，并形成較為完整的軟件平臺體系。軟件的競爭已經從產品競爭發展成體系競爭，軟件平臺體系發展成為網絡環境下各種應用的支持基礎。以嵌入式軟件領域為例，GPL(通用性公開許可證)概念正對嵌入式軟件產業產生深遠影響。嵌入式Linux多種原型的提出，和GNU(通用公共許可證)軟件開發工具軟件的適用性進展，正為我國加快發展嵌入式軟件技術提供極好的機遇和條件。此外，開放源代碼的、基于Java的可擴展開發平臺Eclipse，其靈活的技術和授權模式使得嵌入式供應商能創建用戶友好的嵌入式工具。在過去幾年中，大部分嵌入式開發人員已經轉向Eclipse作為他們選擇的平臺方案。大多數實時操作系統供應商擁有Eclipse開發環境，而且大多數芯片/內核供應商已經為那些希望開發自有架構的軟件開發人員提供Eclipse鏈接。這些開源技術的開發，為構建嵌入式軟件公共技術開發平臺提供了良好的基礎。

    國外軟件企業善于把需求通用化，他們研發操作系統、數據庫和通用應用軟件等，中國軟件企業的最大軟肋是不善于把需求通用化、平臺化，所以盡管多年服務于中國信息化市場，有大量的行業資產，但是和國外巨頭相比，國內軟件企業的軟件還不強大。需要轉變思路，善于把行業資產進行固化、通用化和平臺化。只有把所有軟件加在一起支持各種應用，支持互通互聯，形成不同行業、不同應用的國產軟件解決方案，這樣中國工業的快速發展才會帶動國產工業軟件的發展，從而在未來中國也會出現世界級的工業軟件公司。

來源：巨靈鳥 歡迎分享本文