《自動(dòng)化的歷史 現(xiàn)狀 展望》

1、.一自動(dòng)化軟件的發(fā)展歷史及定義 自20世紀(jì)80年代初期誕生至今，自動(dòng)化軟件組態(tài)軟件已有20年的發(fā)展歷史。應(yīng)該說(shuō)組態(tài)軟件作為一種應(yīng)用軟件，是隨著PC機(jī)的興起而不斷發(fā)展的。80年代的組態(tài)軟件，像Onspec、Paragon 500、早期的FIX等都運(yùn)行在DOS環(huán)境下，圖形界面的功能不是很強(qiáng)，軟件中包含著大量的控制算法，這是因?yàn)镈OS具有很好的實(shí)時(shí)性。90年代，隨著微軟的Windows 3.0風(fēng)靡全球，以Wonderware公司的Intouch為代表的人機(jī)界面軟件開(kāi)創(chuàng)了Windows下運(yùn)行工控軟件的先河，由于Windows 3.0不具備實(shí)時(shí)性，所以當(dāng)時(shí)，80年代已成名的自動(dòng)化軟件公司在對(duì)于操作系統(tǒng)的

2、支持上，或按兵不動(dòng)，或?qū)⒔M態(tài)軟件從DOS向OS/2移植，人們這樣做的原因，是大家都認(rèn)為工控軟件必須具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和控制能力，必須運(yùn)行在一個(gè)具備實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)下，像DOS、OS/2、Win NT1993年才推出等。歷史證明，在當(dāng)時(shí)的硬件條件下，上位機(jī)做人機(jī)界面切中了用戶的需求，Wonderware因而在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)成為全球最大的獨(dú)立自動(dòng)化軟件廠商，而在80年代靠DOS版組態(tài)軟件起家，后來(lái)向OS/2移植的公司后來(lái)基本上都沒(méi)落了。 那么，本文中提到的自動(dòng)化軟件指什么？到底什么是自動(dòng)化軟件？它應(yīng)該具備哪些功能和特征呢？ 首先，自動(dòng)化軟件主要包括人機(jī)界面軟件HMI），像Intouch、iFix、組態(tài)

3、王等；基于PC的控制軟件，統(tǒng)稱軟PLC或軟邏輯，像亞控的KingAct以及即將推出的組態(tài)王嵌入版、西門子的WinAC等；還包括生產(chǎn)執(zhí)行管理軟件，許多專家也將這一類軟件歸為MESManufacturing Execution System），像Intellution公司的iBatch、Wonderware公司的InTrack等，另外，與通用辦公自動(dòng)化軟件相比，自動(dòng)化軟件還應(yīng)包括相應(yīng)的服務(wù)。 其次，自動(dòng)化軟件主要具備如下功能及特征：工業(yè)過(guò)程動(dòng)態(tài)可視化；數(shù)據(jù)采集和管理；過(guò)程監(jiān)控報(bào)警；報(bào)表功能；為其他企業(yè)級(jí)程序提供數(shù)據(jù)；簡(jiǎn)單的回路調(diào)節(jié)；批次處理；SPC過(guò)程質(zhì)量控制；符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)。 二自動(dòng)

4、化軟件全球及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r 在全球范圍內(nèi)，自動(dòng)化軟件市場(chǎng)已比較成熟，年增長(zhǎng)速度大概在9%左右，圖1是ARC對(duì)全球自動(dòng)化軟件市場(chǎng)增長(zhǎng)幅度的預(yù)測(cè)。 目前，全球知名的自動(dòng)化軟件廠商不足20家，但頭6家占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)75%的份額，圖2是ARC對(duì)全球自動(dòng)化軟件廠商所占市場(chǎng)份額的評(píng)估。 亞洲由于中國(guó)和印度是發(fā)展中的大國(guó)，自動(dòng)化軟件的應(yīng)用潛力比較大，所以整個(gè)亞洲年增長(zhǎng)速度大概在15%左右，當(dāng)然其基數(shù)也比較低。圖3是ARC對(duì)于亞洲自動(dòng)化軟件市場(chǎng)增長(zhǎng)率的預(yù)測(cè)。 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)可細(xì)分為高端和中低端。高端市場(chǎng)基本上由國(guó)外品牌的軟件占有，像一些國(guó)家級(jí)的大項(xiàng)目、大型企業(yè)的主生產(chǎn)線控制等，高端市場(chǎng)的特點(diǎn)是裝機(jī)量小，但單機(jī)銷售

5、額大，目前國(guó)外品牌的軟件年裝機(jī)量沒(méi)有一家能超過(guò)1000套。中低端市場(chǎng)基本由國(guó)產(chǎn)軟件占有，亞控的組態(tài)王獨(dú)占鰲頭，占據(jù)了60%以上的份額，年裝機(jī)量5000套左右，但單機(jī)銷售額只有國(guó)外品牌的1/101/2。 國(guó)內(nèi)有近10家自動(dòng)化軟件公司，與國(guó)外軟件相比，國(guó)內(nèi)自動(dòng)化軟件最大的差距并不是在技術(shù)和品牌上，而是在企業(yè)的經(jīng)營(yíng)策略上，比如國(guó)內(nèi)不少自動(dòng)化軟件廠商不懂差異化經(jīng)營(yíng)，主要競(jìng)爭(zhēng)手段就是低價(jià)和免費(fèi)服務(wù)；許多廠商還抱著“只要有市場(chǎng)占有率，利潤(rùn)自然來(lái)的產(chǎn)品時(shí)代的觀念，不惜代價(jià)擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，這使得國(guó)內(nèi)雖然廠家眾多，但大多處于虧損或維持狀態(tài)，不能健康發(fā)展，也不能夠保證給用戶帶來(lái)長(zhǎng)期的利益。 三自動(dòng)化軟件的發(fā)展趨勢(shì)

6、 在自動(dòng)化軟件賴以普及發(fā)展的諸多因素中，有技術(shù)層面的，也有商業(yè)層面的，但制造業(yè)的需求是決定性的。制造業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了對(duì)自動(dòng)化軟件需求的提升；也決定了自動(dòng)化軟件將由過(guò)去單純的組態(tài)監(jiān)控功能，向著更高和更廣的層面發(fā)展。 需求決定產(chǎn)品，只有滿足需求的產(chǎn)品才有生存的空間，這是不變的規(guī)律。自動(dòng)化軟件也是如此。 將來(lái)，自動(dòng)化軟件的發(fā)展將主要表現(xiàn)為如下一些特征： （1開(kāi)放性技術(shù) 自動(dòng)化軟件正逐漸成為協(xié)作生產(chǎn)制造過(guò)程中不同階段的核心系統(tǒng)，無(wú)論是用戶還是硬件供應(yīng)商都將自動(dòng)化軟件作為全廠范圍內(nèi)信息收集和集成的工具，這就要求自動(dòng)化軟件大量采用“標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)”，如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM等，這

7、樣使得自動(dòng)化軟件演變成軟件平臺(tái)，在軟件功能不能滿足用戶特殊需要時(shí)，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。比如組態(tài)王6.0中提供了4個(gè)開(kāi)發(fā)工具包，就是使用戶可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。自動(dòng)化軟件采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)還便于將局部的功能進(jìn)行互連。在全廠范圍內(nèi)，不同廠家的自動(dòng)化軟件也可以實(shí)現(xiàn)互連。 （2構(gòu)造全廠信息平臺(tái) ERP是國(guó)內(nèi)炙手可熱的話題，但目前的ERP主要應(yīng)用在商業(yè)企業(yè)的財(cái)務(wù)、銷售、物流等方面。在國(guó)內(nèi)外的企業(yè)生產(chǎn)中，還沒(méi)有多少企業(yè)能夠?qū)⑸a(chǎn)信息和ERP系統(tǒng)整合到一起，使生產(chǎn)效率和市場(chǎng)效益最大化，也就是說(shuō)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和ERP之間存在著鴻溝，如何使實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)能夠進(jìn)入企業(yè)信息管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代信息工廠迫在眉睫的需求。

8、隨著大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的日益成熟，全球主要的自動(dòng)化廠商已發(fā)展了相關(guān)平臺(tái)，使自動(dòng)化軟件向著生產(chǎn)制造和管理的信息系統(tǒng)的方向發(fā)展。自動(dòng)化軟件已經(jīng)成為構(gòu)造全廠信息平臺(tái)的承上啟下的重要組成部分。在未來(lái)企業(yè)的信息化進(jìn)程中，自動(dòng)化軟件將成為中間件，因?yàn)樽詣?dòng)化軟件廠商在既了解企業(yè)工藝、控制、生產(chǎn)制造需求，又能完成現(xiàn)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)的記錄、存儲(chǔ)及為ERP提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。將于2003年推出的組態(tài)王7.0分標(biāo)準(zhǔn)版和企業(yè)版，企業(yè)版是一個(gè)以大型工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，具有豐富MES功能的軟件包。 （3瘦客戶技術(shù) 2001年是許多網(wǎng)站的“冬天”,網(wǎng)站的倒閉并不意味著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身存在問(wèn)題，恰恰相反，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尤其

9、是瘦客戶技術(shù)卻給自動(dòng)化軟件帶來(lái)了“春天”，因?yàn)樽詣?dòng)化軟件正在并且已經(jīng)從單機(jī)向客戶服務(wù)器方向發(fā)展，使得通過(guò)Internet/Intranet觀察和控制生產(chǎn)過(guò)程的需求成為可能并且急劇增長(zhǎng)。瘦客戶技術(shù)使得用戶可以在企業(yè)的任何地方只要通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的瀏覽器，敲入用戶名和密碼就可以方便的獲取信息，而且，在企業(yè)IT人才和資源比較缺乏的情況下，使用瘦客戶技術(shù)可以使系統(tǒng)安裝和維護(hù)費(fèi)用大幅度降低，因?yàn)橹恍枰獙?duì)服務(wù)器端進(jìn)行維護(hù)升級(jí)。2001年，在貴州鋁廠的熱電廠，北京長(zhǎng)峰公司利用組態(tài)王的Internet版將上千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)匯總到一起，并且通過(guò)Intranet向外發(fā)布，允許100個(gè)用戶同時(shí)瀏覽查看，取得了良好的效果。 （

10、4無(wú)線的人機(jī)界面解決方案 數(shù)字終端已具備越來(lái)越強(qiáng)的功能和智能化，像現(xiàn)在可以看到的預(yù)裝了Win CE的PDA，具備非常好的圖形能力。藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展迅速，據(jù)專家預(yù)測(cè)，其未來(lái)的傳輸距離可達(dá)100m，另外，以XML為基礎(chǔ)的WML語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)建立。這些技術(shù)的發(fā)展為無(wú)線的人機(jī)界面解決方案提供了先決條件。和其他技術(shù)相比，無(wú)線的人機(jī)界面能夠以更低的費(fèi)用，更快的連接、更容易地獲取重要的生產(chǎn)信息，像緊急報(bào)警、重要事件、生產(chǎn)過(guò)程中的重要參數(shù)等等。典型的無(wú)線WEB產(chǎn)品由手持式PC和預(yù)裝的HMI客戶端軟件組成。目前在手持式PC上，WIN CE的市場(chǎng)占有率上升很快，相比之下，原來(lái)的Palm操作系統(tǒng)市場(chǎng)逐漸萎縮。 （5軟硬件

11、整體解決方案 家樂(lè)福是大家都很熟悉的一家法國(guó)公司，1963年，其第一家超級(jí)市場(chǎng)在巴黎郊區(qū)開(kāi)張，30年內(nèi)，家樂(lè)富已發(fā)展成為一個(gè)年銷售額290億美元、市值約200億美元的國(guó)際連鎖超市集團(tuán)。在家樂(lè)福產(chǎn)生之前，法國(guó)擁有高度分散的小商店系統(tǒng)。每個(gè)城鎮(zhèn)的街區(qū)有自己的肉店、糕餅店和各種各樣的專賣店。他們對(duì)客戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)十分低效的商業(yè)機(jī)制。客戶需要花數(shù)小時(shí)跑很多店采購(gòu)。家樂(lè)福之所以能迅速發(fā)展并成功，關(guān)鍵是他為客戶提供了優(yōu)異的效率，這就是現(xiàn)在一種比較成功的商業(yè)模式“one-stop-shopping”，既所謂的“一站式購(gòu)買”，在工控行業(yè)則是軟硬件整體解決方案。西門子、GE、RockWell是傳統(tǒng)的PLC提供商，

12、但短短幾年時(shí)間，他們都在HMI市場(chǎng)獲得巨大成功，像西門子的WinCC更是超越眾多老牌的產(chǎn)品成為世界第二。Wonderware在1998年被英國(guó)Invensys并購(gòu)，Intellution在1995年被愛(ài)默生電氣并購(gòu)，這都是軟硬件整體解決方案的最好例證。所以，自動(dòng)化軟件廠商與硬件廠商合作，為用戶提供軟硬件整體解決方案將是未來(lái)自動(dòng)化軟件發(fā)展的一大特征。 （6大規(guī)模定制 全球自動(dòng)化軟件廠商大多基于微軟的Windows平臺(tái)，技術(shù)也類似，產(chǎn)品功能上難以形成巨大的差距，不可能產(chǎn)生壟斷性的核心技術(shù)，即決定性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)難以建立。所以，個(gè)性化方案和服務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)中日益重要。隨著現(xiàn)代工業(yè)“小批量、多品種特征的形成

13、，今后的自動(dòng)化軟件將朝著針對(duì)特殊行業(yè)和生產(chǎn)過(guò)程的大規(guī)模定制方向發(fā)展。即用特殊定制的產(chǎn)品來(lái)代替標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。如亞控針對(duì)電力的輸配電行業(yè)的特殊需求開(kāi)發(fā)了“組態(tài)王電力版”。 （7以客戶為導(dǎo)向的軟件設(shè)計(jì) 如何站在客戶的角度來(lái)設(shè)計(jì)軟件是所有自動(dòng)化軟件廠商都應(yīng)面對(duì)的挑戰(zhàn)，自動(dòng)化軟件涉及從控制、人機(jī)界面到生產(chǎn)管理的多個(gè)層次，相應(yīng)存在著多個(gè)模塊，比如亞控目前有組態(tài)王和軟邏輯兩大產(chǎn)品模塊，保持不同模塊的一致性，能有效地減少用戶學(xué)習(xí)的時(shí)間。相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也便于產(chǎn)品在企業(yè)內(nèi)集成。這種一致性不僅表現(xiàn)在外觀和感受上，還表現(xiàn)在兼容性、平臺(tái)、編程工具、數(shù)據(jù)訪問(wèn)、控制引擎、E-Business等諸多方面。例如西門子的WinC

14、C和編程軟件STEP7使用了相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這使得用戶只需將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)定義一次。 （8成為全球供應(yīng)商 WTO將給國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化廠商帶來(lái)深刻的影響，因?yàn)閲?guó)門對(duì)外打開(kāi)了，從另外一個(gè)角度講，國(guó)外的市場(chǎng)對(duì)國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化廠商也打開(kāi)了。因?yàn)槟壳爸袊?guó)的市場(chǎng)份額只占全球的3%，所以成為全球自動(dòng)化軟件供應(yīng)商對(duì)于國(guó)內(nèi)自動(dòng)化軟件公司的發(fā)展至關(guān)重要。另外，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的系統(tǒng)集成商和設(shè)備制造商在未來(lái)可能成為世界級(jí)的公司，他們的產(chǎn)品向全球銷售時(shí)，他們更需要世界級(jí)的軟件廠商向他們提供產(chǎn)品和服務(wù)，國(guó)內(nèi)不少組態(tài)王的用戶已向亞控購(gòu)買了英文版即證明了這種趨勢(shì)的發(fā)展，亞控將發(fā)展遠(yuǎn)景鎖定為未來(lái)5年成為世界級(jí)的自動(dòng)化軟件服務(wù)商就是基于這一原因?？偨Y(jié) 在自動(dòng)化領(lǐng)域，由于軟件技術(shù)與IT的聯(lián)系最為緊密，所以，其發(fā)展是最快捷，也最令人眼花繚亂的。自動(dòng)化軟件面世20年，與最初相比，其內(nèi)涵和外延都