儀器儀表智能化

在控制系統中，儀器儀表作為其構成元素，它的技術進展是跟隨控制系統技術的發展而發展的。目前，控制理論已發展到智能控制的新階段，自動化儀器儀表的智能化就成為必然了。

儀器儀表的智能化主要歸結于微處理器和人工智能技術的發展與應用。例如運用神經網絡、遺傳算法、進化計算、混沌控制等智能技術，使儀器儀表實現高速、高效、多功能、高機動靈活等性能。

再如，運用模糊規則的模糊推理技術，對事物的各種模糊關系進行各種類型的模糊決策。

當前，我國智能化領域薄弱、需要發展的是儀器、儀表、傳感器等基礎產業。隨著科學技術的飛速發展和自動化程度的不斷提高，我國儀器儀表行業也將發生新的變化并獲得新的發展。儀器儀表產品的高科技化，特別是智能化，將成為日后儀器儀表科技與產業的發展主流。

基于智能控制理論基礎的智能儀器儀表目前大致有以下幾方面的進展：

專家控制器

專家控制系統（expertcontrolsystem，ECS）是典型的基于知識控制系統，它是一個具有大量的專門知識與經驗的程序系統。它運用人工智能技術和計算機技術，根據某領域一個或多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，解決那些需要人類專家才能解決好的復雜問題。

模糊控制器

模糊控制器（FC-Fuzzy Controller），也稱模糊邏輯控制器（FLC-Fuzzy Logic Controller）。由于模糊控制技術具有處理不確定性、不jingque性和模糊信息的能力，對無法建造數學模型的被控過程能進行有效的控制，能解決一些用常規控制方法不能解決的問題，因而模糊控制在工業控制領域得到了廣泛的應用。

神經網絡控制器

神經網絡在工業控制系統中的應用提高了系統的信息處理能力，提高了系統的智能水平。所謂神經網絡控制，簡稱神經控制，它是指采用神經網絡這一技術對復雜的非線性對象進行建模，或擔當控制器，或優化計算，或進行推理，或故障診斷等工作。

需要注意的是：在儀器儀表的智能化領域，無論是神經元網絡、模糊控制或混沌控制，盡管我國學者發表的文章很多，但是，嚴格細致和自主創新的工作與成果卻并不多。一些高端儀器儀表還仍然需要向國外進口。

控制系統網絡化

21世紀的控制系統將是網絡與控制結合的系統。對網絡化控制系統（Networked Control System，簡稱NCS）的研究已經成為當前自動化領域中的前沿課題之一。隨著通信網絡作為一個系統環節嵌入控制系統，這很大地豐富了工業控制技術和手段，使自動化系統與工業控制系統在體系結構、控制方法以及人機協作方法等方面都發生了較大的變化，與此同時也帶來了一些新的問題，如控制與通信的耦合、時間延遲、信息調度方法、分布式控制方式與故障疹斷等。

傳統的控制領域正經歷著一場前所未有的變革，開始向網絡化方向發展。控制系統的結構從初的CCS（計算機集中控制系統），到第二代的DCS（分散控制系統），發展到現在流行的FCS（現場總線控制系統）。對諸如圖像、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，又催生了工業以太網與控制網絡的結合。

這種工業控制系統網絡化浪潮又將諸如嵌入式技術、多標準工業控制網絡互聯、無線技術等多種當今流行技術融合進來，從而拓展了工業控制領域的發展空間，帶來新的發展機遇。

將現場總線、以太網、多種工業控制網絡互聯、嵌入式技術和無線通信技術融合到工業控制網絡中，在保證控制系統原有的穩定性、實時性等要求的同時，又增強了系統的開放性和互操作性，提高了系統對不同環境的適應性。在經濟全球化的，這一工業控制系統網絡化及其構成模式使得企業能夠適應空前激烈的市場競爭，有助于加快新產品的開發、降低生產成本、完善信息服務，具有廣闊的發展前景。

工業通信無線化

工業通信無線化也是當前自動化領域探討比較熱烈的問題。工業控制企業已經逐步認識到無線技術將是下一個技術騰飛的基礎，將能夠大大提升工廠效能與保證用戶的安全。

隨著無線技術日益普及，各家供應商正在提供一系列軟硬件技術，協助在產品中增加通信功能。這些技術支持的通信標準包括藍牙、Wi-Fi、GPS（全球定位系統）、5G以及WiMax（全球微波接入互操作）。然而，在增加無線連網功能時，芯片及相關軟件的選擇（假設所選擇的實現能正常工作，并滿足相關的論證要求）可能極具挑戰性。即使做出了一個可行的設計，但如果未優化性能、功耗、成本和規模，則可能不會取得市場上的成功。熱門的東西未必是好的通信標準和客戶需要的東西，因此選擇的軟硬件實現方案應有這樣的特點：每個新一代產品都不需要徹底從頭開始適應。

但隨著可靠性的增強，無線技術將會有更廣范圍的應用。無線通訊將在未來的若干年快速地增長，但無線并不會替代有線通訊。有線具有穩定、可靠和安全性并不會消失，無線只有在有線不方便實現或成本高的地方去替代有線方案。如果無線與有線有機地結合起來，雙方發揮各自的優勢，將為增長生產率提供新的方案。在適宜有線通訊的地方使用有線通訊，在適宜無線通訊的地方使用無線通訊，由于有線和無線通訊都支持TCP／IP協議，這兩種通訊方式能夠有機地結合在一起，發揮各自特長，并能夠提高生產效率。

物聯網/與/自動化

當今，物聯網可謂是在各大媒體出鏡率高、而且與“智能”聯系密切的名詞之一。從“管理、控制、智能”的角度來看，其實物聯網與工業自動化是一脈相承的，工業自動化包含采集、傳輸、計算等環節，而物聯網是全面感知、可靠傳遞、智慧處理，兩者是相通的。

物聯網的應用領域，諸如：物流、供應鏈、倉儲的管理系統；工業制品生產、追蹤、進度監管、質量追蹤等方面；貴重商品、危險品的監管、追蹤和防偽應用系統；大型會議、高層會議以及重要會議的電子證件、大型賽事、演唱會、景區等人員快遞流通區的電子門票（如：上海世博會）；交通收費、各類型車輛的遠距離自動識別和管理；區域內的人員自動識別、記錄、定位以及查詢；動物、食品行業鏈的全流程追溯；農業、救災與搶險等方面的各個領域；貴重資產和重要資產；品牌服飾的全流程；圖書領域；軍隊槍械管理、人員管理、車輛管理、物資管理、安全保密等領域；在航空、汽車等領域；零售業；社會安全領域；智能城市領域等。

“物聯網”顛覆了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維，將公路、建筑物等物理設施與個人電腦、手機、家電、交通設施、IT設施有效的聯系在一起，使得政府管理、生產制造、社會管理，以及人們的個人生活全面實現互聯互通。

云計劃與自動化

云計算是分布式處理、并行處理和網格計算的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。它的核心是海量數據的存儲和計算，特別強調虛擬化技術的應用。簡言之，云計算就是一種依托internet的超級計算模型，將巨大的資源聯系在一起為用戶提供各種IT服務。

例如，云計算模式將來帶來自動化軟件行業的巨大變革。主要有：

（1）自動化系統的架構將更加靈活，分布式架構將擴展到更大范圍

現代的大型工業自動化和信息化項目中，系統變得日益龐大和復雜，現有的網絡和系統體系架構已經無法從容應對這些挑戰。云計算這一革命性理念的提出，徹底打破了自動化系統中原來的僵化的體系結構。在云計算的系統中，自動化和信息化系統并不是簡單運行在某一臺固定的計算機上，而是運行于包括Internet在內的整個網絡之上，基于整個網絡來分配系統的資源及實現各種功能。

（2）海量信息的分析與處理將成為自動化軟件的常規功能

在現代大型自動化項目中，自動化信息化數據量越來越大，用“海量”形容也并不為過。所以目前自動化軟件中所用的數據庫類型，數據存儲模式和數據的讀取、查詢模式，各項技術目前都在圍繞大量數據的準確、及時處理來進行。海量信息的處理，已經成為制約自動化軟件發展的瓶頸之一。

（3）徹底改變工程開發模式

在云計算時代，工程項目的開發將不再拘泥于單臺計算機，SaaS模式使用戶可以通過Internet，直接利用自動化軟件供應商服務器上的軟件進行開發，開發過程在云計算網絡中進行，開發完成后，生成可直接運行的工程項目即可。

（4）轉變軟件供應商的服務模式，降低維護成本

云計算的模式也將降低軟件供應商的服務成本。以往軟件供應商需要對運行在各種軟硬件環境中的自動化軟件進行技術支持與維護，而云計算時代，他們只需要維護本服務器上的一套軟件即可。

（5）降低自動化系統對硬件的要求，提升軟件的行業地位

無論是基于企業內部網絡的私有云，或與外網有一定連接的混合云，都以動態分配系統計算能力為目的，可以使系統的運算進行地更加平緩穩定，從而在不降低運行效率的前提下，極大地降低企業對硬件系統的要求。眾所周知，在目前的自動化系統中，軟件處于“靈魂”的地位，但價值卻相對低廉，只占5%-10%。在云計算時代，系統對硬件的要求降低，而對軟件的要求則越來越高，所以軟件在自動化行業中的價值比重和重要性，都將有很大提高。

（6）新技術與新的產品理念將成為競爭的核心

毫無疑問，云計算模式將來帶來自動化軟件行業的巨大變革。如何把握IT發展的潮流趨勢？如何開發基于云計算的新一代自動化軟件？如何將舊的自動化軟件版本兼容于云計算平臺？如何將傳統的自動化工程系統升級為云計算系統？將成為業內企業考慮的首要問題。相信隨著云計算技術的日趨成熟及自動化界的努力，我國利用“云計算”的自動化系統的發展將日新月異。這也是中國自動化界應當注意的問題。

從當前五大自動化熱門技術發展趨勢可以看到自動化創新可以用幾個詞來概括：集成、通訊、協同、節能、安全、標準與開放。隨著也誕生了許多新的產品和理念。