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孙柏林:高端自动控制装备进入国产化时代

专家观点中国仪表网2009年03月20日 16:15人气:875

    在开创"工业自动化"新局面的时候,牢牢把握"中国制造"向"中国创造"的转变是关键所在。
  自动化控制系统一直被称为机械装备中最核心的大脑和神经,其重要程度不言自明。从上个世纪60年代开始,西方国家依靠技术进步对传统工艺进行改造,使工业获得了飞跃性发展。如今,"工业自动化"在中国也不再是一个遥远的话题。
  “未来几年,中国自动化行业将向'需求牵引,技术推动'的方向发展。中国自动化领域的资深专家孙柏林研究员在接受记者专访时说。
  记者:2008年,国内自动化行业的一些事件值得关注,如在重大工程自动化系统的国产化上,国电智深完全自主研制的EDPF-NT自动化控制系统成功应用于河北龙山发电公司2*600MW机组,您认为对国产自动化产业的发展具有什么样的重要意义?
  孙柏林:河北龙山发电公司2*600MW机组成功应用国电智深完全自主研制的EDPF-NT自动化控制系统工程一事在国内外引起轰动。该工程的EDPF-NT自动化控制系统首次应用于600MW机组,也是国内首台(套)国产600MW超临界机组的自动控制系统在工业自动化领域打破国外技术垄断的重大突破,特别是实现产业化之后,对于改变我国重大技术装备的"电脑系统"绝对依赖外国公司的局面具有重大影响。它标志着我国自动控制技术已达到国际一流水平。
  国家发改委副主任张国宝曾说,自动化控制系统一直被称为机械装备中最核心的大脑和神经,过去我们解决不了这一最重要的高技术含量的控制技术问题,所以长期以来国内电力、石化、化工、钢铁等行业的自控系统大部分都受制于人,而且价格奇高;由于实现了国产化,其价格则大大降低。如今,不仅国产化装备在市场中的份额越来越大,技术不断创新,产业化效果也非常显著。中国高端自动控制装备已经进入到国产化时代。
  记者:在中国每个单件生产成本的下降有可能是采用全集成自动化装配或制造的结果。中国的工业自动化技术目前处在什么阶段?
  孙柏林:我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业、仪器仪表行业和工业自动化行业均已形成。应当看到,我国的控制装置与仪器仪表行业的综合水平总体上达到国际八十年代水平。30%的产品实现了数字化,达到国际八十年代末期水平;约15%的产品实现了智能化,达到国际九十年代水平。但是,高档产品仍然主要被国外产品占领,特别是大型精密测控仪器、大型工程项目中的核心控制系统和技术基本依赖进口,部分产品市场甚至被国外产品垄断。
  产品的门类比较齐全,有一定行业基础,在发展中国家居领先地位,但与发达国家差距仍然明显。行业总体上是呈向上发展态势。
  记者:我国工业自动化系统和国际自动化行业相比存在很大差距,主要表现在哪些方面?
  孙柏林:这个差距主要表现在:
  行业的结构性矛盾比较突出:我国在工业控制领域中,中小工业控制企业依然占有企业总数的95%以上,低端产品仍然占主体地位,高端产品依然是"凤毛麟角";
  政策环境制约和科技创新能力相对低下:高功耗、高温室气体散发的产品与技术较多,"节能降耗"产品较少;
  行业中新产品、新技术开发能力不足,产品可靠性、稳定性差的问题依然突出;
  在产品标准的制定方面,我国工业自动化系统行业和国际自动化行业相比也仍然存在较大的差距;
  在培养高素质人才方面,国际自动化行业的许多知名企业舍得"人才投资",并在"本土化"的进程中,获得佳绩;
  一般而言,我国工控企业与外国工控企业在核心价值、品牌意识、文化环境、营销网络、社会责任与管理制度等方面,都存在较大差距,特别是我国工业自动化系统行业在新产品、新系统与新技术的宣传工作上,明显落后于国际自动化行业。因此,经常是"好女愁眉不展,难找心怡婆家"!
  记者:机器人技术是工业自动化水平的最高表现,中国机器人技术攻克过程中还存在哪些难点问题?
  孙柏林:中国机器人技术根据中国实际情况,在不同领域对智能机器人有着许多需求,如:汽车生产线、无人机、水下机器人等。20世纪80年代中期,发展了涉及人工智能、计算机视觉与现代控制理论的高级智能机器人。世界发达国家已经把智能机器人成功地应用于生产生活里面,而中国尚未有一台智能机器人问世。
  经过20多年的发展,我国实现了特种机器人的跨越式发展,推进了工业机器人产品的系列化及工程应用,并成功将机器人技术应用于传统产业,增强了企业的市场竞争能力,直接为国民经济服务。尤其是在视觉技术和模式识别研究方面取得了突破进展,智能机器人的发展也已取得了新的突破。但是,在智能机器人领域,仍然存在许多前沿性的关键技术难题,如:多传感器信息融合、遥控和监控、导航与定位、路径规划、机器人视觉、智能控制、人机接口等多项技术方面,仍然存在许多尚未解决的问题,有待进一步的研究。
  中国的机器人发展,虽然跟踪了世界发达国家的先进技术,但是,部分技术并未成熟。我们必须根据中国国情,智能机器人的发展必须具有自己的特色,在制造业、军事、服务业等许多方面都存在大量的需求,我们需要针对这些需求进行深入分析,研制出适合需要的各种特种机器人投入到实际应用里面去。
 记者:从技术的角度讲中国的工业自动化产业发展面临哪些新机遇? 
  孙柏林:今天,新技术革命已经把人们带入到信息社会,并且进一步向"绿色社会"进展,这就同时为科学技术(包括自动化技术等)带来了巨大的挑战与发展机遇: 
  目前,复杂系统的分析与控制仍然是国际研究的主流方向,尤其是网络化控制系统。与之相关,对各类智能合作控制策略与技术的研究,从群体智能到基于代理的智能控制方法,也已成为广泛关注的热点问题。
  智能交通技术与交通堵塞、能源短缺和环境污染紧密相关,因此,智能交通问题显得异常重要,目前,主要研究领域包括高效舒适的汽车电子控制、尾气低排放的控制、交通系统的管理等。
  在全球资源日益紧张的状态下,节约能源、降耗减排、绿色环保已经成为自动化技术未来发展的重要方向。机器人与智能机器人是典型的自动化应用,国际上对于智能机器人的研究方兴未艾。由于无人机在实战中的成功运用,各国兴起了无人机和空中机器人的研发热潮。
  近期,传感器网络也正在成为国内外研究的热点之一。智能空间技术把控制、传感、通信、计算融为一体,其关键技术就包括传感器网络、机器人技术等,它也是未来自动化领域的主要研究方向之一。
  随着物流产业的逐渐形成,物流自动化正在日益成为工业自动化领域新的发展方向之一。
  换言之,自动化的应用正从传统过程控制领域向其他领域扩展! 
  记者:我国工控和自动化市场日益发展和成熟,未来三到五年内自动化行业的工作重点和发展方向是什么? 
  孙柏林:概括起来就是正在向"需求牵引,技术推动"的方向发展前进! 
  在"需求牵引"方面,要抓住"十一五"我国自动化技术发展的机遇,首先必须详细了解国家与市场的需求。那么国家与市场究竟有什么需求呢?《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》、《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》等文件里面就有明确的需求;再就是要紧跟国家建设可持续发展战略(资源节约型、环境保护型与和谐型社会等)的政策走向,在"循环经济"、"绿色经济"、"低碳经济"、"节能降耗"与"安全生产"等领域寻求新的发展机遇。
  当前,面对世界金融危机的现实状况,国家相应制定出许多行业的振兴规划,迄今为止,国务院已经通过了钢铁、汽车、电子信息、纺织和装备制造业的调整振兴规划,还将陆续审议通过轻工、船舶、石化、有色金属、电子等产业的规划。这一系列规划既非全面规划,也非战略规划,而是为期3年的调整振兴规划,是通过产业政策的干预,继续调整产业结构、实现产业升级,从而化解内外风险、保持经济平稳较快增长的积极应对之策。其中规划政策与重点,也正是未来三到五年内自动化行业的工作重点和发展方向。
  因此,产业政策不能逆市场而为,政府的振兴规划也不是普度众生的"神仙水",可以搭救所有正在"过冬"的企业。所以,国务院常务会议就说得明明白白:加快行业振兴,必须以自主创新、技术改造、淘汰落后、优化布局为重点,推进结构调整和产业升级,巩固和加强对就业和惠农的支撑地位,推进我国工业由大到强的转变。
  对于产业政策,通常关注的焦点集中在减税减费、设立扶持基金等涉及"真金白银"的方面,以退税率提高多少个百分点、有多少企业能"雨露均沾"等评估规划的"利好"程度。提高退税率确实可以让企业减负受益,对于不少在盈亏平衡线上挣扎的企业说更是生死攸关。然而,中国的制造业振兴,不可能完全依靠政府"发钞票"来实现,更重要的还是体制创新,扫除产业升级的障碍。比如,据中国钢协统计,钢铁行业的落后产能约占四成,主要来自设备落后、耗能高、污染高的小钢厂。他们因此建议:政府应出台企业跨区域、跨所有制重组的政策,以破除长期以来钢铁行业重组的体制性障碍。因此,工业自动化企业在提升传统企业生产效能方面也应当做为一个重点发展方向。
  在技术推动方面,未来控制理论与技术将朝着下列几个方向发展: 
  具有符号和连续动力学系统的控制;分布、异步和网络环境中的控制;高层次的协调与自主;控制算法的自动综合,而且具有集成验证与确认;利用不可靠的部件建立可靠的系统。另外,就是萃智理论在控制理论与技术中的推广应用。
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