2021年以来，中国新能源汽车产销增长接连打破历史记录，增长速度远超预期。2020年发布的《节能与新能源汽车技术路线2.0》、《新能源汽车产业发展规划》，将2025年的新能源汽车销量占比定在20%，现在来看，这个占比确实是保守了。

　　新能源市场起来之后，摆在我们面前的问题也不容乐观，疫情的影响以及国内部分原材料资源的缺乏，导致芯片短缺，芯片核心技术、生产能力不足，也为电机控制器的供应安全带来隐患。中国的产业链能否安全稳定的支撑起这个需求？其中所需要的供应链，能否跟得上，同时保证质和量？

　　新能源车产业链逐渐成熟，受益于新能源汽车的持续增长，动力电池行业的确定性再次加强。作为新能源汽车的“心脏”，动力电池占整车成本的30%至40%，在动力电池领域的激烈竞争中，谁率先突破技术瓶颈，谁将抢占下半场的制高点。

　　好在中国新能源汽车的先发优势，为中国电池企业的发展赢得了宝贵的时间。从规模上看，中国动力电池的产能布局全球领先，远超日韩欧美国家。中国产能占据全球一半以上，规模优势明显。

　　但是上游原材料价格不断上涨，叠加“双碳”要求，无论是动力电池厂商还是整车企业均在承压。虽然存在压力，但依然阻止不了我国动力电池装车量上涨。

　　根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的最新数据显示，9月我国动力电池装车量为15.7GWh，同比上升138.6%。今年1-9月，我国动力电池装车量累计92.0GWh，同比累计上升169.1%。其中三元电池装车量累计47.1GWh，占总装车量51.2%，同比累计上升99.5%；磷酸铁锂电池装车量累计44.8GWh，占总装车量48.7%，同比累计上升332.0%。

　　数据上看呈现出大幅增长的趋势，也正是因为动力电池装车量快速增长，成为带动原材料需求上涨的因素之一。从去年下半年起，在中国下游景气度提升、美国通胀预期增加等多因素影响下，电池原材料包括磷酸铁锂、三元、电解液等都出现不同程度的价格上涨。PVDF（聚偏氟乙烯）等辅材，目前价格较年初上涨均已达到或超过一倍以上。此外，PVDF（聚偏氟乙烯）等辅材，目前价格较年初上涨均已达到或超过一倍以上。再加上疫情的影响下，市场生产和需求出现了不正常的波动，目前产业链供应短缺正在影响着整个汽车产业。

　　众所周知，我国是电池原材料资源相对贫乏的国家。碳酸锂品位相对较差，开采难度大；钴和镍资源相对缺乏，严重依赖进口。2019年，国内利用自身锂资源加工的基础锂盐近6.5万吨，其余基本依赖进口。2020年原料自供率仅32%，而世界级锂资源主要集中在南美洲和澳大利亚。

　　那么，原材料价格上涨有多严重呢？今年七月份的时候，锂辉石精矿价格创下历史新高，Pilbara在首次锂精矿拍卖，竞价从700美元/吨飙到1250美元/吨；第二次拍卖的时候，更是拍出2240了美元/吨的天价，远超市场预期。

　　电池材料的暴涨导致下游不少中小电池企业遭遇成本上的上升，与此同时，车企将主要订单聚集在头部电池厂商中，导致本就不堪成本重负的中小电池厂商无法通过规模化降低成本，而头部电池厂商一时又无法消化所有订单，导致电池供应不上。

　　市场研究公司SNE Research预测，到2023年，新能源车的动力电池需求预计将达到406GWh，供应预计为335GWh，缺口约为18%；到2025年，供应缺口将达到40%左右。巨大的市场缺口，吸引动力电池企业以及新能源汽车企业积极扩充产能，争夺更多的市场份额。毋庸置疑，动力电池将是未来五年具备高增长、高景气的核心赛道。

　　面对原材料价格的疯狂上涨，如何保障相关原材料供应充足和价格稳定，将是决定中国新能源汽车产业持续健康发展，能源转型顺利推进的关键。当然，中国电池企业肯定不会坐以待毙。

　　比如说宁德时代，作为国内电池车企的一哥，今年10月份宜昌市政府和宜昌高新区管委会及宜化集团，签订了在宜投资约320亿建设电池材料产业园的合作协议。项目主要建设具备废旧电池材料回收、磷酸铁锂、钴酸锂及三元正极材料、磷酸等集约化、规模化的生产基地，整合“磷矿—原料—前驱体—正极材料—电池回收”等多环节业务。

　　除此之外，宁德时代还与国家能源集团、中铝集团、中国华电等展开紧密合作。在各环节，宁德时代普遍具有多个供应商选择，不对任何单一供应商过度依赖，通过多样化策略提高宁德时代议价能力和抗风险能力。

　　无独有偶，国内另一大电池车企国轩高科也在极力推动供应链企业配合自身的产能扩张部署上游材料。今年8月，国轩高科也与宜春市政府达成合作，其将在宜丰、奉新两地投资建设碳酸锂项目，项目达产后，预计年产碳酸锂10万吨，并将于今年内投产。同时，国轩高科还与江特电机达成合作，江特电机将每月向国轩高科供应约500吨电池级碳酸锂。今年7月，国轩高科还宣布其全资子公司将在安徽合肥庐江高新区建设年产20万吨高端正极材料生产基地，计划今年10月开工，2025年投产。

　　作为最早涉足上游布局的国内电池企业，国轩高科先后布局了前驱体、正极、负极、铜箔、隔膜、电解液等上游原材料及电池循环回收，形成较为完整的四大材料及电池循环生态体系，并逐步建立“材料端-电池端-产品端”的全产业链的垂直布局。

　　2021年上半年，国轩高科实现营收35.5亿元，同比上升46.63%，归母净利润4817万元，同比上升33.3%。业绩稳健增长的同时，国轩高科上半年最为抢眼是其重点加大了在锂矿、正负极、回收等产业链的投入布局，前瞻性进行战略供应链的卡位部署。

　　此外，中航锂电与大族激光达成合作，这是继6月与盛屯、天赐、恩捷等来自上游矿场、材料和设备等领域的16家龙头企业签署合作协议后，中航锂电的又一新动作。而亿纬锂能则与铜陵华创成立了合资公司，后者将向亿纬锂能提供锂电铜箔。分别与多氟多（六氟磷酸锂行业龙头）以及天际股份两家原材料企业签订了供货协议，前者合同金额为27.46亿元、后者为48.03亿元，订单总额达到了75.49亿元。

　　至此，国内多家动力电池企业纷纷在原材料上布局，以保证电池原材料端的成本稳定。

　　对比动力电池，电机电控在业内的关注度相对较低，这是因为电池还是电动汽车上最容易坏的零部件，电机电控则相对好些。

　　就整个行业来说，中国的电机电控还是停留在满足基本需求的程度，质量也是参差不齐。主要是因为许多企业是看好新能源汽车产业发展前景，做电机电控是为了占位，并未深入考虑如何做好产品，这就导致了企业间竞争不靠技术和质量，而主要采用价格战，导致行业内企业很难做大做强，目前不少电机和电力电子的企业都是赔钱买卖。

　　中国做不出优秀的电机电控，主要原因一方面是技术，哪一方面就是原材料太依赖进口。包括轴承、硅钢片、控制器中功率芯片、稀土、永磁体等。

　　虽然中国是无可置疑的超级轴承大国。早在2014年，中国轴承产量已经达到196亿套，居于世界第三位。但是，中国的轴承和其他机械产品一样，在尖端产品、可靠性、寿命等方面，与西方发达国家有着相当大的差距。以高速轴承来说，国内主机厂生产的动车组所用的轴箱，轴承品牌都来自欧洲、日本，中国自己生产的真空脱气轴承钢，无论质量稳定性还是疲劳寿命，都与国外高品质真空脱气钢存在一定差距。

　　中国的轴承行业和很多工业部门一样，产能庞大、技术水平中等，少数核心领域突破了西方封锁，高速轴承依然不满足行业发展要求，国产品牌中基本做不出12000转以上的电机轴承。大型的车企和电机供应商，基本都会采用进口轴承，主要采购子三大轴承企业SKF、舍弗勒，以及NSK。

　　此外，中国的硅钢片虽然能够自给自足，但是高强度高性能硅钢片也相对落后，距离日本和法国还有一定差距。

　　在测试装备、动态台架等方面，中国仍然没有过硬产品。1万转以内动态测功机做得也不够好，尤其2万转以上的测试装备，只能全部依靠进口。在制造设备方面，无论是扁线下线还是圆线下线设备，做得好的主要集中在日本、美国、德国、意大利等的企业。

　　在电机控制方面，最大的问题就在于芯片的缺乏。近年来国产的功率芯片IGBT有些进步，但高端产品暂时还用不了，由于IGBT模块集成度高，存在较高的进入壁垒，目前全球IGBT市场主要被欧洲和日本企业垄断，IGBT国产化率不足10%。

　　而控制芯片，尤其是车规级主控芯片（MCU）领域，英飞凌、瑞萨、恩智浦、ST为头部企业，均具有覆盖不同应用和功能的完整MCU产品线，近年加快了并购步伐，市场进一步集中，CR5占据全球约80%的市场份额。国内份额与国外企业差距较大，市占率基本为0。

　　耐电晕的漆包线和绕包线以及耐电晕漆包线漆，是近几年来机电行业和电磁线行业十分关注的一个热点。因为电机经常坏的原因除了轴承以外，就是绝缘系统，但是耐电晕绝缘材料是绝缘系统的重要组成部分，而耐电晕绝缘的原材料基本在欧美国家，这导致了如果电机电控中绝缘系统出现问题，这方面的原材料就非常依赖进口。例如，漆包线表面包覆的耐电晕绝缘漆膜的原材料主要来自国外，尤以美国杜邦为主。

　　此外，软件平台包括电机的设计和控制器的仿真软件以及芯片操作系统软件，中国都需要依赖国外，国外在这一方面的技术是永远领先国内的。

　　当然，中国在其他方面也有一定的优势，比如稀土永磁体市场占有率。中国是世界稀土资源储量大国，不但储量丰富，且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位高及矿点分布合理等优势， 为电机工业的发展奠定了坚实的基础。随着原材料持续涨价，稀土成本占比有所提升，占比趋近30%。

　　目前，中国现在已经成为世界上最大的稀土资源生产国、应用国和出口国。丰富稀土资源，使得中国的永磁体产业领先全球，数据显示，中国永磁体占据全球市场85%左右的份额。同时，中国还在研发新的稀土过渡金属系和稀土铁氮系永磁合金材料技术，有可能已经成为我们新一代中国稀土永磁合金。

　　伴随着中国稀土永磁体的快速发展，全球稀土永磁产业保持快速增长态势，中国公司在稀土永磁领域的长时间深耕，也积累了丰富的经验，拥有强大的技术优势。

　　中国有着全球最大的新能源汽车产业链，目前能做到初步的自主供已实属不易，虽然在很多方面依然依赖国外先进的技术，不过加大基础科学和工程应用的研究，就有可能突破长时间积累起来的技术壁垒，促使新能源产业往更好的方向发展。

宽度学习能否成为引领人工智能发展的下一个热点？

摘要：CNCC2021“宽度学习能否成为引领人工智能发展的下一个热点？”技术论坛将于2021年10月29日在深圳国际会展中心CC201A召开。本次论坛将邀请相关专家和优秀青年教师，讨论宽度学习在各类智能算法和产业创新中承担角色和未来趋势，如何扬长避短更好推动人工智能发展。

CNCC2021将汇聚国内外顶级专业力量、专家资源，为逾万名参会者呈上一场精彩宏大的专业盛宴。别缺席，等你来，欢迎参会报名！

随着人工智能的蓬勃发展，深度学习网络取得了斐然的成绩。但由于深层网络结构的复杂性及超参数的数量巨大，深层学习网络存在训练时间过多的瓶颈问题。此外，为了追求精度，深度模型需要持续增加层数及参数，为网络结构分析与训练带来了巨大挑战。因此，如何在保证效果的前提下极大地缩短神经网络系统的训练时间已成人工智能时代的研究热点。宽度学习网络及其相关成果在世界上引起了学术界积极正面的回响。那么，宽度学习是否会在层出不穷的信息化网络工具竞争中脱颖而出，成为人工智能的未来担当？本次论坛，我们将邀请相关专家和优秀青年教师，讨论宽度学习在各类智能算法和产业创新中承担角色和未来趋势，如何扬长避短更好推动人工智能发展。此次活动由新华三集团提供赞助。

个人简介：张通博士，现任华南理工大学计算机科学与工程学院教授（先上岗），博士生导师，院长助理。中国自动化学会青年工作委员会副秘书长。中国医学救援协会神经生物反馈治疗与干预分会副秘书长，广东省计算智能与网络空间信息重点实验室副主任。曾获广东省科技进步一等奖；第十届“吴文俊人工智能优秀青年奖”；IEEE SMC学会Franklin V. Taylor最佳论文奖；广东省杰出青年基金获得者；2020年全国互联网+大赛总决赛中指导学生团队获国家金奖2项。 主要从事人工智能，情感计算和小样本学习等算法及相关应用研究，发表学术文章50余篇。担任IEEE Transactions on Computational Social Systems的期刊副编。对于情感智能算法与应用研究领域，主持国家自然科学基金青年、面上项目和重点项目课题4项，科技部“变革性技术关键科学问题”重点专项子课题1项。

个人简介：王昌栋，中山大学计算机学院副教授，博士生导师。2013年获得中山大学工学博士学位。2011年曾获首届广州市菁英计划公派留学项目资助，作为联合培养博士生，于2011年12月至2012年11月在美国伊利诺大学-芝加哥校区留学。他的研究方向包括数据聚类、社交网络、推荐系统、医学数据处理。他一共发表了100余篇学术论文，包括IEEE A、B类会议论文30余篇。主持了包括广东省自然科学基金-杰出青年基金、国家重点研发计划项目-子课题、国家自然科学基金-面上项目、国家自然科学基金-青年基金、CCF-腾讯犀牛鸟科研基金等13个项目。他的ICDM2010论文荣获最佳论文提名奖；他曾获2012年微软亚洲研究院学者奖提名，2015年中国人工智能学会优秀博士学位论文奖，2017年广东特支计划“科技创新青年拔尖人才”，2018年度广东省自然科学奖一等奖、2020年度广东省自然科学奖二等奖。他是人工智能权威期刊Journal Co-chair）。他是中国人工智能学会-模式识别专业委员会委员，中国计算机学会-数据库专业委员会委员，中国计算机学会-计算机视觉专业委员会委员，CCF广州分部副主席（1.3），CCF-YOCSEF广州主席（），CCF广州分部学生分会指导主任（3.4），CCF学生分会工作组组长（2.4）。

陈俊龙，华南理工大学计算机科学与工程学院 院长

个人简介：陈俊龙 （C. L. Philip Chen），欧洲科学院院士、欧洲科学与艺术院院士、IEEE/AAAS/IAPR/CAA Fellow。陈教授是华南理工大学计算机学院院长、讲座教授、澳门大学讲座教授及科技学院前院长、中国自动化学会副理事长、科睿维安全球高被引科学家，美国工学技术教育认证会评审委员、IEEE Transactions on Networks and Learning Systems年度期刊最佳年度论文奖。陈教授的科研支持及成果包括科技部重点研发项目（首席）、国家基金委重点项目在人工智能方向的科研、以及多项广东省、广州市、澳门科技基金委的资助。澳门大学工程学科及计算机工程获国际《华盛顿协议》、《首尔协议认证》，是他对澳门工程教育的至高贡献。

报告题目：动态结构的神经网络：构建叠层宽度神经网络成深度模型

报告摘要：深层的网络结构能够使网络具有强大的学习能力，然而传统的深度结构网络参数量大，网络复杂性高，大多数深度网络的训练方式也是基于反向传播的梯度下降法或随机梯度下降法，往往存在着训练消耗时间长、容易陷入局部最优解等问题；宽度学习系统 (Broad Learning Systems， BLS) 是一种浅层的具有增量学习能力的神经网络，具有快速、高效的优点，然而其浅层结构也限制了网络的特征表达能力。为了解决上述问题，本汇报提出了一种具有动态结构的神经网络：构建叠层宽度神经网络成深度模型。该模型保留了宽度学习系统高效、快速的优点，同时通过残差连接将多个宽度学习系统模块叠加起来，增加网络的深度，提高网络的学习能力。叠层宽度神经网络（Stacked BLS）的“动态”体现在宽度和深度两个方面。宽度方向的增量学习体现在宽度学习系统模块内部的神经元：在每一个宽度学习系统模块内部，当新增加特征节点、增强节点或输入数据时，只需要学习新增加部分的权重即可；深度方向的增量学习体现在宽度学习系统模块之间：在宽度学习系统模块之，当叠加新的宽度学习系统模块时，下层模块的参数可以固定不变，只需要计算新叠加的宽度学习系统模块的网络参数即可。这两种增量学习的方式使得模型的计算量较少，网络复杂性较低，使用过程中可以很方便的增加网络的宽度和深度，并实现快速、高效的训练，能够针对不同任务进行适应性的调整，提高模型的泛化能力。叠层宽度神经网络在多个数据集上展现了优越性，在多个图像数据库的测试，均优于现有的很多图像分类方法，同时相较于深度神经网络方法，动态结构的神经网络大幅减少了网络计算时所需要的参数数量。

黄德双，同济大学电子与信息工程学院 教授

个人简介：黄德双，博士，教授，现为同济大学电子与信息工程学院博士生导师，IEEE Fellow，国际模式识别学会(IAPR) Fellow，2000年度中科院“百人计划”入选者，中国计算机学会生物信息学专业委员会副主任委员。长期从事神经网络、模式识别与生物信息学方面的研究，在国内外等学术期刊上发表了超过230篇SCI论文, H因子73；曾荣获教育部和安徽省自然科学一等奖各1项、人工智能学会科技进步一等奖奖1项；担任国家科技创新 2030—新一代人工智能重大项目“面向复杂数据处理的新型神经网络模型研究”项目首席专家；担任期刊IEEE/ACM Transactions on Computational Biology & Bioinformatics等杂志编委。

赵冬斌，中国科学院自动化研究所研究员

个人简介：赵冬斌博士，中国科学院自动化研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，IEEE Fellow。任IEEE计算智能学会杰出讲座计划主席，《IEEE神经网络与学习系统汇刊》、《IEEE控制论汇刊》、《IEEE人工智能汇刊》等多个国际期刊编委。组织了多次国际会议，包括IJCNN2019程序委员会主席等。发表论文300余篇，包括《IEEE认知与发育系统汇刊》2020年度唯一优秀论文奖等多篇。团队获2020年Robomaster全球人工智能挑战赛一等奖等多项。目前研究方向包括深度强化学习、智能博弈/游戏、自动机器学习、智能驾驶/交通、移动机器人等。

报告题目：宽度神经架构搜索

报告摘要：宽度学习系统利用较浅的宽度拓扑结构取得了与深度神经网络类似甚至更高的性能。另一方面，面向深度神经网络结构设计的神经架构搜索可以自动构建出优化的深度神经网络结构。将二者优点结合，本报告介绍团队首次提出的宽度神经架构搜索方法。首先介绍所提出的宽度神经架构搜索空间——宽度卷积神经网络，此基础上构建了三种高效的宽度神经架构搜索方法，给出了CIFAR-10和ImageNet数据集的验证结果，实现了在提升神经架构搜索效率的同时兼顾所得模型的性能。

王熙照，深圳大学计算机与软件学院 教授

Cybernetics主编。中国人工智能学会(CAAI)常务理事、CAAI知识工程专委会主任委员。深圳市海外高层次人才，曾获省部级自然科学一等奖和吴文俊人工智能自然科学一等奖。主要研究兴趣包括不确定性建模和面向大数据的机器学习，在该领域发表学术论文多篇；著有《基于不确定性的决策树归纳》和《Learning with Uncertainty》等著作；主持完成国家自然科学基金等项目多项；累计完成指导博士/硕士学位研究生200多名；曾担任多个国际/国内学术会议的大会或程序主席。

报告题目：深度学习中的不确定性建模与分析

报告摘要：不确定性建模与分析是一个古老的话题，但将其用于深度学习中是近几年才刚开始的。报告聚焦于近年来流行的深度学习技术，讨论了学习过程中的数据、模型、预测等不确定性建模问题，分析了不确定性表示与泛化性能之间的关系，指出量化的不确定性可通过优化模型参数或改进损失函数来调整，该调整可显著提升对抗鲁棒性和学习性能。

赵春晖，浙江大学控制学院 教授、浙江大学工业技术转化研究院副院长

个人简介：赵春晖，国家杰青，浙江大学控制学院教授、浙江大学工业技术转化研究院副院长。主要研究工业数据解析与应用，涉及化工、能源以及医疗领域等。已发表国际知名期刊SCI论文140余篇。出版学术专著2本，授权发明专利50余项。近年已主持10余项科研项目，包括国家自科基金杰青、优青、重点、国家重点研发课题以及省重点研发、重大企业合作课题等。先后获得省部级多项奖励。曾获国家杰青（2021）、优青（2014）、全国百篇优博提名、教育部新世纪优秀人才、自动化学会首届青年女科学家奖等。担任IFAC期刊Journal

报告题目：宽度学习方法及实际应用思考与浅析

Chen）于2017年首次提出，源于其1993年对扁平化神经网络的研究，作为一种不依赖深度结构的神经网络结构，具备了优秀的运算速度和简洁的结构。最近几年，我们课题组基于宽度学习系统做了一些工作，包括理论算法及其在工业中的应用。这里我们将简要介绍我们课题组对宽度学习的几方面的认知思考，具体包括，对于宽度学习的增量能力的研究，以及在实际应用中的探索。

CNCC2021将于10月28-30日在深圳举行，今年大会主题是“计算赋能加速数字化转型”。CNCC是计算领域学术界、产业界、教育界的年度盛会，宏观探讨技术发展趋势，今年预计参会人数将达到万人。每年特邀报告的座上嘉宾汇聚了院士、图领奖得主、国内外名校学者、名企领军人物、各领域极具影响力的业内专家，豪华的嘉宾阵容凸显着CNCC的顶级行业水准及业内影响力。

Gil教授，陈维江、冯登国、郭光灿、孙凝晖、王怀民等多位院士，及众多深具业内影响力的专家。今年的技术论坛多达111个，无论从数量、质量还是覆盖，都开创了历史之最，将为参会者带来学术、技术、产业、教育、科普等方面的全方位体验。大会期间还将首次举办“会员之夜”大型主题狂欢活动，让参会者畅快交流。

CNCC2021将汇聚国内外顶级专业力量、专家资源，为逾万名参会者呈上一场精彩宏大的专业盛宴。别缺席，等你来，欢迎参会报名！

　　大家可以看看我的电脑桌面截屏，其实安装的软件无非就是集中，一个是我们做电气的原理图设计软件，比如说eplan，cad，另一个就是我们所使用的编程软件，比如STEP 7-croWIN SMART，博途、台达WPLSoft 2.47，在一个就是我们的人机界面，有使用触摸屏的，有使用工控电脑的，比如组态王、比如力控，我觉得对于做工控行业的，无非就是这三种软件居多。

　　我就说下我使用的这些软件吧。

　　对于CAD，无论是机械专业，还是电气专业，建筑专业，对于CAD软件可能都很熟悉，我有一个做建筑的朋友，老大哥了，他之前做建筑的时候，说还是用画板画图呢，后来，推出了CAD软件，刚开始还是敲代码，后来就慢慢的变成windows窗口了。

　　CAD很使用，也是做工业必备的软件，无论是设计，安装，维修，最好都是能会使用。

　　EPLAN是电气专业，专用的画图软件，对于这个软件，我个人觉得上手比较快，而且里面直接就集成了很多的设备符号，比如，，等等，差不多都包括了，而且EPLAN还能够直接在软件里面将符号与设备进行关联，直接在部件库里面将选择的设备型号进行关联，直接在软件里面就完成了设备的工作。

　　对于做电气的，可能PLC是不可缺少的一个电气设备，所以变成软件也是必备，我学习使用的是的PLC，以前使用的是200系列，现在使用的是200SMART系列的，它俩编程方式啥的，都差不多，只是SMART是200的升级款。

　　4、组态软件/触摸屏

　　人机界面是用来设备与人进行信息传递的设备，往往我们会选择工控电脑加装组态软件，或者是直接采用一块工业触摸屏。这两者原理差不多，都是需要组态变成，然后将设备工艺转化为工艺流程图，增设需要观察或者控制的参数信息。

　　工业软件有很多种，要是都想学会，其实也不容易，能够自己工作就可以了。

　　工控自动化行业前景

　　工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。

　　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已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

　　一、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流

　　众所周知，从20世纪60年代开始，西方国家就依靠技术进步（即新设备、新工艺以及计算机应用）开始对传统工业进行改造，使工业得到飞速发展。20世纪末世界上最大的变化就是全球市场的形成。全球市场导致竞争空前激烈，促使企业必须加快新产品投放市场时间（metoMarket）、改善质量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服务体系（Service），这就是企业的T.Q.C.S.。虽然计算机集成制造系统（CIMS）结合信息集成和系统集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企业实现“在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便作出正确的决策”，即“五个正确”。然而这种自动化需要投入大量的资金，是一种高投资、高效益同时是高风险的发展模式，很难为大多数中小企业所采用。在我国，中小型企业以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。

　　工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。

　　传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。

　　20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机（简称工业PC）的发展，以工业PC、装置、装置、控制网络组成的PC-based的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。我国重庆钢铁这样的大企业的几乎全部大型加热炉，也拆除了原来DCS或单回路数字式调节器，而改用工业PC来组成控制系统，并采用模糊控制算法，获得了良好效果。

　　由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样可靠，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。

　　由于可编程控制器（PLC）受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。事实上，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。

　　近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类型：IPC工控机和CompactPCI工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是CompactPCI-based工控机，而IPC将占据管理自动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统，在3（5年内，占领30%（50%的国内市场，并实现产业化。

　　几年前，当“软PLC”出现时，业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而，时至今日工业PC并没有代替PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因；另一个是软件操作系统WindowsNT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点：一是所有工作要由一个平台上的软件完成；二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融合的迹象已经出现。

　　和PLC一样，工业PC市场在过去的两年里保持平稳。与PLC相比，工业PC软件很便宜。据Frost&Sullivan公司估计，全世界每年7亿美元工业PC市场里，大约8500万美元为控制软件，一亿美元为操作系统。到2007年会翻一番，工业PC市场变得非常可观。

　　二、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展

　　长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。

　　目前，全世界PLC生产厂家约200家，生产300多种产品。国内PLC市场仍以国外产品为主，如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的产品。经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，可以说PLC在我国尚未形成制造产业化。在PLC应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广。专家估计，2000年PLC的国内市场销量为15（20万套（其中进口占90%左右），约25（35亿元人民币，年增长率约为12%。预计到2005年全国PLC需求量将达到25万套左右，约35（45亿元人民币。

　　PLC市场也反映了全世界制造业的状况，2000后大幅度下滑。但是，按照AutomaonResearchCorp的预测，尽管全球经济下滑，PLC市场将会复苏，估计全球PLC市场在2000年为76亿美元，到2005年底将回到76亿美元，并继续略微增长。

　　微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。

　　在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC（小于32I/O）已经出现，价格只有几百欧元。随着软PLC（SoftPLC）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。

　　当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。 集散控制系统DCS（DistribudControlSystem）问世于1975年，生产厂家主要集中在美、日、德等国。我国从70年代中后期起，首先由大型进口设备成套中引入国外的DCS，首批有化纤、乙烯、化肥等进口项目。当时，我国主要行业（如电力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部进口。80年代初期在引进、消化和吸收的同时，开始了研制国产化DCS的技术攻关。

　　近10年，特别是“九五”以来，我国DCS系统研发和生产发展很快，崛起了一批优秀企业，如北京和利时公司、上海新华公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天测控公司、电科院以及北京康拓集团等。这批企业研制生产的DCS系统，不仅品种数量大幅度增加，而且产品技术水平已经达到或接近国际先进水平。在2001年全国应用的4426套DCS系统中，国产DCS系统为1486套，占35%。短短几年，国外DCS系统在我国一统天下的局面从此不再出现。这些专业化公司不仅占据了一定的市场份额，积累了发展的资本和技术，同时使得国外引进的DCS系统价格也大幅度下降，为我国自动化推广事业做出了贡献。与此同时，国产DCS系统的出口也在逐年增长。

　　虽然国产DCS的发展取得了长足进步，但国外DCS产品在国内市场中占有率还较高，其中主要是Honeywell和横河公司的产品。我国DCS的市场年增长率约为20%，年市场额约为30（35亿元。由于近5年内DCS在石化行业大型自控装置中没有可替代产品，所以其市场增长率不会下降。据统计，到2005年，我国石化行业有1000多套装置需要应用DCS控制；电力系统每年新装1000多万千瓦机组，需要DCS实现监控；不少企业已使用DCS近15（20年，需要更新和改造。所以，今后5年内DCS作为自动化仪表行业主要产品的地位不会动摇。

　　根据中国仪器仪表行业协会公布的调查数据显示，2002年我国DCS市场状况如下：

　　小型化、多样化、PC化和开放性是未来DCS发展的主要方向。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、工业PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先与这三种系统融合，而且“软DCS”技术将首先在小型DCS中得到发展。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制，各DCS也将纷纷推出基于工业PC的小型DCS系统。开放性的DCS系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向测控管一体化方向发展。

　　四、控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展

　　FCS可以将D控制彻底分散到现场设备（FieldDevice）中。基于现场总线的FCS又是全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动化系统，它将取代现场一对一的4（20mA模拟，给传统的工业自动化控制系统体系结构带来革命性的变化。

　　根据IEC61158的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信号的、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作组于1984年开始致力于推出世界上单一的现场总线标准工作，走过了16年的艰难历程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的标准制定就陷于混乱。2000年初公布的IEC61158现场总线国际标准子集有八种，分别为：

　　类型1IEC技术报告（FFH1）；

　　类型6Swift-Net（美国波音公司支持）；

　　目前在各种现场总线的竞争中，以Ethernet为代表的COTS（Commercial-Off-The-Shelf）通信技术正成为现场总线发展中新的亮点。其关注的焦点主要集中在两个方面：

　　（1）能否出现全世界统一的现场总线标准；

　　（2）现场总线系统能否全面取代现时风靡世界的DCS系统。

　　采用现场总线技术构造低成本的现场总线控制系统，促进现场仪表的智能化、控制功能分散化、控制系统开放化，符合工业控制系统的技术发展趋势。国家在“九五”期间为了加快现场总线技术在我国的发展，重点放在智能化仪表和现场总线技术的开发和工程化上，补充和完善工艺设备、开发装置和装置，建立智能化仪表和开发自动化系统的生产基地，形成适度规模经济。2000年，“九五”国家科技攻关计划“新一代全分布式控制系统研究与开发”和“现场总线智能仪表研究开发”两个项目相继完成。

　　这两个项目以及先期完成的“现场总线控制系统的开发”项目，针对国际上已经出现的多种现场总线协议并存的局面，重点选择了HART协议和FF协议现场总线技术攻关。

　　总之，计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，将朝着现场总线控制系统（FCS）的方向发展。虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，但FCS发展还有很多工作要做，如统一标准、仪表智能化等。另外，传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个较长的过程，同时DCS本身也在不断的发展与完善。可以肯定的是，结合DCS、工业以太网、先进控制等新技术的FCS将具有强大的生命力。工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。

　　仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展经过五十年的发展，我国仪器仪表工业已有相当基础，初步形成了门类比较齐全的生产、科研、营销体系。现有各类仪器仪表企业6000余家，年销售额约1000亿元，成为亚洲除日本之外第二大仪器仪表生产国。据海关统计，除去随成套工程项目配套引进的仪器仪表不计，去年进口各类仪器仪表近60亿美元，约占我国仪器仪表工业总产值的50%。但目前我国仪器仪表行业产品大多属于中低档水平，随着国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流，差距还将进一步加大。目前，我国高档、大型仪器设备大多依赖进口。中档产品以及许多关键零部件，国外产品占有我国市场60%以上的份额，而国产分析仪器占全球市场不到千分之二的份额。

　　2001年3月，第九届全国人大四次会议批准的“十五”计划纲要首次提出“把发展数控机床，仪器仪表和基础零部件放到重要位置，努力提高质量和技术水平”。2001年8月，国家计委把仪器仪表明确列为国民经济重要技术装备，国家经贸委制定并公布的仪器仪表行业“十五”规划，确立了6项高技术产业化项目：

　　1.基于现场总线技术的全开放分散控制系统及智能仪表；

　　3.智能化工业控制部件与执行机构；

　　4.环境与源监测仪器及自动监测系统；

　　5.城市污水处理利用成套工艺设备中的仪表自动化控制系统；

　　6.炼钢转炉煤气净化回转成套装置中的仪表自动化控制系统。

　　根据仪器仪表行业的预测，“十五”期间我国仪器仪表市场大致是：2002年1628亿，2003年1790亿，2004年1969亿，2005年2165亿。五年间，平均年市场容量为1806亿（相当于220亿美元），其中工业自动化仪表和控制系统占41%、科学测试仪器占25%、医疗仪器占17%、其它占17%，平均年增长率将不会低于10%。

　　今后仪器仪表技术的主要发展趋势：仪器仪表向智能化方向发展，产生智能仪器仪表；测控设备的PC化，虚拟仪器技术将迅速发展；仪器仪表网络化，产生网络仪器与远程测控系统。

　　几点建议：开发具有自主知识产权的产品，掌握核心技术；加强仪器仪表行业的系统集成能力；进一步拓展仪器仪表的应用领域。

　　六、数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展

　　从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了51年的历程。近10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝着标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言，当今世界上的数控系统大致可分为4种类型：1.传统数控系统；2.“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统；3.“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统；4.SOFT型开放式数控系统。

　　我国数控系统的开发与生产，通过“七五”引进、消化、吸收，“八五”攻关和“九五”产业化，取得了很大的进展，基本上掌握了关键技术，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数控产业，也带动了机电控制与传动控制技术的发展。同时，具有中国特色的经济型数控系统经过这些年来的发展，产品的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被认可。

　　国外数控系统技术发展的总体发展趋势是：新一代数控系统向PC化和开放式体系结构方向发展；驱动装置向交流、数字化方向发展；增强通信功能，向网络化发展；数控系统在控制性能上向智能化发展。

　　进入21世纪，人类社会将逐步进入知识经济时代，知识将成为科技和生产发展的资本与动力，而机床工业，作为机器制造业、工业以至整个国民经济发展的装备部门，毫无疑问，其战略性重要地位、受重视程度，也将更加鲜明突出。

　　近年来，我国数控机床一直保持两位数增长。2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元。2002年产值达260亿元，产量居世界第4。但与发达国家相比，我国机床数控化率还不高，目前生产产值数控化率还不到30%；消费值数控化率还不到50%，而发达国家大多在70%左右。由于国产数控机床不能满足市场的需求，高档次的数控机床及配套部件只能靠进口，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。

　　智能化、开放性、网络化、信息化成为未来数控系统和数控机床发展的主要趋势：向高速、高效、高精度、高可靠性方向发展；向、智能化、柔性化、网络化和集成化方向发展；向PC-based化和开放性方向发展；出现新一代数控加工工艺与装备，机械加工向虚拟制造的方向发展；信息技术（IT）与机床的结合，机电一体化先进机床将得到发展；纳米技术将形成新发展潮流，并将有新的突破；节能环保机床将加速发展，占领广大市场。

　　七、工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展

　　自从1977年第一个民用网系统ARCnet投入运行以来，有线局域网以其广泛的适用性和技术价格方面的优势，获得了成功并得到了迅速发展。然而，在工业现场，一些工业环境禁止、限制使用或很难使用电缆，有线局域网很难发挥作用，因此无线局域网技术得到了发展和应用。

　　随着微电子技术的不断发展，无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。

　　无线局域网（WirelessLAN）技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，人们可随时、随地、随意地访问网络资源，是现代系统发展的重要方向。无线局域网可以在不采用网络电缆线的情况下，提供以太网互联功能。在推动网络技术发展的同时，无线局域网也在改变着人们的生活方式。无线网通信协议通常采用IEEE802.3和802.11。802.3用于点对点方式，802.11用于一点对多点方式。无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站（AP）、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现，以无线网卡使用最为普遍。无线局域网的未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其它移动通信系统之间的关系等问题上。

　　在工业自动化领域，有成千上万的，检测器，计算机，PLC，读卡器等设备，需要互相连接形成一个控制网络，通常这些设备提供的通信接口是-232或。无线局域网设备使用隔离型信号转换器，将工业设备的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换，符合无线局域网IEEE802.11b和以太网络IEEE802.3标准，支持标准的TCP/IP网络通信协议，有效的扩展了工业设备的联网通信能力。

　　计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合，产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。

　　八、工业控制软件正向先进控制方向发展

　　自20世纪80年代初期诞生至今，工业控制软件已有20年的发展。工业控制软件作为一种应用软件，是随着PC机的兴起而不断发展的。工业控制软件主要包括人机界面软件（HMI），基于PC的控制软件以及生产管理软件等。目前，我国已开发出一批具有自主知识产权的实时监控软件平台、先进控制软件、过程优化控制软件等成套应用软件，工程化、产品化有了一定突破，打破了国外同类应用软件的垄断格局。通过在化工、石化、造纸等行业的数百个企业（装置）中应用，促进了企业的技术改造，提高了生产过程控制水平和产品质量，为企业创造了明显的经济效益。2000年，“九五”国家科技攻关计划项目“大型骨干石化生产系统控制及计算机应用技术”通过了验收。

　　作为工控软件的一个重要组成部分，国内人机界面组态软件研制方面近几年取得了较大进展，软件和硬件相结合，为企业测、控、管一体化提供了比较完整的解决方案。在此基础上，工业控制软件将从人机界面和基本策略组态向先进控制方向发展。

　　先进过程控制APC（vancedProcessControl）目前还没有严格而统一的定义。一般将基于数学模型而又必须用计算机来实现的控制算法，统称为先进过程控制策略。如：自适应控制；预测控制；鲁棒控制；智能控制（专家系统、模糊控制、）等。

　　由于先进控制和优化软件可以创造巨大的经济效益，因此这些软件也身价倍增。国际上已经有几十家公司，推出了上百种先进控制和优化软件产品，在世界范围内形成了一个强大的流程工业应用软件产业。因此，开发我国具有自主知识产权的先进控制和优化软件，打破外国产品的垄断，替代进口，具有十分重要的意义。

　　在未来，工业控制软件将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。

　　工业信息化是指在工业生产、管理、经营过程中，通过信息基础设施，在集成平台上，实现信息的采集、信息的传输、信息的处理以及信息的综合利用等。在“十五”期间，国家用信息化带动工业化的工作重点有三个方面：一是以信息技术应用为重点，提高传统产业生产过程自动化、控制智能化和管理信息化水平；二是以先进制造技术应用为重点，推进制造业领域的优质高效生产，振兴装备制造业；三是改造提升重点产业的关键技术、共性技术及其相关配套技术水平、工艺和装备水平。国家实施高技术产业化的主要目标有两个：一是发展高技术，形成新兴产业，培育新的增长点；二是利用先进技术改造和优化传统产业，提高经济增长的质量。

　　由于大力发展工业自动化是加快传统产业改造提升、提高企业整体素质、提高国家整体国力、调整工业结构、迅速搞活大中型企业的有效途径和手段，国家将继续通过实施一系列工业过程自动化高技术产业化专项，用信息化带动工业化，推动工业自动化技术的进一步发展，加强技术创新，实现产业化，解决国民经济发展面临的深层问题，进一步提高国民经济整体素质和综合国力，实现跨越式发展。