孫柏林：高端自動(dòng)控制裝備進(jìn)入國(guó)產(chǎn)化時(shí)代

    自動(dòng)化控制系統(tǒng)一直被稱為機(jī)械裝備中最核心的大腦和神經(jīng)，其重要程度不言自明。從上個(gè)世紀(jì)60年代開始，西方國(guó)家依靠技術(shù)進(jìn)步對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造，使工業(yè)獲得了飛躍性發(fā)展。如今，"工業(yè)自動(dòng)化"在中國(guó)也不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的話題。

    "未來幾年，中國(guó)自動(dòng)化行業(yè)將向需求牽引，技術(shù)推動(dòng)的方向發(fā)展"。中國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域的資深專家孫柏林研究員在接受《裝備制造》專訪時(shí)說。

    《裝備制造》：2008年，國(guó)內(nèi)自動(dòng)化行業(yè)的一些事件值得關(guān)注，如在重大工程自動(dòng)化系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化上，國(guó)電智深完全自主研制的EDPF-NT自動(dòng)化控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于河北龍山發(fā)電公司2*600MW機(jī)組，您認(rèn)為對(duì)國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有什么樣的重要意義？

    孫柏林：河北龍山發(fā)電公司2*600MW機(jī)組成功應(yīng)用國(guó)電智深完全自主研制的EDPF-NT自動(dòng)化控制系統(tǒng)工程一事在國(guó)內(nèi)外引起轟動(dòng)。該工程的EDPF-NT自動(dòng)化控制系統(tǒng)首次應(yīng)用于600MW機(jī)組，也是國(guó)內(nèi)首臺(tái)（套）國(guó)產(chǎn)600MW超臨界機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域打破國(guó)外技術(shù)壟斷的重大突破，特別是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之后，對(duì)于改變我國(guó)重大技術(shù)裝備的"電腦系統(tǒng)"絕對(duì)依賴外國(guó)公司的局面具有重大影響。它標(biāo)志著我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)已達(dá)到國(guó)際一流水平。

    國(guó)家發(fā)改委副主任張國(guó)寶曾說，自動(dòng)化控制系統(tǒng)一直被稱為機(jī)械裝備中最核心的大腦和神經(jīng)，過去我們解決不了這一最重要的高技術(shù)含量的控制技術(shù)問題，所以長(zhǎng)期以來國(guó)內(nèi)電力、石化、化工、鋼鐵等行業(yè)的自控系統(tǒng)大部分都受制于人，而且價(jià)格奇高；由于實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，其價(jià)格則大大降低。如今，不僅國(guó)產(chǎn)化裝備在市場(chǎng)中的份額越來越大，技術(shù)不斷創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)化效果也非常顯著。中國(guó)高端自動(dòng)控制裝備已經(jīng)進(jìn)入到國(guó)產(chǎn)化時(shí)代。

    《裝備制造》：在中國(guó)每個(gè)單件生產(chǎn)成本的下降有可能是采用全集成自動(dòng)化裝配或制造的結(jié)果。中國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)目前處在什么階段？

    孫柏林：我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)、儀器儀表行業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)均已形成。應(yīng)當(dāng)看到，我國(guó)的控制裝置與儀器儀表行業(yè)的綜合水平總體上達(dá)到國(guó)際八十年代水平。30%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，達(dá)到國(guó)際八十年代末期水平；約15%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了智能化，達(dá)到國(guó)際九十年代水平。但是，高檔產(chǎn)品仍然主要被國(guó)外產(chǎn)品占領(lǐng)，特別是大型精密測(cè)控儀器、大型工程項(xiàng)目中的核心控制系統(tǒng)和技術(shù)基本依賴進(jìn)口，部分產(chǎn)品市場(chǎng)甚至被國(guó)外產(chǎn)品壟斷。

    產(chǎn)品的門類比較齊全，有一定行業(yè)基礎(chǔ)，在發(fā)展中國(guó)家居領(lǐng)先地位，但與發(fā)達(dá)國(guó)家差距仍然明顯。行業(yè)總體上是呈向上發(fā)展態(tài)勢(shì)。

    《裝備制造》：我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和國(guó)際自動(dòng)化行業(yè)相比存在很大差距，主要表現(xiàn)在哪些方面？

    孫柏林：這個(gè)差距主要表現(xiàn)在：

    行業(yè)的結(jié)構(gòu)性矛盾比較突出：我國(guó)在工業(yè)控制領(lǐng)域中，中小工業(yè)控制企業(yè)依然占有企業(yè)總數(shù)的95%以上，低端產(chǎn)品仍然占主體地位，高端產(chǎn)品依然是"鳳毛麟角"；

    政策環(huán)境制約和科技創(chuàng)新能力相對(duì)低下：高功耗、高溫室氣體散發(fā)的產(chǎn)品與技術(shù)較多，"節(jié)能降耗"產(chǎn)品較少；

    行業(yè)中新產(chǎn)品、新技術(shù)開發(fā)能力不足，產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性差的問題依然突出；

    在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定方面，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)行業(yè)和國(guó)際自動(dòng)化行業(yè)相比也仍然存在較大的差距；

    在培養(yǎng)高素質(zhì)人才方面，國(guó)際自動(dòng)化行業(yè)的許多知名企業(yè)舍得"人才投資"，并在"本土化"的進(jìn)程中，獲得佳績(jī)；

    一般而言，我國(guó)工控企業(yè)與外國(guó)工控企業(yè)在核心價(jià)值、品牌意識(shí)、文化環(huán)境、營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)、社會(huì)責(zé)任與管理制度等方面，都存在較大差距，特別是我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)行業(yè)在新產(chǎn)品、新系統(tǒng)與新技術(shù)的宣傳工作上，明顯落后于國(guó)際自動(dòng)化行業(yè)。因此，經(jīng)常是"好女愁眉不展，難找心怡婆家"！

    《裝備制造》：機(jī)器人技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化水平的最高表現(xiàn)，中國(guó)機(jī)器人技術(shù)攻克過程中還存在哪些難點(diǎn)問題？

    孫柏林：中國(guó)機(jī)器人技術(shù)根據(jù)中國(guó)實(shí)際情況，在不同領(lǐng)域?qū)χ悄軝C(jī)器人有著許多需求，如：汽車生產(chǎn)線、無人機(jī)、水下機(jī)器人等。20世紀(jì)80年代中期，發(fā)展了涉及人工智能、計(jì)算機(jī)視覺與現(xiàn)代控制理論的高級(jí)智能機(jī)器人。世界發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把智能機(jī)器人成功地應(yīng)用于生產(chǎn)生活里面，而中國(guó)尚未有一臺(tái)智能機(jī)器人問世。

    經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了特種機(jī)器人的跨越式發(fā)展，推進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的系列化及工程應(yīng)用，并成功將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，增強(qiáng)了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。尤其是在視覺技術(shù)和模式識(shí)別研究方面取得了突破進(jìn)展，智能機(jī)器人的發(fā)展也已取得了新的突破。但是，在智能機(jī)器人領(lǐng)域，仍然存在許多前沿性的關(guān)鍵技術(shù)難題，如：多傳感器信息融合、遙控和監(jiān)控、導(dǎo)航與定位、路徑規(guī)劃、機(jī)器人視覺、智能控制、人機(jī)接口等多項(xiàng)技術(shù)方面，仍然存在許多尚未解決的問題，有待進(jìn)一步的研究。

    中國(guó)的機(jī)器人發(fā)展，雖然跟蹤了世界發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，但是，部分技術(shù)并未成熟。我們必須根據(jù)中國(guó)國(guó)情，智能機(jī)器人的發(fā)展必須具有自己的特色，在制造業(yè)、軍事、服務(wù)業(yè)等許多方面都存在大量的需求，我們需要針對(duì)這些需求進(jìn)行深入分析，研制出適合需要的各種特種機(jī)器人投入到實(shí)際應(yīng)用里面去。

    《裝備制造》：從技術(shù)的角度講中國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨哪些新機(jī)遇？

    孫柏林：今天，新技術(shù)革命已經(jīng)把人們帶入到信息社會(huì)，并且進(jìn)一步向"綠色社會(huì)"進(jìn)展，這就同時(shí)為科學(xué)技術(shù)（包括自動(dòng)化技術(shù)等）帶來了巨大的挑戰(zhàn)與發(fā)展機(jī)遇：

    目前，復(fù)雜系統(tǒng)的分析與控制仍然是國(guó)際研究的主流方向，尤其是網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。與之相關(guān)，對(duì)各類智能合作控制策略與技術(shù)的研究，從群體智能到基于代理的智能控制方法，也已成為廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

    智能交通技術(shù)與交通堵塞、能源短缺和環(huán)境污染緊密相關(guān)，因此，智能交通問題顯得異常重要，目前，主要研究領(lǐng)域包括高效舒適的汽車電子控制、尾氣低排放的控制、交通系統(tǒng)的管理等。

    在全球資源日益緊張的狀態(tài)下，節(jié)約能源、降耗減排、綠色環(huán)保已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)未來發(fā)展的重要方向。機(jī)器人與智能機(jī)器人是典型的自動(dòng)化應(yīng)用，國(guó)際上對(duì)于智能機(jī)器人的研究方興未艾。由于無人機(jī)在實(shí)戰(zhàn)中的成功運(yùn)用，各國(guó)興起了無人機(jī)和空中機(jī)器人的研發(fā)熱潮。

    近期，傳感器網(wǎng)絡(luò)也正在成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。智能空間技術(shù)把控制、傳感、通信、計(jì)算融為一體，其關(guān)鍵技術(shù)就包括傳感器網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器人技術(shù)等，它也是未來自動(dòng)化領(lǐng)域的主要研究方向之一。

    隨著物流產(chǎn)業(yè)的逐漸形成，物流自動(dòng)化正在日益成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域新的發(fā)展方向之一。

    換言之，自動(dòng)化的應(yīng)用正從傳統(tǒng)過程控制領(lǐng)域向其他領(lǐng)域擴(kuò)展！

    《裝備制造》：我國(guó)工控和自動(dòng)化市場(chǎng)日益發(fā)展和成熟，未來三到五年內(nèi)自動(dòng)化行業(yè)的工作重點(diǎn)和發(fā)展方向是什么？

    孫柏林：概括起來就是正在向"需求牽引，技術(shù)推動(dòng)"的方向發(fā)展前進(jìn)！

    在"需求牽引"方面，要抓住"十一五"我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇，首先必須詳細(xì)了解國(guó)家與市場(chǎng)的需求。那么國(guó)家與市場(chǎng)究竟有什么需求呢？《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》、《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》等文件里面就有明確的需求；再就是要緊跟國(guó)家建設(shè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略（資源節(jié)約型、環(huán)境保護(hù)型與和諧型社會(huì)等）的政策走向，在"循環(huán)經(jīng)濟(jì)"、"綠色經(jīng)濟(jì)"、"低碳經(jīng)濟(jì)"、"節(jié)能降耗"與"安全生產(chǎn)"等領(lǐng)域?qū)で笮碌陌l(fā)展機(jī)遇。

    當(dāng)前，面對(duì)世界金融危機(jī)的現(xiàn)實(shí)狀況，國(guó)家相應(yīng)制定出許多行業(yè)的振興規(guī)劃，迄今為止，國(guó)務(wù)院已經(jīng)通過了鋼鐵、汽車、電子信息、紡織和裝備制造業(yè)的調(diào)整振興規(guī)劃，還將陸續(xù)審議通過輕工、船舶、石化、有色金屬、電子等產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃。這一系列規(guī)劃既非全面規(guī)劃，也非戰(zhàn)略規(guī)劃，而是為期3年的調(diào)整振興規(guī)劃，是通過產(chǎn)業(yè)政策的干預(yù)，繼續(xù)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，從而化解內(nèi)外風(fēng)險(xiǎn)、保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長(zhǎng)的積極應(yīng)對(duì)之策。其中規(guī)劃政策與重點(diǎn)，也正是未來三到五年內(nèi)自動(dòng)化行業(yè)的工作重點(diǎn)和發(fā)展方向。

    因此，產(chǎn)業(yè)政策不能逆市場(chǎng)而為，政府的振興規(guī)劃也不是普度眾生的"神仙水"，可以搭救所有正在"過冬"的企業(yè)。所以，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議就說得明明白白：加快行業(yè)振興，必須以自主創(chuàng)新、技術(shù)改造、淘汰落后、優(yōu)化布局為重點(diǎn)，推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，鞏固和加強(qiáng)對(duì)就業(yè)和惠農(nóng)的支撐地位，推進(jìn)我國(guó)工業(yè)由大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變。

    對(duì)于產(chǎn)業(yè)政策，通常關(guān)注的焦點(diǎn)集中在減稅減費(fèi)、設(shè)立扶持基金等涉及"真金白銀"的方面，以退稅率提高多少個(gè)百分點(diǎn)、有多少企業(yè)能"雨露均沾"等評(píng)估規(guī)劃的"利好"程度。提高退稅率確實(shí)可以讓企業(yè)減負(fù)受益，對(duì)于不少在盈虧平衡線上掙扎的企業(yè)說更是生死攸關(guān)。然而，中國(guó)的制造業(yè)振興，不可能完全依靠政府"發(fā)鈔票"來實(shí)現(xiàn)，更重要的還是體制創(chuàng)新，掃除產(chǎn)業(yè)升級(jí)的障礙。比如，據(jù)中國(guó)鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)，鋼鐵行業(yè)的落后產(chǎn)能約占四成，主要來自設(shè)備落后、耗能高、污染高的小鋼廠。他們因此建議：政府應(yīng)出臺(tái)企業(yè)跨區(qū)域、跨所有制重組的政策，以破除長(zhǎng)期以來鋼鐵行業(yè)重組的體制性障礙。因此，工業(yè)自動(dòng)化企業(yè)在提升傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)效能方面也應(yīng)當(dāng)做為一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

    在技術(shù)推動(dòng)方面，未來控制理論與技術(shù)將朝著下列幾個(gè)方向發(fā)展：

    具有符號(hào)和連續(xù)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的控制；分布、異步和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的控制；高層次的協(xié)調(diào)與自主；控制算法的自動(dòng)綜合，而且具有集成驗(yàn)證與確認(rèn)；利用不可靠的部件建立可靠的系統(tǒng)。另外，就是萃智理論在控制理論與技術(shù)中的推廣應(yīng)用。