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在2月24日召开的2014年巴塞罗那移动世界大会(MWC)上,微软正式公布,联想、金立、中兴、LG等9家手机厂商成为其Windows Phone(以下简称WP)系统新的合作伙伴,而WP与诺基亚、HTC、华为、三星的合作关系仍将继续。微软副总裁尼克·帕克(Nick Parker)向《IT时代周刊》表示:“我们愿意和任何想要生产Windows Phone的人合作”,并称这将大大促进WP在价格区间及地域覆盖方面的持续扩张。
为了更具诱惑力,软件巨人还与芯片制造商高通合作推出WP的一体化设计方案,用以解决一些小厂商想要简单、快速生产WP产品的需求。高通技术营销副总裁蒂姆·麦克唐纳(Tim McDonough)表示,该方案是针对入门级市场的骁龙200/400处理区,将主要用于低价位的智能手机。
有分析人士就此指出,为了获得更多移动操作系统市场份额,微软正在改变以往的高端姿态,采取更实用的战略。根据Strategy Analytics公布的去年第三季度全球智能手机市场调查报告,Android获得了81.3%市场份额,垄断优势进一步扩大,iOS虽然下降到13.4%,却牢牢把持着高端市场,微软平台尽管超越黑莓成为全球第三大操作系统,市场份额却仅为4.1%。因此,微软在WMC大会上公布的这一消息并未引起现场太多的反响,毕竟如今的黑莓早已在低谷中徘徊多时了。
为此,微软采取了多管齐下的措施。一方面为即将于今年4月面市的WP 8.1提供了更多的硬件选择。而在高通的WP一体化解决方案的支持下,WP 8.1的门槛将会降低;另一方面,微软正在考虑大幅削减WP的授权费,以吸引更多低端手机厂商加入自己阵营。
放下身段
在pc时代,封闭的Windows打败了开放的Linux,独霸PC操作系统市场数十年。然而进入移动互联网时代,微软未能复制PC领域的成功,高举着开源大旗的谷歌Android平台成为了时代的新霸主。
微软毕竟不是谷歌,它从来没有开放的基因,移动平台也只是其战略部署的一部分。何况移动操作系统市场并不完全是谷歌的天下,同样封闭的苹果依旧强大,而且赚得盆满钵满。
苹果的成功有赖于乔布斯打下的坚实基础,但尤为重要的是,苹果在软件硬件两面都做到了极致,微软却只有软件,在移动终端上仍需仰仗合作伙伴的支持。同时,高度的流畅性和统一的用户体验一直是苹果iOS最令人称道的方面,加上苹果硬件产品优越的性能和设计,众多果粉的追捧让从来无需为市场和盈利担心。不过,苹果一贯的市场定位和高昂的价格决定了不论在个人电脑还是移动终端方面,它都只是“高富帅”和“白富美”的玩具,无法成为市场的主流。
如果没有谷歌的先声夺人,或许按照自己的战略部署一步步推进,微软终究能在移动操作系统领域再现辉煌,但现实就是残酷的。
和微软一样,Android也需要与硬件终端厂商合作,但在它的开放性原则下,厂商运营商可以按自身需求修改系统界面、预装应用,甚至掩盖掉谷歌的痕迹,这无疑比WP平台有吸引力得多。当然由于版本繁多,系统碎片化问题一直困扰着Android和它的合作厂商。
Android的开放性带来的缺陷让微软看到了翻身的希望,但或许是多年的老大心态作祟,又或许在其他领域有着稳定且丰厚的收入来源,对发展移动平台的需求并不十分迫切,在与谷歌争夺主流移动操作系统市场的过程中,微软一直没能找准自己的位置,其中缺乏低端WP产品便是一个很大的问题。
谷歌并没从Android应用中获得太多的收入,但这家互联网巨头的目标是让全世界所有的人都能随时随地登录互联网,使用谷歌的互联网服务以赚取巨额的广告费,因此,无论是在高端市场,还是在中低端的消费人群中,Android的推广对谷歌来说都具有十分重要的战略意义。
相比之下,微软最主要硬件制造商诺基亚的Lumia手机则大多价格较高,在WP生态圈以及应用数量都不如Android的情况下,消费者购买WP产品的意愿不高,而微软花大力气打造的平板电脑Surface,尽管性能并不差,却同样因为高昂的价格而让许多消费者望而却步。WP产品中卖得最好的反倒是入门级设备Lumia 520。
随着去年底能够兼容高端与低端设备Android 4.4 Kitkat版本,Android系统的碎片化问题将有望得到改善,这也进一步让微软感到了危机。想要继续追赶谷歌的脚步,软件巨人必须设法在新兴市场寻找机会,因此放下身段与中低端手机厂商合作是一个切实的选择,毕竟只是五十步笑百步压过落魄的黑莓对微软而言没有任何意义。
机会与前景
虽然微软有了新的合作伙伴,但不能忽略的是,联想、中兴和LG等厂商并未因此放弃生产Android手机。还需指出的是,一直坚守WP系统的诺基亚在被微软收购后,也在MWC上一口气推出3款预装Android的智能手机。
基于正常的商业逻辑,任何手机厂商都不会把全部鸡蛋放在一个篮子里,就像三星,哪怕已是Android阵营中举足轻重的厂商,同样不会拒绝与微软合作,并且还在努力与英特尔一同开发Tizen操作系统。
虽然联想、中兴等国产厂商以及Lava等印度手机厂商近年来发展迅速,并且在新兴市场已经形成了一股不容小觑的力量,对WP在这些地区的推广很有帮助,但最终决定成败的未来还是WP系统。
好在从微软的Windows Phone 8.1的相关信息中,人们多少感受到了其开拓低端市场的决心:将支持高通骁龙200/400芯片组以及双SIM卡用于中低端设备,同时也将更好地支持非触控设备。
与此同时,微软也正在积极为WP平台寻找软件合作商,并与一些中小公司亲自探讨应用入驻合作。今年2月26日,极具影响力的WP游戏发行商AE Mobile与国内游戏开发商蓝港达成合作,后者旗下的《王者之剑》等手机游戏将会陆续登陆Windows Phone平台。
由于国内不少游戏玩家都是PC上的windows平台开始接触游戏,对于微软有着颇为深厚的认同感,因此,从游戏领域入手培养WP用户对微软而言是一个不错的选择。而据微软大中华区副总裁谢恩伟的介绍,中国WP的激活数量仅次于美国,位居世界第二。另外,WP开发平台也在全球拥有超过9.8万名注册开发者,五分之一来自中国,其应用商店游戏和应用的数量达到17.5万款,发展势头良好。蓝港在线创始人王峰则认为,随着移动游戏的体验越来越接近PC,WP平台很可能成为今年移动游戏新的增长点。
关键词:工业控制自动化 技术现状 发展趋势
伴随着工业化进程的不断加快和信息技术时代的来临,我国逐渐走上了工业控制自动化的发展道路。对于如何走好这条工业控制自动化之路,如何提高工业控制自动化水平成为了人们广泛关注的焦点。工业控制自动化发展趋势的多元化也对我国的科学技术水平提出了更高的要求,需要多种技术联合共同推进工业控制自动化的进程。本文将通过对工业控制自动化技术的简要概述,对工业控制自动化技术的发展趋势做出了详细的介绍。
一、工业控制自动化技术概述
所谓工业控制自动化技术,就是一种综合运用了自动控制理论,计算机控制技术,仪器仪表以及其他信息控制技术实现对工业生产的自动化控制的技术。它可以不断提高工业生产的产量,提高生产效率,降低生产消耗,实现安全化、自动化、规模化生产,从而达到增加企业竞争力,实现利益最大化的目的。它主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分,是现代制造领域中最重要的技术之一 。企业要想实现“五个正确”,即在正确的时间,将正确的信息以正确的方式传给正确的人,以便做出正确的决策,就必须加大对自动化生产方式的改造,大力发展工业控制自动化技术。
工业控制系统产品主要包括可编程序控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)、工业PC机以及其他数控系统和仪器仪表等,其中PLC是工业生产自动化的三大支柱之一,具有很好的应用前景,但国内PLC产品仍以国外产品为主,并以Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的产品为主。工业控制自动化从下往上主要包含三个层次,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。目前绝大多数的自动化控制系统都被PLC和DCS所垄断,其中一些过程自动化和管理自动化部分多通过进口的过程计算机或小型机组成。
二、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流
基于传统的自动化控制系统,其基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断,后来形成了PLC、DCS与IPC三足鼎立之势。但是PLC以其能适应工厂环境、工作可靠、通用性与经济性兼顾、体积小、功能强、用途广等特点占领市场比重最大。目前在中国PLC市场占有较大份额的公司有德国西门子公司、日本OMRON公司、莫迪康公司(施奈德)等等,目前美国GE公司、日本FANAC合资的GE-FANAC的90-70机是很引人注目的。据介绍。它具有25个特点。诸如,用软设定代硬设定,结构化编程,多种编程语言,等等。它有914、781/782、771/772、731/732等多种型号。现将国际市场上PLC、DCS与IPC的销售情况对比如表一所示。
20世纪90年代以来,一种以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based自动化系统的到迅速发展,成为了一种实现低成本工业控制自动化的重要途径。基于PC控制系统的自动化系统基友更易于安装和使用,有高级的诊断的强大功能,而且PC控制系统维护成本低,受到了中小型企业的青睐,因此它的迅速推广也给PLC形成了巨大的的冲击。PC-based具有强大的运算能力和开放标准的系统平台和PCI接口,精美且低成本的显示技术和组网能力 正在一步一步的占领更多的国内国际市场,尽管高系统的可靠性略差,程序的循环周期比PLC较慢,但是工业PC为基础的低成本工业控制自动化势必将成为主流。
三、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展
上个世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%,PLC在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、 交通等行业,在工业自动化中起着举足轻重的作用。在我国西门子的s7-300/400具有完整和全面的产品系列、规范的程序设计结构。使用方便的编程软件、极高的可靠性,使它成为大中型PLC的老大。有市场调查报告称S7-300、400在国内中型PLC的市场占有率为80%。2012年PLC市场规模达到79亿元人民币(含DIO),同比去年下滑9.2%,由于受OEM行业低迷影响首次出现负增长。2013年,PLC的单品价格现在只有去年的1/4-1/3,随着自动化产业热潮不断升温,2013年预计市场规模将达到90亿元。2009-2015年中国大陆PLC市场的增长趋势如下图所示。
当前,在工业自动化市场发展极为良好的情况下,PLC技术呈微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。
微型化:原有的PLC具有体积大而且价格昂贵的缺点,近年来PLC开始由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本。很多有名的PLC厂家相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的PLC。三菱的FXOS14点(8个24VDC输入,6个继电器输出),其尺寸仅为58mm×89mm,仅大于信用卡几个毫米。
网络化:Ethernet技术的扩展是过程控制领域最大的发展趋势之一,PLC也开始开始提供Ethernet接口,开始向网络化方向发展。
PC化:随着软PLC(Soft PLC)控制组态软件的进一步完善和发展,PC-based以其低成本正在逐步提高其控制的市场份额。
开放性:现在开发以PC为基、在WINDOWS平台下,符合IEC1131-3国际标准的新一代开放体系结构的PLC正在规划中。
四、面向测控管一体化设计的DCS系统
DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称,国内习惯称为集散控制系统。DCS系统是一项综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等,实现分散控制、集中操作、分级管理的自动化控制技术。典型的DCS系统共有三个分级,第一层过程控制级主要是通过PLC或I/O模块实现对现场设备的基本控制;第二层控制管理级是通过监控计算机实现对流程设备的上位机监控;第三层生产管理层是通过计算机、服务器和局域网等实现和监控计算机相连,从而达到随时读取现场信息目的,实现上层的生产管理。DCS和PLC的区别主要如下表二所示。
DCS系统在一些大型工业项目有非常广泛的应用,其中在发电、水泥、化工等领域中的作用明显。当前工业自动化控制与节能理念的推动,DCS市场再次迎来一个较大的市场机遇。2012年DCS系统发展势头强劲,市场营收超过2008年的峰值,但预估2013年销售订单会有所减少。DCS的主要发展趋势:向综合方向发展;向智能化发展;向工业PC化、专业化方向发展。将工业控制网络进一步引入DCS,将其完全网络化 ,是DCS系统的主要发展目标之一。
DCS主要生产厂家集中在美、日、德等国。如美国HONEYWELL的TDC3000\MICROTDC3000,TDC3000X等;FOXBORO的I/AS;WAILEY的NETWORK90、INFI90;日本横河的CENTUM、CS;YEWPACK的MARKII;德国SIEMENS的TELEPERM;ABB公司的MOD300、SIPAOS200等等。目前,我国的小型DCS系统已投入工业生产,大中型系统已在国家大型石化、冶金、电力等行业的百多个工程中推广应用。
五、控制系统正在向现场总线(FCS)方向发展
随着计算机、通讯技术和控制技术的飞速发展,过程控制系统也逐渐由DCS发展到FCS(Field bus Control System)。现场总线的出现标志着工业控制技术领域又一新时代的开始。现场总线(FCS)系统是一种采用智能化现场控制设备实现开放式、数字化和网络化结构的新型自动化控制系统。大力发展FCS系统可以实现现场仪表、设备实现智能化统一控制,控制更加全面、智能、高效、自动,符合控制系统的技术发展趋势。FCS系统具有很强的抗干扰能力和将强的网络适应性,连接性,而且成本较低,组合安装较为简单方便,是一个极具发展潜力的自动化控制系统。传统控制系统结构与现场总线控制系统结构之间的结构差异如下图一所示。
现在的我国的FCS165现场总线控制系统已经具备了先进的DCS系统的全部功能,是符合国际发展潮流的新一代控制系统,它不仅填补了国内的空白,而且技术更先进,运行更加稳定,质量更加可靠,整体上已经达到国际先进水平。未来FCS系统应该从改善系统实时性,克服本安防爆对总线中节点数和电缆长度的限制,实现可互操作性和信息处理现场化这三个方面进行研究和探讨,努力将FCS系统发展到更高水平。
六、仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展
近年来,我国的仪器仪表技术发展迅猛,已经有了很好地发展基础和发展水平,这也为实现工业控制自动化提供了重要的保障。但是我国的仪器仪表技术较一些发达国家来说还是相对落后的,我国生产的仪器仪表多处于中低档水平,与世界上先进的仪器仪表技术还有很大的差距。目前国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流,而我国的高档次的仪器仪表多依赖于进口,一些关键性的仪器仪表生产技术也完全依赖于国外。
最近几年,我国工业安全事故频发,作为在这些领域扮演重要角色的仪器仪表行业更是受到了前所未有的关注,不合格劣质仿制品仪器严重制约了中国仪器仪表市场的发展。仪器仪表技术应朝着数字化、智能化、网络化、微型化、测控设备的PC化的方向发展。有重点的支持部分重要行业仪器自动化控制系统的发展。
七、工业控制软件正向先进控制方向发展
目前我国自动化控制系统市场规模在2013年将会达到1311亿元人民币,整个中国自动化控制系统市场的年复合增长率在12%左右,预计到2015年将增长到3875亿元,市场前景十分可观。在这种情况下工业控制软件也得到了前所未有的发展和应用。工业控制软件是一种伴随着PC技术的发展而产生的应用软件,它是工控软件的一个重要组成部分。工业控制软件可先实现对工业控制系统的自动化和人性化管理,控制软件越先进就会使自动化控制程度越高。未来工业控制软件的发展必然是向先进控制方向发展,在先进控制的基础上将继续向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。
八、结语
近年来,国际上FCS、DCS、PLC、IPC、NC以及各类嵌入式控制装置正处在快速发展之中,而我国的发展速度更位居于世界前列。因此我们要对我国的工业控制自动化技术发展前景充满信心,各方共同努力使我国在工业控制自动化道路上越走越远,越走越宽广。尽管一些技术正在不断交融,不断创新,给工业控制自动化技术的发展带来了前所未有的挑战,但是工业控制自动化技术仍是呈着不断发展的态势,我们应该积极努力,开拓创新,加快工业化、自动化的步伐,实现产业化,不断提高我国的工业生产力,促进我国经济的又好又快发展。
参考文献
[1]刘鑫.我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势[J].电气时代,2003,12:46-48+50-52.
[2]石磊.IPC推进工业自动化进程[J].现代制造,2005,14:46-47.