数字化进展精选(九篇)

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第1篇：数字化进展范文

关键词：数字化电厂，仿真技术，DCS，SIS，MIS

Abstract: With the reform of power industry system in our nation and the formation of power industrial market, the power generation industries must accelerate their paces into the information era. The industrial power plants and the extension of internet application are the base of the extension of information uses. The extent of broadness as well as the deepness in digital power plant has the direct effects on the level of information in power plants. This paper discusses the areas such as the simulation technology, research on ‘3S’ are mentioned in this paper. Besides, it also discusses the achievement and the future endeavors in the region of digital power plants.

Key words: Digital Power Plants, Simulation Technology, DCS, SIS, MIS

中图分类号：TM6文献标识码：A 文章编码：

建设数字化电厂的意义和可行性

1.1 建设数字化电厂的意义

目前新建电厂开始建设的SIS和MIS已为火电厂提供了一个综合优化控制和管理的数字化平台，如把国内外经实践证明有实效的优化软件集成到这个平台上， 仅从直接经济效益计算，每年为电厂节省上千万元是完全可能的。如考虑故障预测和诊断等提高安全性、防止重大设备损坏或不必要的非计划停运，其经济效益将更大。如果进一步实现现场设备级数字化， 推广应用现场总线及相应的现场总线智能监控没备，还可进一步提高运行的安全可靠性，适应现代化管理的要求，减少运行维护成本，降低工程费用，可见，火电厂数字化对电力企业优化运营具有深远意义。

建设数字化电厂的可行性

目前新建电厂开始建设的SIS和MIS已为火电厂提供了一个综合优化控制和管理的数字化平台。我国数字化电厂的应用情况可以从以下事实做出说明[1]。

大唐盘山电厂的SIS率先于2004年6月通过了由陆延昌同志任主任委员的高级别鉴定，并给予了高度评价。第1个电力行业的SIS标准, 《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》已经过审批，将由国家发改委颁发。经过7年的奋斗，形成了一支SIS开发和应用队伍， 这为建设数字化已初步电厂，进一步发展SIS的应用打下了良好基础。

国内外石化行业已开始进入推广应用现场总线系统、全面进入企业数字化的阶段。国外也已有一些大中型火电机组成功应用现场总线系统。

综上所述，当前着手建设数字化电厂是完全可行的。

2.仿真技术在数字化电厂中的应用

目前，熟悉控制装置，决定控制系统结构，静态参数的匹配计算及调节器参数整定等工作，都必须在现场反复摸索和试验，需要花费大量时间和精力，并且由于受现场条件限制，控制方案和控制参数往往不太理想。仿真技术是指如果能开发一个控制仿真系统，则上述工作都可在实验室完成，一方面可大大节省时间和精力，预先确定控制方案和参数，大大减少现场调试次数；另一方面，由于DCS在电厂的普及，今后数字化电厂的工作重点将转移到节能增效上来，这就要求必须对目前数字化电厂控制系统进行优化。优化不是简单地对现有控制系统的调节器参数进行凋整，而主要是研究采用新型控制结构和新型控制算法的控制系统，成功应用新型控制系统的关键之一是在实际投运前对其进行详细的仿真试验，以便使调试人员掌握新型控制系统的运行特征及控制器参数的工程整定规则。

3.数字化电厂“3S”研究现状

数字化电厂即电厂厂级信息自动化系统的概念，它包括厂级监控信息系统(Supervisory Information System 以下简称SIS)和管理信息系统(Management Information System 以下简称MIS)。数字化电厂的信息系统主要涉及分散控制系统(DCS)、厂级监控信息系统、管理信息系统三大系统（3S）。三大系统各自独立运行于支撑自身的网络系统，通过公用的统一数据平台实现三个系统的无缝集成，从而达到全厂数据的共享。

3.1 分散控制系统的发展现状

分散控制系统(DistributedControlSystem简称DCS)以微型计算机为基础，融合了计算机技术、控制技术、通信技术和图形显示技术，实现集中管理，分散控制。它根据火电厂的工艺特性，将控制系统分成若干独立子系统，由相应的分布式处理单元独立完成。DCS的各子系统分工协作，并行工作，并通过系统通信网络进行数据交换，共享系统资源。DCS已成为火力发电厂重要的组成部分之一。

3.2 现场总线控制系统的发展现状[2]

随着计算机网络技术的发展及可靠性的提高，现场总线系统（FCS）在电厂的应用已成为发展方向，而且现场总线仪表已基本齐全，在电厂中使用日益增多。现场总线仪表都为智能型仪表，它们所提供的丰富的数据都可通过总线上传到DCS或PLC，增加了现场数据的信息量，提高了数据采集精度，为SIS提供更加丰富的现场数据，为发挥SIS强大的数据分析、优化功能奠定基础。工程师或操作员站的显示屏（LCD）上能够容易地查看仪表工作情况，对仪表进行调校及参数修改，大大减轻了维护工作量，减少了维护人员。目前电厂使用现场总线控制系统的条件已经具备。

3.3 电厂监控信息系统 (SIS)

SIS是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的电厂自动化信息系统。SIS系统解决了电厂自动化信息系统应用中遇到的两个主要问题：实时数据来源复杂而分散和实时数据很难长期高精度的存储， 同时SIS系统在全厂建立了一个统一的数据平台和应用软件开发平台。它是建立在 DCS网络和MIS网络之间的一个高速、高可靠性、超大容量的全厂生产过程实时／历史信息网络系统[3]。

SIS系统与DCS系统的功能差异主要体现在：DCS系统面向机组级自动控制，有其安全性高、实时性强、相对封闭的特点。其数据库的容量、接口能力十分有限，而SIS系统在数据库的存储容量和精度、数据检索的速度和灵活性、与不同数据源的接El能力以及应用软件的开发平台等方面具有明显的优势。

3.4 数字化电厂管理信息系统 (MIS)

厂级管理信息系统（MIS）的建设目标是，建设覆盖全厂的计算机网络系统，形成一个安全可靠、数字化的传输网络，实现信息资源共享。系统包括全厂生产、经营、管理的各个环节。MIS根据业务情况可划分成生产业务系统、企业资产管理系统(EAM)、综合信息查询系统、报价辅助决策系统（商业运营管理）、办公自动化系统、系统维护子系统。

4. 结语

全面实现电厂数字化工作， 在国内外均处于刚起步阶段，经验不足。新建电厂普遍建立了SIS和MIS（管理信息系统）网络架构，并配置了不少故障诊断、状态检修及性能优化等监控和管理软件。但这些软件尚欠成熟，现场设备级自动采集的信息太少，使一些高级应用成了派不上用场。如果依靠人工采集、录入，不仅工作量大，而且有些也较难实现。这些问题不解决，SIS和MIS将不能发挥其效益。为加快电厂信息化进程，少走弯路，建议尽快建设一个数字化电厂示范工程。通过示范工程， 从电厂生产的安全可靠性和经济性及管理现代化出发，解决全厂系统和信息的总体规划、现场设备级数字化、厂级SIS和MIS功能要求及完善等问题。

全厂系统和信息的总体规划，电厂数字化和网络化使管理和控制实现真正的一体化， 几十个监控和管理系统将集成为一个大系统；全面实现电厂数字化，实现电厂的故障诊断和预测、状态检修、优化运行和控制等，采集的信号将比原DCS的I /O点增加2倍。如此多的信息，必须根据其性质，确定合理的信息流。因此，全厂系统和信息的总体规划将是数字化电厂的新课题，也是数字化电厂示范工程成败的关键。

现场设备级数字化问题。目前现场设备级设备采集的信息较少，无法实现控制系统故障诊断、预测和现代化管理，并改变过去那种发生停机停炉后才知道该设备故障的被动局面。现场设备级数字化要研究解决各种现场智能设备的应用、现场总线规范及与DCS及其它管理系统的接口等问题。

厂级SIS和MIS的功能要求及完善问题。在现场设备级解决了数字化问题后， 厂级SIS和MIS等还需进一步完善充实，将有成功应用业绩的优化控制和管理软件集成到厂级SIS和MIS平台上，最大限度地发挥数字化电厂的效益。

参考文献：

[1] 侯子良，潘钢. 建设数字化电厂示范工程 加快火电厂信息化进程[J]. 中国电力，2005,38(2):78-80

第2篇：数字化进展范文

关键词 移动实验室；数字化科学探究；实验教学；实验器材

中图分类号：G482 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）16-0004-04

Abstract With the development of education in China， training of creative thoughts and practical ability becomes more and more important for middle schools. At president， much attention has been paid on digital experiments of scientific inquiry education in primary and secondary school. However， due to the high cost of the digital equipment， it is difficult to promote digital experiments widely in the whole country， especially in the poverty and rural areas. The digital scientific inquiry mobile laboratory could be utilized one by one for multi schools in the rural region， which could effectively solve the contradiction between great demand and poor economic basis. In this paper， some kinds of mobile laboratory at home and abroad were introduced firstly. Then， the development of mobile laboratory for the digital experiment in middle school was summarized. Finally， through analysis about the existed mobile laboratories for the digital experiment in China， some main orientations about the next generation were prospected.

Key words mobile laboratory； numeric scientific inquiry； experi-mental teaching； experiment equipment

1 前言

数字化科学探究实验教学是近年来兴起的一种全新教育模式，受到各个阶段学校和学生的广泛欢迎。数字化科学探究实验教学通过现场操作数字化实验设备，教学的整个过程生动、高效并且简单明了，使学生对于实验所展示的学习内容有更加深刻的理解与记忆。另外，与传统教学相比，数字化科学探究实验趣味性强，能够使学生积极主动地投入到实验探索过程中，对科学具有更强的求知欲望和探索热情。

但是，由于数字化科学探究实验课所用的实验器材昂贵，建立数字化科学探究实验室耗资比较大，使得数字化科学探究实验在偏远贫困地区难以普及。近年来，为了满足中小学对数字化科学探究的教学需求，人们相继开发了可流动的数字化科学探究实验车。一辆流动实验车就相当于一个可移动的实验室，可以让偏远地区的多个学校的学生分享现代数字化教学实验设备，进一步提供教育均衡发展的机会，带动偏远贫困地区的学生动手实践，自主地探索新知识，这对培养偏远地区的学生的科技素养和研究兴趣十分重要。

2 移动实验室的发展现状

移动实验室 移动实验室是一种在一定区域内能够转移、拆卸、组装，且配置了检测、实验设备及通信设备，能快速准确地完成规定内容的实验的移动汽车。

1940年左右，西方国家开始开发并使用移动实验室，它们将其应用在一些化学武器、电磁波等对于军事方面的流动监测分析上。随着科技的发展，各个国家开发的移动实验室各有侧重，德美法等少数西方发达国家在移动实验室技术方面领先全球：德国的西门子公司已经拥有用于分析DNA和蛋白质的自动化移动式生物芯片实验室；美国开发出两个世界上最为先进的移动实验室，即化学移动实验室和微生物移动实验室；英国则开发出可进行现场珠宝鉴定服务的移动实验室；以色列莱舍夫公司研制出一种专供农业的移动实验室，能够对土壤状况进行综合分析，可对农药、化肥进行检测以及进行作物病虫害诊断、防治等；2015年，俄罗斯发射一款太空移动实验室，它既能与空间站对接，又能自由飞行。

移动实验室具有区域快速转移、现场迅速检测的优势。由于移动实验室具备多种多样的功能，除了发达国家，发展中国家也相继投入开发特种移动实验室。据报道[1]，泰国医疗科学局在2006年研发出一款能够在野外快速准确地检测出禽流感等病毒的移动实验室，通过该移动实验室，可在4小时内检测到禽流感、登革热、口蹄疫等病毒。

受到经济发展水平、技术以及人员等多个条件的限制，我国对于移动实验室的研究起步较晚，但近些年来，随着我国经济快速发展，国内环境、疾病、安全等各个领域突发事件频繁爆发，我国政府加强了对公共卫生安全、食品安全、环境安全等方面的监测，移动实验室建设在我国获得进一步的发展。

我国第一台投入使用的移动实验室是一款食品安全检测移动实验室，用于监测水体污染状况。移动实验室在北京奥运会期间对于供奥食品检测、汶川地震时对于食品安全检测、松花江污染中对水质检测以及协助非洲在埃博拉暴发期间的血样检测等重大事件或活动中发挥了重要作用。我国“十二五”计划指出：政府将逐步“加大力度建设社会公共安全，完善通报及反应机制体系，全力提高基层快速检测能力，使政府部门的监管更具公信力与有效性”。移动实验室的建设和推广正在逐步成为政府有关部门快速、准确、及时、有效地预防监控各类事件的有效手段。

移动实验室的功能改进 随着社会经济的发展，移动实验室已经成为一个重要的新产业，从满足人们的需求的角度，近年来在设备稳定性、空间舒适性、功能多样性等方面做了很多尝试。

1）车体空间拓展。移动实验室最早是基于厢式汽车改造而来的，厢式车大部分是通过汽车二类底盘改装而成，典型的厢式车由三部分组成：底盘车、副车架和车厢。20世纪70年代，美国军方在确保厢式车机动能力的条件下，研制出可拓展式军用厢式车[2]。其可在现场展开，使车厢的空间得到进一步扩大，同时拓展、收拢的时间短，极大地方便了战时的前进及转移，是结合大空间和快巧灵于一体的军事装备机动载体，因此得到各国军方的高度重视，并陆续地研制出两侧车厢板掀顶伸缩式、两侧车厢板整体内伸缩式、两侧车厢板整体外伸缩式等多种拓展机构。与此同时，军用车厢拓展技术在民用市场上也产生非常大的影响，尤其最近几年在人防工程、电视转播、抢险救灾、旅游等方面广泛吸收箱体拓展技术。如宣传大篷车，采用的是两侧车厢板整体外伸缩式拓展技术，当扩展厢扩展打开时，两侧车厢就如两个大“抽屉”被推出。图1所示为大篷车车体伸缩状态[3]。

2）太阳能动力。1978年，英国研制了世界上第一台太阳能汽车，车速高达13 km/h。2003年，在澳大利亚举办的太阳能汽车竞赛上，荷兰代表开发的“NunaⅡ”光伏汽车以30小时54分钟的成绩行驶了3010 km，获得该赛事冠军并且将太阳能汽车世界最高时速更新为170 km[4]。

车载太阳能系统由光伏电池及蓄电池组成，光伏电池通过收集太阳能发电，利用控制器为汽车上的负载提供部分或全部的电力，剩余的电力则会储存在蓄电池中。目前，奔驰、奥迪等部分车型已实现将太阳能作为全部或辅助动力。国内奇瑞汽车公司2010年就着手把流线型太阳能电池板安装在奇瑞车型顶部，推出自主知识产权的太阳能汽车[5]。

3）液压腿支撑实验室平台。液压支撑腿最早在汽车工业中获得应用。设置汽车起重机支撑腿是为了在不增加起重机自身宽度的条件下，为汽车起重机的实际操作提供更大的支承跨度，提高起重机的起重性能。汽车起重机支腿是设置在车厢支架上可收起外放以及伸缩的支承结构。涉及支撑腿的三个领域，即型式、结构以及控制。目前液压支腿在军用设备车、汽车起重机、混凝土泵车等众多特殊车种中都有使用，一些民用车辆，如移动式舞台[6]，其舞台平台的支承依靠的仍是液压腿，如图2所示。舞台演出车展开后，展开平台与原车内平台组合成舞台，下翼展内外板下部固定液压腿。顶栅升起后，栅翼前后两侧分别展开作为舞台顶栅，闭合后，整个车厢的外形为箱式半挂车。

4）车内LED照明。20世纪初，照明光源逐步被应用在汽车上。最开始，汽车上使用的照明光源是煤油灯和乙炔灯；直到1910年，汽车照明逐步应用电光源，先后经历了白炽灯、卤钨灯及高强度放电式气体灯；到了1985年，汽车照明开始引入LED技术。LED具有很多其他光源所不具备的优点：①寿命长且抗震性好；②节能环保；③响应速度快；④体积小。目前，奔驰、宝马、奥迪等各个知名品牌车为了提高汽车的观赏性，都逐渐推出配有多种多样LED内外饰的新款车型。得益于汽车LED照明技术，新一代的移动实验室基本采用了新的LED照明技术。

3 教学用移动实验室

国内教学用移动实验室的起源 在20世纪八九十年代，部分地区的一些山村学校由于实验设备不足，无法进行实验教学，通过向一些学校租借一些仪器设备并通过改装一辆专用卡车，组装了一辆巡回的实验教学车。该实验车深入乡间学校进行理化实验教学，初步改变了“只能在黑板上教实验”的局面。

数字化科学探究流动实验 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》提出要改革创新现有的教育教学方法，激起学生对于科学知识的兴趣爱好，营造求思好学、开拓探索的学习氛围。教育部新的课程标准也明确要求：重视将信息技术应用到理化生实验，通过计算机实时测量实验数据来处理并且分析实验结果等。为了适应飞速发展的人才培养的需求，数字化实验系统（Digital Information System，简称DIS）正逐渐成为各地数字化校园建设的重点项目，各学校开展探究实验的选择对象也逐渐地从传统实验室转化为数字化探究型实验室。

第3篇：数字化进展范文

关键词 广播电视；数字化；发展进程

中图分类号G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）134-0088-02

1 广播电视发展背景

在20世纪80年代后期，人们开始关注电视的清晰度，并对其进行研究，在八十年代，人们的研究成果就开始形成了一种数字电视体系，这种体系就是由高清晰度、标清晰度、低晰度组成的。

在欧洲的一些国家，对数字广播电视制定了一个统一的标准，例如：卫星电视，地面广播等。1998年，美国开始推行数字电视地面广播，此外，德国、荷兰、西班牙等国家也开始对数字电视进行研究，美国作为世界第一的经济强国，它的数字电视的用户已经过半。

2 我国的广播电视数字化现状

众所周知，我国在世界上一直是人口大国，我国的人口在世界排行一直是居于首位。我国使用电视的用户也是居世界第一，需求决定生产，由于人口众多，我国的电视机生产量也是世界第一。1995年，央视引进了美国数字电视的先进技术，是一种把数字进行压缩的传输技术。我国大部分的省市都使用该技术实现了数字电视的传输。当下，有线电视数字化已经在全国20多个城市实现。一些城市正在致力于研究电视数字化，使它的整体状况得到一个大的改变，开始拓展新的业务，数字电视进入一个新的阶段。

3 数字化进程中的问题

广播电视数字化在发展的同时不可避免的遇到了一系列的问题，数字化的发展也是在探索中进行的，只有解决这些问题，电视数字化才能又快又好的发展，广播电视数字化与我国的广播电视事业是息息相关的，广播电视数字化所存在的问题主要有以下几个方面。

3.1 市场竞争问题

随着经济的发展，市场竞争日益激烈。就市场本身来看，其实是一个自由的，公正的、公平的市场，但其前提是，这个市场是一个有秩序的、规范的市场。根据市场调查的数据显示，我国的数字电视网络在建设方面重复率较高，造成资源的大量浪费，并且电视网络的覆盖率大打折扣，总之，是整个电子产业发展的一大弊端。数字电视技术在不断的提高，整个运营成本必然会下降，这时候，市场形成一种混乱的竞争，整个市场都不稳定，技术的推广和研发必然受到阻碍。作为企业来讲，盈利是其根本目的，所以它们会扩大市场的份额来占领市场，从而达到盈利的目的，但其实这种方式只能短期的盈利，并不利于长期的发展，并且仅仅占有市场，在技术方面停滞不前，会给我国数字电视的发展带来不利影响。

3.2 市场需求的问题

随着生活水平的提高，人们除了关注物质水平的提高，也加强了对精神层面的重视，企业的营销观念也从生产观念转变为市场观念，可见，人们的需求不再是单一的，电视节目非富多彩，但每个人的喜好都不同，当这些节目无法满足消费者的需求的时候，这些节目不再具有吸引力，其市场占有率就会降低，其发展也会受到影响。就目前市场的状况来看，消费者关注的较多的是电视剧以及新闻，节目的质量是消费者重视的关键问

题[1-2]。对消费者而言，广告很遭人反感，现如今电视的广告不仅多而且长，这样会降低人们的观看意愿。这样持续下去，人们会放弃电视这种娱乐方式，选择其它的娱乐方式，这样，会给传统的电视收视带来冲击。

3.3 政府的政策问题

就我国目前的发展状况而言，在竞争实力这一块，绝大多数的有线电视公司有雄厚的实力支撑，无法与其它行业一较高下，因此，广播电视作为一个特殊的行业是需要国家政策的扶持的。政府作为市场的监督者，应该为市场提供一个公平正当竞争、合作共赢的平台。同时，电视网络公司除了注重自我的发展，还应该重视与投资商、节目供应商、设备供应商的关系，与他们形成良好的、稳定的关系才能有利于公司的发展。

3.4 产业定位的问题

就目前而言，数字电视的定位并不十分明确，数字电视对于人们的生活而言是一种娱乐方式，但其本身是具有较大的经济价值的，广播电视的节目中，宣传和教育这两块是非常重要的。数字电视目前呈现出来的是政治方面以及政策方面的功能，在经济方面并不突出。因为定位的不明确阻碍了数字电视的发展，所以，应该对数字电视的定位进行调整，突出它的市场经济这一特

性[3]，重视它的经济价值，对当前的制度进行适当的调整，当数字电视有了一个正确的定位，才能推动它的发展进程。

3.5 资源的整合问题

因为电视网络公司的竞争对手并未做出较大的市场行为，因此对数字电视的冲击并不十分明显，根据市场状况，为了盈利，很多公司都实行强强联合，提升市场竞争力，若此时，有线电视扔坚持孤军奋战，则难以在市场上生存下去。进行资源的整合，广播电视事业才不会在竞争中被瓜分，为了在市场生存下去，网络电视公司必须与其它企业联合起来对有线电视网络进行整合，才能不被淘汰。

4 促进广播电视发展的有效策略

4.1 节省广播电视数字化的成本

为了推广数字化电视的进程，使越来越多的用户使用它，就必须降低消费标准，降低消费就得从成本入手，数字化电视的使用成本降低，加大推广力度，使它普遍化，不仅仅局限于城市，也带入山村，扩大市场的占有率，使它成为一种平民消费，即使在偏远的山村也能消费得起。这样能有效地推动广播电视的数字进程。

4.2 制定丰富多彩的节目

就目前的市场而言，是消费者占主导的地位。广播电视数字化要得到发展就必须符合消费者的需求，制定的电视节目一定要根据观众的喜好来设计，在技术方面要有所提升和创新，但制定的节目必须具有正能量，一定是积极向上的，满足人们精神层面的需求。

4.3 规范广播电视数字化制度

广播电视发展的同时，数字化电视市场的混乱并没有得到解决。要促进广播电视数字化的发展，针对混乱的市场现状必须制定一套科学健全的制度，规范市场的行为，市场秩序得到了保障，广播电视数字化进程才能顺利进行。有效的管理制度能确保市场的稳定性。

4.4 重视电视设备

在广播电视数字化发展进程中，要重视电视设备。在现有的设备上进行发展与创新，实行新旧结合，使旧电视设备与新技术实现无缝对接。这样把旧电视设备利用起来减轻用户的经济负担，同时实现低碳环保的理念[4]，在数字化发展进程中坚持这种理念，在推动数字化发展的同时也保护了社会环境。

4.5 遵守原则使电视数字化有序进行

广播电视数字化一定要遵守原则、按步骤进行，确保广播电视数字化健康发展。在实施过程中必须注意：首先务必要保证电视节目的质量，按观众的喜好来制定节目；其次，对广播电视数字化的定位一定要清楚明确，才能促进广播电视数字化的发展：最后，在广播电视发展中，一定要以经济性为原则，确保数字电视的性价比高，才能立足于市场，扩大市场份额。

5 结论

广播电视数字化技术在我们的生活中是随处可见的，并且，随着它的发展对人们生活的影响也越来越大。我们要不断地推动电视数字化的进程，给广大的消费者带来更大的快乐。

参考文献

[1]董桂香.广播电视网络数字化的技术发展问题探讨[J].中国科技纵横，2014（12）.

[2]孙英娜.广播电视数字化模式的研究与实现[J].电子世界，2014（12）.

第4篇：数字化进展范文

关键词：冶金业；自动化技术；发展

冶金自动化技术作为自动化在冶金行业的应用技术，其轨迹也与钢铁工业的发展，工艺路线演化、制造装备的更迭、生产流程和组织方式、企业运营模式的改革和进步等密切关联。虽然不少冶金企业基本实现了基础自动化和过程自动化，但这些自动化系统都是以单元生产设备为核心进行检测与控制的。生产设备之间相互独立，缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。

一、我国冶金自动化技术的现状

1、基础自动化与过程控制系统现状

在基础控制方面。以PLC、DCS、工业控制计算机为代表的计算机控制取代了常规模拟控制，在冶金企业全面普及。近年发展起来的现场总线、工业以太网等技术逐步在冶金自动化系统中应用，分布控制系统结构替代集中控制成为主流。

在控制算法方面，重要同路控制普遍采用PID算法，智能控制、先进控制在电炉电极升降控制、连铸结晶器液位控制、加热炉燃烧控制、轧机轧制力控制等方面有了初步应用．取得了一定成果。

在检测方面，与同路控制、安全生产、能源计量等相关的流量、压力、温度、重量等信号的检测仪表的配备比较齐全；高炉的软熔带形状与位置、高炉炉缸渣铁液位、炼钢过程的熔池钢水含碳量和温度、连续铸钢过程的结晶器钢坯拉漏预报、钢材质量和机械性能预报等软测量技术取得了初步成果。

在电气传动方面，用于节能的交流变频技术普遍采用：国产大功率交、直流传动装置在轧线上得到成功应用。在过程控制方面．计算机过程控制系统普及牢有较大幅度提高。根据最近中国钢铁工业协会的调查结果。按冶金工序划分，57.54％的高炉、56.39％的转炉、58.56％的电炉、60.08连铸、74.5％的轧机采用计算机过程控制系统。把工艺知识、数学模型、专家经验和智能技术结合起来，在炼铁、炼钢、连铸、轧钢等典型工位的过程模型和过程优化方面取得了一定的成果，如高炉炼铁过程优化与智能控制系统、有副枪转炉动态数学模型、电炉供电曲线优化、智能钢包精炼炉控制系统、连铸二冷水优化设定、轧机智能过程参数设定等。

2、信息化现状

根据中国钢铁工业协会的调查结果，10％左右的炼铁工序、25％左右的炼钢工序、50％左右的轧钢工序采用了生产管理计算机系统。冶金企业逐步认识到MES(制造执行系统)的重要性，在综合应用运筹学、专家系统和流程仿真等技术，协调生产线各工序作业，进行全线物流跟踪、质量跟踪控制、成本在线控制，设备预测维护等方面取得了初步成果。

随着企业管理水平的不断提高，“信息化带动工业化”在冶金企业成为共识，企业信息化方兴未艾，受到企业领导高度重视，各企业纷纷开始信息化规划和建设，很多企业已经构造了企业信息网，为企业信息化奠定了良好的基础。根据中国钢铁工业协会报告，“我国钢年产量500万吨以上的8家企业100％上了信息化的项目，钢年产量50万吨以上的58家企业中有45家上了企业信息化的项目，占77．6％”。宝钢股份、武钢、宝钢集团不锈钢分公司等企业建成了主要生产线的MES和产销一体化系统。宝钢集团不锈钢分公司在钢铁企业率先建成了企业生产指挥驾驶舱。钢铁企业信息化已经从信息的整合深入到知识的挖掘。宝钢在建立生产经营数据仓库和知识获取方面走在了国内同行的前列，开发了综合数据挖掘系统、基于数据挖掘的质量分析技术、基于数据仓库的客户服务知识库，创建了智能质量设计知识库，取得了显著的成果。

二、我国冶金自动化技术的发展趋势

1、基础自动化和过程控制系统

冶金流程在线连续检测和监控系统。采用新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、数据融合和数据处理技术、冶金环境下可靠性技术，以关键工艺参数闭环控制、物流跟踪、能源平衡控制、环境排放实时控制和产品质量全面过程控制为目标，实现冶金流程在线检测和监控系统，包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报，钢水纯净度检测和预报，钢坯和钢材温度，尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断，全线废气和烟尘的监测等。

冶金过程关键变量的高性能闭环控制。基于机理模型、统计分析，预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经元网络、支撑矢量机(SVM)等技术，以过程稳定、提高技术经济指标为目标，在上述关键工艺参数在线连续检测基础上，建立综合模型，采用自适应智能控制机制，实现冶金过程关键变量的高性能闭环控制。包括高炉顺行闭环专家系统、钢水成分和温度闭环控制、铸坯和钢材尺寸和组织性能闭环控制等。

大功率高性能电气传动。采用新型电力电子元件，大功率高性能的交直交变频传动、高中压变频传动和超大功率交交变频传动。

2、实现企业信息化

冶金流程的全息集成。实现铁――钢――轧横向数据集成和相互传递，实现管理――计划――生产――控制纵向信息集成，同时，整合生产实时数据和关系数据库为数据仓库．采用数据挖掘技术提供生产管理控制的决策支持。

计算机全流程模拟．实现以科学为基础的设计和制造．采用计算机仿真技术、多媒体技术和计算力学技术，基于各种冶金模型，进行流程离线仿真和在线集成模拟，生成一个分布式、网络化、集成的“虚拟工厂”软件系统环境，通过人机交互和协同计算，模拟钢铁工业产品生产全过程。支持生产组织优化、生产流程优化、新生产流程设计和新产品开发优化。

提升钢铁生产制造智能。在生产组织管理方面，基于事例推理、专家知识的生产计划与运筹学中网络规则技术，提供快速调整作业计划的手段和能力．以提高生产组织的柔性和敏捷化程度：根据各工序参数，自动计算各工序的生产顺序计划及各工序的生产时间和等待时间，实现计划的全线跟踪和控制，并能根据现场要求和专家知识．进行灵活的调整；异常情况下的重组调度技术以及在多种工艺路线情况下．人机协同动态生产调度．在质量管理方面．基于数据挖掘、统计计算与神经网络分析技术．对产品的质量进行预报、跟踪和分析：根据生产过程数据和实际数据，判定在生产中发生的品质异常。在设备管理方面．采用生产设备的故障诊断．与预报技术．建立设备故障、寿命预报模型，实现预测维护：在成本控制方面，采用数据挖掘与预报技术，建立动态成本模型预测生产成本；利用动态跟踪控制技术，优化原材料的配比、能源介质的供应、生产线定期检修制度、生产的调度管理，动态核算成本，以降低生产成本。

企业信息集成到行业信息集成，信息化的目的之一是实现信息共享，在有效竞争前提下趋利避害，在企业信息化编码体系标准化、企业异构数据／信息集成基础上，进一步实现协作制造企业信息集成，全行业信息网络建设及宏观调控信息系统．直至全球行业信息网络建设及宏观调控信息系统。管控一体化，实现实时性能管理。

总之，冶金自动化技术发展应紧密关注冶金行业技术发展动态和企业需求，在保障功能的前提下注重提升性能，加强过程工艺、工装设备、企业管理、生产组织、自动化等多专业的产学研联合攻关，以提高冶金企业经济效益，促进我国冶金自动化软硬件产业的跨越式发展。

参考文献

1、高坡，浅谈冶金控制自动化发展趋势，长三角，2008,5(10)

第5篇：数字化进展范文

关键词：变形金刚；自动化；机械设计

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2017）01-0230-02

DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2017.01.140

变形金刚由美国与日本合作开发，产生于上世纪八十年代，包括系列玩具和系列动画片以及影片。从儿童好奇的玩具和儿童喜欢的动画片，到荧幕上颇具视觉冲击力的震撼影像，以及现实生活中可操作的巨型金属模型，不难看出，变形金刚的发展变化和科学技术的大力发展息息相关，其中影响最大的就是自动化技术。因为动画片或电影中的变形金刚，最吸引观众的除了“变”，其实还有“自动变”。一声“变形”令下，完全改观，威力大增。

自动化，顾名思义，就是指机器设备、系统或过程自动进行检测、处理、分析、判断、操纵、控制，它的核心就是减少人的直接参与或完全脱离人的直接参与，但最后会按照人的要求实现预期的目标。动画片中的变形金刚自动变形的过程，正是这样的一个过程，仿佛有一双无形的大手，一辆汽车转眼间变化了外形。自动化技术自出现以来，在各个行业得到了广泛的应用和发展，提高了工业、农业、商业的劳动生产率，在军事、科研、交通等方面发挥了重要的作用，医疗、服务和家庭等也因自动化的出现得到了极大的改善。在自动化技术出现之前，那些繁重的体力劳动严重影响着生产效率，部分脑力劳动耗时费力，恶劣、危险的工作环境威胁着人的生命，是自动化技术给社会生活带来了明显的改观，它扩展了人的各种能力，协助人轻松完成了人的体力和脑力无法完成的工作，给人类认识世界和改造世界提供了帮助。因此，一个国家自动化的发展程度，标志着这个国家在工业、农业、国防和科学技术等方面的发展水平。

纵观变形金刚演变和发展的历史，从1984年至今，变形金刚对自动化技术形成了几次划时代的挑战。

一、挑战最优秀的机械设计

自动执行的精妙咬合设计，只能在想象奇特的动画片里出现。最早的动画片里的变形金刚，变形时有“咔嚓咔嚓”的声音，让小观众向往不已；最早的玩具变形金刚，那些精妙的组合结构设计，让小朋友对科技无比崇拜。通过那些零件之间精巧的接触和咬合，达到变形的目的，应该说只是工艺上的科技，如果没有智能的加入，最高级的也不过是连动的技巧，就像多米诺骨牌一样，按动一个机关，在连动的状态下完成整个变形的过程。但是实际上这些只能是想象，因为那些十分复杂精细的咬合，是不可能在简单的连动状态下完成的。如果再加上变形之后产生的新能力甚至能量，那更是超出了实际能量的转换。

以机器取代人力的工业革命，使个体作坊的手工生产逐渐被大规模机器化生产所取代，这一影响对人类具有史无前例的重大意义。在人类数千年的历史中，设计与制造在工业革命之前高度中心化，掌握在少数人手中，当然服务对象就是更为少数的有钱人与贵族。世界上的第一台自动贩卖机，在顶端投币，机器就会给出一定分量的圣水。17-19世纪江户时代是日本机关人偶最盛行的时代，奉茶童子是最典型的日本机关人偶。主人将茶放置于机关人偶双手捧着的碗上，它会自动往客人的方向移动，客人拿杯子和茶托后，奉茶童子会自动停止，客人喝完茶后，把空的杯子放回机关人偶的碗上，奉茶童子会返回原来的位置。另一位众所周知的机械设计大师就是达・芬奇，他设计的小车，通过上发条可以自动行驶。可以看出，这些早期优秀的机械设计，和变形金刚的自动变形相去甚远。如果没有新能源、新科技的注入，变形金刚只能存在于魔幻和动画之中。

二、挑战最智能的机器人

越来越复杂和高级的系统控制和智能控制，已经赶上甚至超过这个时代的人类。随着变形金刚系列的不断推出，变形金刚已经由银幕上震撼人心的视觉形象，变成了一个可感可知的实际造型。清晰凝练的变形因素，神奇莫测的解构与重组，这些汽车人的不同寻常，折射的是一种思维模式。也可以说，变形金刚的智能状态，已经从玩具拼装组合的灵活性、变形的激发性与各种装置的互动性，向独立的思维创造性转化。在引人入胜的电影情节中，汽车人在汽车、坦克机甚至战斗机之间灵活变形，尽显了科幻世界里大胆的想象和疯狂的创造。事实上，科学技术一直紧紧追随着科幻的脚步，现实生活中也出现了一批独具风采的“变形金刚”。

在《变形金刚3》里，擎天柱释放出的小型机器人，像奇妙的“魔爪”，可以进入特殊的空间执行任务。这种小型的机器人其实早就出现在了美军的设备里，而且已经成为美国军队中使用最广泛的机器人。据有关部门统计，至今已有3000多部交付美国军队使用。最接近变形金刚的现实版，应该是一种名叫“超级机器人”的新设备，这种设备由美国宇航局制造，通过20个独立模块的变形组合，能根据环境的变化自行变身，完成各种复杂艰巨的任务。“可编程物质”是美国国防部高级研究计划局的一个研究项目，一旦研制成功，士兵只需要下达指令给“可编程物质”，就能将它们随意变成能够战斗的武器或使用的工具，他们再也不用背负沉重的背囊。

如今，世界上最领先的工业机械制造商，正在新技术革命的背景下，展开自动化技术的新一轮革命。新能源的不断开发和计算机、电子技术的突飞猛进，使复杂的系统控制和高级的智能控制越来越精细化，并应用在各个领域。虽然像动画或电影里那样理想夸张的智能变形还难以实现，但高科技有望从一个全新的角度实现人类“变形”的梦想。

三、挑战生命的状态

从智能机器人跃升为机械生命体，跳出了地球生命形态的束缚。可以说，动画或电影里变形金刚的变形无原理可言，因为在某种意义上，变形金刚已经是拥有智慧的机械生命体。也就是说，变形金刚也是“人”，只是与生物的“人”存在形式不同而已。汽车由发动机、底盘、电器设备和车身四大部分组成，同样是这些元素，构成了有思想、有性格的汽车人。通过变形，车轮、玻璃、挡板等所有的零部件重新组合，以完全不同的视觉形象重新呈现。这种解构与重组的过程，在电影和动画片里是一种特殊的艺术形式，从理论上来讲是从具象到抽象再回到具象，而从感性上来说则是生命和意识从无到有的一种拟人转化。

准确地说，很可能基于地球环境对生命的设想存在盲区，而基于变形金刚这样的机械化生命体的构想，才更符合宇宙的普遍规律。对于人类未来的发展方向，先是全身一体化，进而人格数据化，最后呈现出彻底的全机械生命形态，这很可能是外星生命进化到一定程度后的必然选择。这是变形金刚对生命状态的挑战，它和人对自己生命状态的反思相呼应，发人深省。

总之，科学技术的飞速发展，让越来越多的不可能变成了现实。变形金刚对自动化技术的每一次挑战，都印证了现代科技从另外一个更新的角度，将以前的不可能变成了可能。自动化的本质就是最大限度地以机械代替人力，一直到今天发展为逐渐以电脑代替人脑，相信未来将会有越来越多的新科技为人类社会的发展带来更多的动力。

参考文献：

第6篇：数字化进展范文

【关键词】冶金；工业；自动化；发展

引言

伴随我国改革开放的不断深入，冶金工业自动化技术的发展越来越成熟。面对冶金工业如此庞大的生产体系，技术可以说是相当重要的。工业自动化技术在冶金行业的运用可以使生产过程变得更加高效，产品质量也会更高。一些冶金企业越来越追求高回报低消耗的发展目标，所以生产过程中的节能减排成为冶金行业需要重点关注的焦点。可以说，冶金工业自动化的发展前途决定了冶金行业的未来发展前景。

一、冶金工业自动化技术的分析

1、物联网技术与冶金工业自动化

物联网技术是信息时代的产物，在第三次科技革命中孕育而生。物联网技术具有很大的发展空间，它实现了信息的快速传播和高效利用，为冶金工业自动化技术的发展提供了保障。可是当前对物联网技术的探究也只是出于概念阶段。许多企业甚至没有物联网的概念。随着技术的不断更新，虽然物联网技术在冶金工业自动化中的应用越来越广泛，但是也出现了较多的问题，主要表现为以下两个方面：一个是工业传感器的研制与生产。所谓工业传感器是指可以对物体的状态和转变进行感知，并且将得到的感知转变成计算机可以读懂的电子信号。研制与生产工业传感器要以工业自动管理与自动控制为前提，才可以保证工业设备和机器的正常运行，同时使产品获得最好的质量。工业传感器就是对不同参数进行查看和管理。因此，生产物美价廉的工业传感器有利于现代化冶金工业的发展。另一个是构建工厂传感网。工业无线网络技术可以将传感器技术、现代化的无线网络通信手段、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术有机的结合起来。工厂传感器网是由很多随机分布的、能够进行实时感应和自动组织能力的传感器节点构成的网络。工业无线网络技术在冶金工业领域中的运用是现代化工业的一大突破，能够将工业领域的检测费用降到很低，同时又可以使工业领域的运用范围得到最大程度地扩大。可以说，工业无线网络技术是国内外相关领域非常重视的技术。

2、数学模型与冶金工业自动化

要知道，冶金自动化的快速发展状况与过程数学模型的运用程度有很大的联系。要是能够把数学模型这个技术运用得很熟练，那么就可以增加工业实现高度自动化的可能性。所以，为了可以满足我们国家对钢铁产品的需要，提高钢铁产品的质量和生产技术水平，务必要提高冶金工业自动化的水平。我们知道，一些欧美国家冶金工业的自动化水平很高，可是由于某些原因，他们不愿意或是不肯将这种自动化技术与其他国家分享，他们与其他国家进行的技术转让的产品大部分是落后的或是有较大缺陷的产品。不过如今，我们国家的自动化水平已经发展到较高的领域，实现冶金高度自动化数学模型的创新具有较为成熟的条件，可以较为广泛地满足社会发展的需要。还有就是，我们国家已经建立一个富有创新意识和创新能力的组织，从而为过程控制数学模型的自主创新提供了智力支持。要将数学模型与现代化信息技术、工艺水平以及自动化技术进行紧密结合，才能够充分地发挥数学模型的优势之处。可以看出，数学模型是自动化技术和信息化技术的关键技术。我们国家钢铁企业为了可以生产出市场所需要的钢铁材料与品种，就构建了实用性和准确性很高的数学模型。实用性和准确性很高的数学模型可以从本质上保证钢铁产品的质量和节约能源的效果，从而推进钢铁产品的长久性发展。

3、过程控制系统与冶金工业自动化

对于冶金自动化来说，对于其生产过程中的检测与控制是相当重要的。在实际应用中，新型传感器的应用，结合软测量技术的数据处理，对于其中的关键性工艺参数的掌握是相当有效的。其中，物流跟踪技术，对于能源的平衡控制，在冶金环境下进行有效的环境排放实时监测技术等，都是立足于对冶金产品的全生产过程控制目标，进行有自动化应用与实践。特别是对于冶金过程中的检测与在线监控技术，对于冶炼中的铁水、钢水、溶渣进行实时的温度与元素检测，通过进行钢水的纯净度监测，达到提前预知预控生产的目标。而对于钢材产品的温度、尺寸、元素值范围、组织缺陷等相关关键参数进行的检测与分析，也是贯穿于整个冶金生产全过程中的。而在对废气、烟尘也有着全线的监控，为了提高整个自动化控制的闭环控制度，冶金自动化技术在发展中已经形成了基于机理模型、专家系统、神经元系统、统计分析、支撑矢量机等技术于一体的生产过程控制系统。为了提高整个过程控制的有效性，自适应智能控制的应用对于提高对冶炼过程中关键变量的高性能闭环控制作用明显。而整个过程控制技术都是立足于采用新型电力电子元件，通过交直变频、高中压变频、与交交变频进行传动。如有副枪转炉动态数学模型、连铸二冷水优化设定、轧机智能过程参数设定、电炉供电曲线优化、智能钢包精炼炉控制系统、高炉炼铁过程优化与智能控制系统等等。

4、信息化系统与冶金工业自动化

信息化系统的目的是通过信息共享与数据采集，把冶金流程中的所有信息进行集成处理，从炼铁、炼钢到轧钢进行全面的信息收集与传达。在这一过程中，也就是一个横向的信息集成与整合过程。通过建立以计算机为基础的全流程模拟信息化系统，对各种冶金模型进行流程性离线仿真系统设计，把其生产过程中产生的所有信息进行全面的收集与及时的上传，并纳入仿真系统的环节中去，通过人机交互达到对于数据的监测与生产过程的全面监控目的。而协同计算的参与，对于优化冶金过程组织安排，强化生产智能与人工监控有着重要意义。而信息化系统对于钢铁产品的流程设计与新产品开发上，具有着无可比拟的虚拟集成优势。不仅可以提高整个钢铁生产的智能化，同时还可以利用专家系统中的理论与案例知识，对生产组织与管理进行设计与优化。

信息化作为冶金自动化的重要组成部分，不仅可以根据所采集到的数据对生产作业安排作出最快速的调整，同时还可以提高整个冶金生产过程中的智能化程度。通过信息化系统，可以对冶金各工序进行参数临近，对各工序的参与顺序与计划作业方面进行自动计算与安排，进而自动调整各工序间的作业时间与等待时间。而当出现不可抗力影响时，冶金自动化中的信息化系统可以在最快的反应时间内进行调度与技术工艺重组。通过人机协同动态生产调度，及时判定生产故障与生产过程中发生的品质异常情况。其中，在设备故障方面，不仅可以进行设备寿命预报，还可以进行自动计算与安排维护时间的工作。在冶金成本信息化方面，动态成本控制系统可以对整个原材料与能源介质进行动态全程跟踪，通过对产线进行自动化检修与定修、对生产调度情况进行以生产情况为核心的动态调整与安排，达到优化原材料配比，降低冶金生产成本的目的。

二、冶金工业自动化发展分析

1、自动化控制方面

目前来说，我国应正视与提高自身对于高端控制设备的研发与生产，多进行自主知识创新，对智能控制与高性能控制器的设计与开发进行进一步的实践与生产。考虑到冶金现场的环境情况，对检测仪表的应用上还多进行加强，提高检测仪表的数据真实性，提高检测仪表寿命，进一步对其在测量与预报方面进行技术探索。对于冶金来说，自动化技术的基础是数学模型的适用性，为了提高其适应性，我国应多考虑把工艺与数学模式，把专家经验与新时期的冶金自动化技术发展进行有效结合，把炼铁、炼钢、连铸、轧钢等典型工位的过程模型和过程进行有效优化。

2、信息化应用方面

信息化的有效应用取决于其长期的落实与实践，就这一点来说，在应用中，冶金企业应多立足于现有基础，对自身已有的基础自动化进行优化，逐步进行信息化与基础自动化的衔接。重视对整个生产流程的工序梳理与优化，信息化应用的带头人应重视对信息化使用者的培训与有效沟通，确保在生产中，信息化应用发挥其应有作用。

三、结束语

总而言之，冶金自动化的技术对于以往手工系统与现场监控来说，拥有着更高的智能性与预知性。作为耗能大户，冶金工业自动化发展趋势受限于其成本因素与人力管理压力，自动化技术会从以往的粗放型向精细化转型。通过对耗能的全过程控制与计算，达到对于产能的预估与预控。通过自动化技术的发展与革新，对实现冶金工业的节能减排，降低其生产成本，最终达到增加冶金工业生产效率，建设绿色工厂的目标。

参考文献：

[1]卢祁. 我国冶金自动化的现状与发展趋势――访冶金自动化研究设计院副院长孙彦广教授[J]. 中国仪器仪表，2009，07：26-28.

[2]郭雨春，陈志，王昊宇. 冶金自动化发展的策略与思考[J]. 自动化博览，2009，S1：7-10+15.

[3]薛兴昌，张剑武，兰晓健，师淑珍. 21世纪初叶冶金自动化装备技术发展和对策[J]. 冶金自动化，1999，01：1-5+10.

第7篇：数字化进展范文

【关键词】 农业机械 自动化控制 应用 发展

自动化控制技术在农业机械现代化过程中不可替代的地位和作用越来越被人们所认识。农业机械的自动化控制大大提高了劳动生产率，增加了劳动舒适性，满足了社会进步的需求；有效解决了经济全球化带来的农产品开放进口和市场竞争压力以及农村劳动力不足的问题。现代农业只有通过进一步提高生产率、降低生产成本和提高产品品质才能生存。从这些新的需求出发，农业生产向着高效率和高精度的机械化、自动化方向发展是必然的选择。

1.自动控制技术的原理

自动控制技术是指在没有人直接参与的情况下，利用外在的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行技术。为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度、压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，例如气压传动技术、液压传动技术等。广泛应用和发展自动化控制技术可以克服因人为因素造成的调节滞后等不利因素，减少运行参数的波动，达到减少用工和节约能源的目的。将自动控制技术成功的运用到农业机械工程系统里，实现农业机械的高度自动化，能显著提高生产效率、节约资源、降低农业生产成本、提高产品的品质、强化农产品的国际竞争力，必将在未来的农业机械化生产系统中起核心作用。

2.农业机械自动化控制类型

2.1已有农业机械及装置的部分自动化控制 这种自动化方式以提高已有农业机械及装置的作业与操作性能，提高作业效率和作业精度，减轻驾驶员的负担，节约资源等为目的。

2.2已有农业机械及装置的无人自动操作 这种自动化方式多用在操作简单且容易实现无人运转、危险性大或是长时间重复单调过程的作业上，如用计算机程序或无线电遥控来操纵拖拉机及联合收割机、自动控制行驶、自动检测耕深、耕宽或作物行列数、自动完成作业的机械及装置。

2.3农业机器人 农业机器人是一种可由不同程序软件控制，以适应各种作业，能感觉并适应作物种类或环境变化，有检测(如视觉等)和演算等人工智能的新一代无人自动操作机械。现在农业机械自动化控制系统基本上是各种系统的集成，硬件上由传感器、传感器变换器接口、控制器、计算机网络、被控设备、总线等组成。

3.农业机械自动化控制技术的发展

第8篇：数字化进展范文

关键词：冶金自动化 技术 地位

随着电子技术、计算机技术、电力电子技术和检测技术的日益发展,冶金工艺和自动化联系的更加紧密,冶金自动化装备技术在国家工业中的地位举足轻重。

1、冶金自动化在国家工业中的地位

冶金行业国家工业基础的重要组成部分,产品的质量与生产效率和冶金行业的自动化程度息息相关。我国的钢铁工业近年来飞速发展,但是,从基础自动化和过程控制以及信息化方面来看,同国际先进水平仍然存在着差距。为了缩小差距,认清现状、了解市场、合理利用资源是当务之急。

2、国内冶金自动化技术现状

从冶金自动化装备问世开始,已经取得了很大的发展。特尤其是在80年代,各种PLC和DCS频繁出现,冶金自动化装备在可靠性、实时性、可操作性、可维护性都极大改善。在方便的软件编制、友好的人机界面、不断提高性价比的推动下,冶金自动化装备技术极快推广开来,进一步提高了冶金产品的质量以及冶金生产线的作业率,同时,也极大的缩短了新产品、新工艺的开发周期,经济效益增长显著。对于我国来说,目前冶金工业产量已经实现了基本满足的情况,主要问题是品种的增加以及质量的改善,冶使得金自动化处于举足轻重的位置,需要迫切发展冶金自动化。我国冶金自动化行业进入到了提高阶段,为了减少对国外技术的依赖,我们需要做到以下几点,首先要加强软硬件产品的开发以适应冶金自动化需求,其次要大力发展高技术产业,这其中要以成套工程应用技术为主,同时,要大力发展一些拥有自主产权的产品。

国内目前的冶金自动化技术大致如下,在基础控制、过程控制方面,常规模拟控制逐渐被PLC、DCS、工业控制为代表的计算机控制所取代。冶金自动化系统逐步开始应用近年发展起来的现场总线、工业以太网等技术,集中控制系统开始取代分布控制系统结构成为主流。

3、国内冶金自动化与国际先进水平的差距

虽然国内目前的冶金自动化技术取得了极大进展,但是同国外先进水平相比,我国冶金自动化总体还有很大差距:

3.1 基础自动化和过程控制

国外大公司在控制设备方面处于相对垄断的地位,国内控制设备主要依靠国外引进,尤其对于高性能控制器来说。同国外大公司相比,我国在高性能控制器方面的设计开发能力有一定的差距。为了形成性能优异的高性能冶金自动化系统,我们需要采用如下先进控制方法:加大力度开发自主知识产权的高性能控制装备、同时采用智能控制。从检测方面来看,国内在冶金特殊检测仪表的原理样机方面取得了很多成果,但充分考虑冶金现场环境特殊要求之后,提高检测仪表的可靠性、易维护性、软测量、性能预报等技术则需要进一步开发研究。

3.2 信息化

企业信息化工作作为企业管理的革命之一,需要深刻理解其本质意义的以及各方面条件支撑,从观念转变、管理机制变革到信息的上通下达,我们依然有很远的距离。综合应用运筹学、专家系统、流程仿真技术是信息化的主要问题,针对如何使信息化真正在冶金企业发挥作用,仍然有大量细致务实的工作需要完成。

4、我国钢铁行业发展对冶金自动化技术的需求

有很多因素制约着钢铁行业在数量方面未来的发展,同时也制约着钢铁行业在质量方面未来的发展。对于产能增加的问题来说,资源缺乏对其有极大影响,就满足本世纪内生产的需求这一问题来说,现有的冶金矿产资源将很难实现这个目标;其次,对于二次能源的利用是很不充分的、能耗高等能源结构不合理问题依然存在;第三,推行既高效又低功耗,同时兼具优质和污染少的特点的绿色清洁生产依然处于起步阶段。综合以上几个方面,我国钢铁行业发展对冶金自动化技术有极大需求。

5、冶金自动化技术的发展趋势

下面将从如下几个方面来分析冶金自动化技术的发展趋势。

5.1 过程控制系统

新型传感器技术、机电一体化技术、软测量技术、冶金环境下可靠性技术将被广泛采用,把稳定生产过程、提高技术经济指标作为目标,以线连续检测为基础,建立综合模型;通过采用自适应智能控制机制,使冶金过程关键变量达到高性能闭环控制。

5.2 生产管理控制系统

冶金流程将实现全集成。将铁、钢、轧实现横向数据集成,使管理、计划、生产、控制实现纵向信息集成,把生产实时数据和关系数据库整合为数据仓库,通过数据挖掘技术提供生产管理控制的决策支持。计算机全生产流程模拟,设计和制造将以科学为基础。生产流程离线仿真和在线集成模拟将基于各种冶金模型,从而使冶金生产制造智能化得到提升。

从生产组织以及管理方面来讲,从ERP管理系统的生产计划以及运筹学中的网络规则技术为出发,把这两点作为基础,使生产组织的柔性得到大力提高,同时提高生产组织的敏捷化程度;以各工序的参数为基础,自动计算各工序的生产顺序计划,同时自动计算各工序的生产时间,使计划的全线跟踪、控制得以实现,并可依据现场要求以及专家知识及时调整。

在质量管理方面,我们需要对产品的质量进行预报,对产品的质量进行跟踪,同时对产品的质量进行分析,这些都将以将以数据挖掘为基础,同时也将以统计计算、神经网络分析技术为依据;判定在生产中发生的品质异常将以生产过程数据和实际数据为基础。

在成本控制方面,通过数据挖掘与预报技术来建立动态成本模型;以动态跟踪控制技术为基础,使原材料的配比、能源介质的供应、生产的调度管理、产线定修制度得到优化,从而使生产成本降低。

5.3 企业信息化系统

从企业信息集成到行业信息集成是一个发展趋势。实现信息共享是信息化的目的之一,要以信息集成、企业信息系统的编码体系标准化为基础,进一步实现协作制造企业信息集成,全行业信息网络建设及宏观调控信息系统,最终使全球行业信息网络建设及宏观调控信息系统得以实现。

参考文献

[1]马竹梧.我国钢铁工业自动化技术应用60年的进展、问题与对策[J].自动化博览,2010(1).

第9篇：数字化进展范文

内容摘要：跨国公司研发投资国际化是近年来国际投资领域中的重要现象，本文以动因理论为主线，对跨国公司研发投资国际化理论的脉络及最新进展情况进行了总结，以期对相关研究提供有益的启示。

关键词：跨国公司 研发投资 国际化 综述

研发活动是跨国公司的核心职能，长期以来一直由母公司严格控制，近年来迅速出现国际化的趋势。跨国公司研发活动的国际化形式主要有三种：在海外设立研发机构、与他国企业建立技术联盟、在全球范围内雇用研发人才。其中第一种形式最为重要，理论界对此进行了大量研究，本文以动因理论为核心，对相关理论研究的脉络及进展情况进行整理与廓清。

研发投资的“选址悖论”与初步解释

长期以来，经济学家一直认为跨国公司的研发活动发生在母国。从获取技术创新的收益上考虑，在传统的国际直接投资理论中，一般认为跨国公司对外直接投资的前提是拥有特定优势，其中技术优势是特定优势的核心。拥有技术优势的企业不一定选择到国外进行直接投资，因为企业可以通过许可证的形式获取技术优势的收益。对这一问题进行解释的理论有曼斯尔德的技术泄密论、鲁特的长期投资论、巴克利、卡森和拉格曼的内部化理论以及邓宁的国际生产折衷理论等，这些理论虽然角度不同，但都认为跨国公司选择直接投资的根本目的在于获取所拥有的技术优势的全部收益。由于研发活动是企业获得和保持技术优势的重要途径，为防止创新技术的外溢，跨国公司会将研发投资活动集中于母国。

从技术的创新及管理成本上考虑，传统理论认为，研发活动具有很强的规模效应和集聚效应，要求研究机构之间位置相近，而且研发活动关系跨国公司的经营战略，必须处在公司总部的严格控制之下，因此跨国公司的研发机构一般会集中于母公司。

以上两方面理由意味着，在跨国公司的全球生产经营体系中，技术创新遵循着母公司研发投资－技术创新－子公司创新扩散的路径，技术的流动是单向的，由母公司逐渐地传递、扩散到子公司。弗农和金德伯格曾经通过一个准殖民地模型证实了这一观点。20世纪70年代末，随着经济全球化的迅猛发展和国际竞争的日趋激烈，一些颇具实力的大型跨国公司一改以往以母国为研发中心的传统布局，在全球范围内有组织地安排科研机构，从而促使跨国公司的研发投资活动日益朝着国际化、全球化的方向发展。至此，跨国公司研发投资国际化现象开始引起学术界的广泛关注。

由于技术的外溢性是影响跨国公司研发投资国际化的重要因素，所以早期的研究从关注跨国公司研发投资外溢性着手。一般认为，曼斯尔德是最早对跨国公司研发活动的国际化进行研究的学者，他的研究以区分先进技术中所包含的知识类别为基础。他认为技术创新涉及两类知识：一是公共知识，这类知识类似于信息可以通过各种载体间接传播，属于显性技术。二是内在知识，这类知识属于隐性经验类知识或活内化知识，难以进行有效复制并间接传递，主要来自于长期学习积累和实践过程。正是因为这些特有的隐性经验类技术，跨国公司才各有特色、各具优势。曼斯尔德认为，企业的技术创新能力是以蕴涵于组织结构内的不可交易的内在能力和经验为基础。这意味着较大型的跨国公司由于具有丰富的隐性知识，能更快的进行不可复制的知识和技术的创新，有效的防止知识和技术的外溢，所以这些跨国公司倾向于在研发活动上建立国际网络,以便提高和发挥自身所具有的全部创新能力，发展自身特有的技术优势。

尼尔森进一步探讨了技术中所包含的公共知识要素和内在知识要素的联系和互动关系。技术的公共要素是指不能或无法注册的,或潜在的无法注册的技术知识，是一种潜在的公共物品，一旦创造出来，其他厂商就可以免费或低成本获得并使用。但是，厂商要经历成本很高的学习过程，产生大量沉没成本。这一方面使得东道国厂商技术模仿的风险大大上升，另一方面使得跨国公司的技术周期得以尽可能的延长，从而降低技术溢出效应，引发海外研发投资的产生。

曼斯尔德和尼尔森对生产技术中知识要素的区分，虽然从技术溢出控制的角度对跨国公司海外研发投资进行了解释，但该理论并没有说明跨国公司为什么一定要到海外进行研发活动，也没有对跨国公司海外研发投资的类型进行区分。由此引发了经济学家对研发投资国际化现象的进一步思考。

传统国际投资理论的拓展对研发投资国际化的解释

解释跨国公司国际投资行为的理论中，邓宁的国际生产折衷理论具有普遍的接受性。该理论认为，影响跨国公司对外直接投资的因素主要有三个（OLI）：无形资产的所有权优势、在国外市场的区位优势及市场失灵形成的内部化机会。跨国公司只有同时具备这三项优势时，对外直接投资才是理性的选择。邓宁认为，跨国公司海外研发直接投资的作用在于能帮助企业获得某种优势，该优势与公司业已存在的优势结合在一起，有利于跨国公司保持和强化在东道国的市场竞争优势。具体来讲，跨国公司的海外研发直接投资有利于跨国公司适应当地化生产、降低生产成本、监控国外技术创新情况等。这意味着由于跨国公司的海外研发投资活动能够增强区域内的生产选址优势，所以海外生产性投资行为会相应引起海外研发投资的发生。

邓宁的理论强调了区位因素对跨国公司直接投资决策的重要性，而弗农则认为区位因素的重要性会随着跨国公司产品生命周期的不同而变化，从而产品生命周期对公司参与国际经济活动的方式选择起着决定性的影响。根据该理论，跨国公司的生产选址会依据产品的生命周期而定，当产品处于创新阶段时，生产活动及相应的研发活动会集中于国内，主要以出口的形式参与国际经济活动。当产品处于生命周期的后期阶段时（产品成熟阶段与产品标准化阶段），部分生产活动及研发活动会逐渐向国外转移。海外研发分支机构的主要职能是在内部转移技术，帮助海外子公司更好的从事生产经营。这意味着跨国公司海外研发投资是依据跨国公司的总体战略，在产品生命周期的后期阶段，伴随生产性分支机构的外移进行。此后，弗农又对产品生命周期理论进行了一定的修正，主要的更改在于新产品最初开发出来时生产地点的布局上，由于跨国公司拥有全球性的生产体系，产品的研发、生产和销售呈高度组织化状态，所以跨国公司一开始就可能会针对东道国市场开发新产品，并在当地组织生产。修正后模型意味着，在产品生产周期的新产品阶段，跨国公司可能会在东道国进行意在根据市场需求调整产品特征、生产工艺等的适应性研发投资。

为了更好的对跨国公司研发投资的国际化进行解释，皮斯和康特威尔对产品生命周期理论进行了发展，修正后的理论着重对跨国公司海外研发分支机构的作用进行了进一步的考察，认为跨国公司海外研发投资的主要潜在职能是对位于不同国家的研究分支机构加以协调，同时获得东道国企业的技术创新信息。这一观点跟原产品周期理论相比，特别突出为了保持和提升公司的整体竞争力，研发分支机构在全球范围内获取技术资源中的重要作用。此后，巴特利和高歇尔对产品周期模型进行了新的扩展。他们提出了产品创新、接近市场和降低成本三位一体的跨国投资模式，进一步强调了海外研发投资在跨国公司随着产品生命周期的变化进行战略调整中的重要作用。

另外，由于从事直接投资的企业大都具有寡头色彩，所以经济学家试图运用产业组织理论，从企业战略的角度解释跨国公司的直接投资行为。这些理论认为，许多直接投资实际上属于意在维护市场额的“寡占反应”性投资。由于研发投资是企业在当地获得市场力量的重要途径，所以许多海外研发投资实际上是生产性寡头厂商间博弈的结果。

新投资理论对跨国公司研发投资国际化的解释

皮斯创建了集中与分散理论，将影响跨国公司建立海外研发分支机构的作用力分为离心力和向心力，前者是指促使研发机构分散化的因素，如获取关键投入要素、进行外部交流以及政治因素等，后者是指促使研发机构集中化的因素，如利用规模经济、加强内部交流及保证商业安全等。跨国公司是否进行海外研发投资或研发投资的规模情况，取决于离心力和向心力的相互作用。

格雷斯川德提出了与皮斯相似的理论，他认为跨国公司海外研发投资活动是驱动因素与阻止因素相互作用的结果。驱动因素实际上是一种离心力，推动企业的R&D机构趋于分散化，包括支持当地化生产、满足当地消费者需求等。阻止因素则是一种向心力，吸引跨国公司的研究机构趋于集中，包括严格控制与监督研发活动、降低技术泄密风险等。跨国公司在制定研发投资战略时，需要研究驱动因素和阻止因素所形成的两种力量的长期均衡情况。

由于同一跨国公司在海外不同的地区研发活动的内容大不相同，而且同一跨国公司在不同的时间序列上对同一地区研发投资的重心也有所不同，所以有必要对跨国公司海外研发投资的类型进行区分，并将其与投资的时间序列结合起来进行研究。库莫通过对该问题的研究进一步细化了跨国公司海外研发投资的动机，将跨国公司海外研发投资分为以母国为基础的技术应用投资(HBE)和以母国为基础的技术增长投资(HBA)。HBE的主要目的是开发母国已经拥有的技术优势，即充分利用跨国公司现有的技术优势，进一步开拓国际市场，该种投资主要关注产品和工艺的区位适应性、产品的差异化等。HBA的主要目的在于从海外为母国获得新的技术与知识方面的信息，增加母公司的技术存量，从而进一步提高跨国公司的国际竞争力，该类投资更加强调为公司创造核心产品、支援核心产品及创新生产工艺等。由于两种研发投资活动在时间序列上具有一定的关系，所以这一理论同时也暗示着，对于一个刚刚开始引进跨国投资的国家，跨国公司的研发投资活动主要是更多地利用母公司的知识存量。

在起源于斯密和马歇尔、集成于潘罗斯的企业成长理论中，企业被看作是一个资源的集合，企业通过两种方式取得和维持其竞争优势：一是拥有持久的、不能被完全复制的资源，二是企业以一种难以复制的方式配置其所拥有的资源。企业的目标就是随着环境的变化不断调整和更新其所拥有的资源和配置方式，而企业的战略是企业拥有可以产生“理查德租金”的资源的重要途径。所以也有经济学家从技术创新所需资源的角度对跨国公司的海外研发投资行为进行解释，认为跨国公司从事海外研发投资是为了获取研发所需的辅资产，是相应于公司内部的关键性资产而采取的安全措施，包括从事技术开发研究的辅助信息、关键性辅助技术等。这些资产虽然在基础研究和技术创新中处于辅助地位，但对跨国公司海外生产和经营活动取得成功却至关重要。

跨国公司海外研发投资的区位选择

前面的理论主要从各种角度对跨国公司海外投资的动机进行了分析，即跨国公司为什么要进行海外投资，但缺乏对影响跨国公司海外研发投资区位选择的因素分析。根据以上理论及相关实证研究，可以将影响跨国公司研发投资区位选择的主要因素归纳为以下几个方面：

东道国的市场规模。Lall、Hewitt、Hirschey和Cave分析了美国的跨国公司在海外研发投资的区位偏好，发现海外研发活动与国外市场规模呈现明显的正相关关系。Zejan通过对瑞士跨国公司海外研发活动的分析，发现东道国的市场规模、人均收入等因素对跨国公司在当地的研发投资有重要影响。Hakanson和Nobel也对瑞士跨国公司海外研发投资的区位选择进行了研究，他们选择瑞士最大20家跨国公司海外150家研发分支机构进行了调查，对公司主要产品或生产工艺进行适应性改造，使之更加符合东道国的区位市场需求，在动机比重中占到32%。Kuemmerle对238家海外研发分支机构进行调查研究后发现，技术利用型研发机构一般临近主要市场和生产性企业，这意味着东道国的市场规模及成长潜力是影响技术应用型投资的重要因素。Granstrand对24家日本企业和23家瑞士企业进行了比较研究发现，无论是日本企业还是瑞士企业，在考虑海外研发投资选址问题时，都将支持区位市场看作非常重要的影响因素。Patel对220家海外研发机构的研究表明，研发机构的区位选择取决于研发的目的，以调整产品、工艺和原材料适应国外市场为目的，为海外生产性分支机构提供技术支持的研发机构，在选址时最看重东道国的市场规模，研发机构的规模通常比较小，研发的优势主要在母国。

东道国的研发成本。Lall、Hewitt、Hirschey和Cave等人在研究区位选择时，还发现在美国本土从事研发工作的职员工资成本与海外研发活动呈正相关性。这说明除市场规模外，东道国研发人员的工资水平也是影响跨国公司当地研发规模的重要因素。Granstrand对日本和瑞士企业的比较研究，却表明日本的跨国公司在考虑海外研发机构选址因素时，并不将区位研发人力成本看作是主要的影响变量。

东道国的技术水平。Hakanson和Nobel对瑞士跨国公司海外研究分支机构投资动机的研究发现，开发利用国外技术资源的动机仅占到8% ，这在一定程度上表明，东道国的技术水平并不是影响跨国公司研发机构海外选址的主要因素。不过Fors和Zejan对瑞士跨国公司海外研发活动的一项研究表明，发现海外研发投资的主要目的虽不是获取国外技术，但为了更好地履行适应当地生产的职能，跨国公司倾向于将海外研发投资布局在行业内技术相对先进的地区。Kuemmerle对238家海外研发分支机构的调查研究表明，技术增长型研发机构为了获得新的知识资源，非常看重区域的技术水平，一般布局在科技人才相对密集的地区。另外，技术增长型研发投资在跨国公司整个海外研发投资中所占比例越来越大。Granstrand对日本和瑞士企业的比较研究表明，日本企业将获得区位的先进技术视为其海外研发投资选址的重要因素；而瑞士跨国公司中，只有电子行业的企业将获得国外先进技术视为其研发投资选址的重要因素。Patel的研究表明，以跟踪和监视国外科技发展动态为目的的海外研发分支机构，在选址上主要考虑东道国科技水平，研发的优势主要在母国。而以在母国之外创新核心产品及关键技术为目的的海外研发机构，在选址上也主要考虑东道国的技术水平、研发规模及研发成本等方面的优势，但母国已经不具研发优势。

东道国的政策环境。Hakanson和Nobel对瑞士跨国公司海外研发机构的研究表明，政治因素、环境条件、东道国政策等因素在企业海外研发投资动机中的比重占到34%，这意味着东道国的政策环境是影响跨国公司海外研发投资的重要因素。Granstrand对日本和瑞士企业的比较研究却表明，日本企业在考虑区位时，并不将东道国政府政策视为重要影响因素，并且政府政策对驱动因素的影响比对阻止因素的影响更为敏感。另外，研究还表明，技术信息的泄露风险对日本任何企业不构成阻止R&D分散化的因素，所以这一结论从侧面表明，东道国的政策环境对日本跨国公司海外研发机构的选址没有太大影响。

东道国的FDI规模。由于跨国公司在进行海外生产性直接投资时考虑的一个重要因素就是接近市场，所以东道国的FDI水平会通过市场规模间接对跨国公司的选址产生影响。但跨国公司在海外布局其生产性投资时除了考虑东道国的市场规模外，还要考虑生产成本、运输费用等方面的因素，所以跨国公司的适应性研发投资机构的选址就会与其海外生产性投资规模直接密切相关。Pearce的研究证明了这一点，他用数据分析了122家主要跨国公司海外研发活动的区位决定因素，发现海外生产比例与海外研发活动呈正相关。喻世友、万欣荣等采用多元性线回归分析法的研究表明，东道国的FDI规模、国内生产总值及知识产权保护状况是影响跨国公司研发机构海外选址的三个重要因素，其中FDI规模是首要因素。

参考文献：