第3章12挑战与展望(310KB).ppt

物联网的大规模应用必将导致海量数据的处理问题，云计算（Cloud Computing）则当仁不让地成为物联网发展的技术支撑和保障。 云计算是一种基于互联网的超级计算模式，成千上万台电脑和服务器连接成一片“电脑云”，用户可以按需使用共享的软硬件资源和信息。 云计算的目标并非仅仅提高运算能力，其核心思想是要整合网上的所有资源，给其中的每一个成员使用，包括对海量数据和信息的高速处理及利用，因此物联网和云计算的关系是相辅相成的，云计算的技术进步将会带动物联网产业更快更好地发展。 End of Chapter 3.12 3.12 自动化应用面临的挑战与展望 主要内容 自动化应用面临的问题和挑战 自动化应用的前沿领域和发展趋势 一、自动化应用面临的问题和挑战 自动化的应用领域非常广泛，早已从主要面向工业和军事扩展到了能源、环境、交通、建筑、经济、管理、家居等几乎所有领域。 伴随着信息技术的快速发展，自动化应用在深度和广度上也不断拓展，新概念、新技术、新问题不断涌现，一方面给自动化的发展提供了前所未有的机遇，同时也使自动化面临着众多的挑战。 1. 综合自动化系统的整体水平有待提高 很多应用领域的自动化系统都在朝综合自动化方向发展，就一个生产企业而言，综合自动化涉及了产品的全生命周期，各个环节和各个子系统相对独立而又相互关联、相互影响，要真正形成一个平稳、协调运转的大系统是相当艰巨的任务，同时也是一个渐进的过程，不可能一蹴而就。 现有的工业综合自动化成套产品和完整解决方案尚不够完善，离全面和深度融合尚有一定距离。 很多领域，如楼宇自动化、家庭自动化、农业自动化等还处于发展的初级阶段，需要加大投入，逐步完善和推广。 综合自动化系统的设计、构建和实施是一项复杂的系统工程，涉及到众多的技术领域，需要不同专业背景的科技和管理人员共同参与，同时还必须在很多关键技术上深入开展研究，如综合自动化系统的体系结构、信息集成技术、检测与识别技术、决策支持系统等 。 2. 复杂系统的研究尚处于探索阶段 复杂系统包括电力系统、综合工业生产系统、交通系统、社会经济系统、生物系统等。同时，系统的网络化加剧了系统的复杂性。 现有“大系统理论”的主要成果基本上是线性系统理论在复杂结构下的推广，远远不能满足复杂系统的研究需要，而“复杂系统理论”近年来虽然取得了一些进展，但尚处于探索阶段，离实际应用还有较大距离。较普遍的看法是，复杂系统的研究应当走智能化和综合集成的道路。 3. 系统建模与系统分析、控制、决策等的结合问题 要实现有效的管理和控制，离不开系统建模。系统模型若过于复杂，会给分析、设计和决策带来很大困难；反之若过于简单，则无法反应真实特性。因此系统建模不是一个独立的过程，应充分考虑控制和管理上的需要。 目前针对线性系统的建模研究已比较成熟，但时变、非线性、不确定动态系统、复杂系统等的研究依然不多，且大多属于定量模型。如何把定量模型和定性模型结合起来，并考虑控制和管理的需要尚待深入研究。 4. 先进控制策略的推广应用 先进控制策略一般指控制性能优于PID控制、而且通常要借助于计算机来实现的一类控制算法，如自适应控制、预测控制、最优控制、智能控制等。 在一个网络化的控制系统中，往往有85%以上是简单的PID控制，有5%~10%是包含了多种方式的复合控制，而先进控制系统的比例只有5%左右。 随着控制系统规模和复杂程度的不断增加，简单的PID控制往往不能满足要求，或者即使能满足要求，也不能获得很好的效果。 现在的自动化系统绝大部分都已实现了数字化或计算机化，在计算机中以软件的形式实现较复杂的先进控制或简单的PID控制并无本质差别，但先进控制的效果明显优于PID控制，可以显著提高生产效率、改善产品质量、降低生产成本，从而创造出巨大的经济效益。 大力推广和应用先进控制策略不仅切实可行，而且对全面改善系统性能、提高自动化水平、实现国家倡导的节能降耗减排以及提高资源利用率等都具有十分重要的意义。 5. 自动化在很多领域的应用水平急待提高 自动化在工业、军事等很多领域取得了巨大的成功，但仍有不少领域需要深入开展研究，拓展应用范围，提高应用水平。 家庭自动化由于实施成本的问题，基本上还停留在单机自动化水平上，虽然已经出现了具有网络接口的冰箱、空调等“信息家电”产品，但还难以实现不同系统的互连和组网，很多所谓的“智能小区” 离真正的智能自动化还相差甚远。