软件在工业自动化的重要性日趋突出随着硬件的成本不断下降,硬件冗余已被广泛理解和应用,同时,硬件设计越来越成熟,能够满足各种预定的要求,达到很高的可靠性水平。与此形成鲜明对比的是,即使可靠性水平不太高,人们也难以在设计软件时能够确保完全满足预定的要求;而包括从控制系统到安全系统、从单独的系统到复杂的集成系统的工业系统,对软件的依赖却越来越大。这就是说,软件变得越来越复杂,以至于更难控制其可靠性。于是,由于软件和人为因素造成的失效、事故甚至停机所占的比重越来越大。
更值得关注的是,自动化系统中软件开发成本越来越高。据可靠数据显示,在装备制造系统中,由1980至2010年的30年来,软件成本由10%增至40%,电子电器成本由
10%增至25%,机械成本由80%降至35%。此外,软件的复杂性随着软件变大呈指数增长,所需的开发时间也越来越长,而且软件出错的概率也不断增加。可见,对软件的复杂性进行科学管理的必要性日益迫切。
显然,在工业控制领域,软件设计的工程化必须在其全生命周期完善实施,即在设计阶段、仿真阶段、程序编制阶段、调试阶段、现场调试阶段、运行阶段以及支持服务阶段(对供应商)、维护阶段(对用户)全面实施。
其中,编程语言是实现软件功能的基础。对一个控制系统来说,软件的重要性不可置疑。用什么样的编程语言来编制应用软件,并且为贯穿于整个软件的全生命周期提供坚实的基础和足够的支持,极为关键。这种编程语言必须建立在现代软件工程的理论基础之上,用它来实现软件的全生命周期的各种必要功能,它首先必须具备以下特性:结构化、可分解、可重复使用、在软件的执行过程中必须是可控的,同时必须是可以被认证和被确认的。
信息化与自动化的密切融合在当今我国国情和历史条件下如何加快我国工业现代化进程?信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择。我们应该坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,两化融合,走出一条科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。
工业化是一个不断发展的动态过程。随着科学与技术革命的发展,这个动态发展过程体现在每一个工业企业中,就是要以提升企业的经济效益和竞争力为目标,以现代化信息技术为手段,以开发和利用信息资源为对象,以优化企业的开发、生产、管理和营销等业务流程为主要内容,持续不断地接近和超越世界工业的现代化先进水平。
从上世纪90年代开始,自动化的体系结构从底层的制造自动化到顶层的管理自动化,完成了由五层模型向三层模型的演变,充分体现了工业化和信息化两化融合的发展趋势。