“十二五”期間我國工業自動化發展面臨的挑戰，可以概括為十個方面：
——儀器儀表智能化。今后，傳統儀器儀表將仍朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保、長壽命的“六高一長”方向發展。新型儀器儀表與元器件將朝著小（微）型化、集成化、成套化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化、綜合自動化、光機電一體化、服務專門化、簡捷化、家庭化、個人化、無維護化以及組裝生產自動化、無塵化、專業化、規模化的“二十化”方向發展。
——控制系統網絡化。目前，控制系統的結構從最初的CCS（計算機集中控制系統），到第二代的DCS（分散控制系統），發展到現在的FCS（現場總線控制系統）。21世紀的控制系統將是控制與網絡結合的系統，對網絡化控制系統（即NCS）的研究已成為當前自動化領域的前沿課題。
網絡技術與工業控制系統的結合將極大地提高控制系統的水平，改變現有控制系統相對封閉的企業信息管理結構。將現場總線、以太網、嵌入式技術和無線通信技術融合到控制網絡中，在保證系統穩定性的同時，又增強了系統的開放性和互操作性，從而有助于企業加快新品開發、降低生產成本、完善信息服務。
——工業通信無線化。無線技術進入工業領域的趨勢是毋庸置疑的，特別是在有線無法使用的場合，無線技術更具優勢。目前各供應商正在提供一系列軟硬件技術，協助在產品中增加通信功能。然而，在增加無線連網功能時，芯片及相關軟件的選擇極具挑戰性。同時，無線技術的可靠性、實時性、兼容性等性能還有待加強。
——物聯網與自動化。從“管理、控制、智能”的角度來看，工業自動化包含采集、傳輸、計算等環節，而物聯網是全面感知、可靠傳遞、智慧處理，兩者一脈相承。從物聯網需要的產業鏈角度看，物聯網所需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等屬于其上游技術和產業，而下游則是物聯網的應用問題。有專家認為，“傳統工業自動化領域其實是物聯網的一部分。”工控廠商應成為物聯網真正落地的推手。
——云計算與自動化。云計算是一種依托Internet的超級計算模型，將巨大的資源聯系在一起，為用戶提供各種IT服務。云計算模式將帶來自動化軟件行業的巨大變革，包括：自動化系統的架構將更加靈活，分布式架構將擴展到更大范圍；海量信息的分析與處理將成為自動化軟件的常規功能；將徹底改變工程開發模式；轉變軟件供應商的服務模式，降低維護成本；降低自動化系統對硬件的要求，提升軟件的行業地位；新技術與新產品理念將成為競爭的核心。
——安全生產自動化。如何高效利用自動化與信息化技術，提高安全生產水平已成為工業生產的重要課題。如今許多自動化供應商已不僅提供一種或幾種安全產品，而更多的提供安全解決方案，提高用戶設備的安全性。在不影響生產過程的情況下提高安全保障，將安全功能嵌入到用戶的設備中，是新的挑戰。此外，在我國，功能安全還只是概念，國內生產的電氣儀表產品獲得功能安全認證的還比較少。將安全自動化結合到具體的各行各業，是落實“科技興安”戰略的重要方面。
——通信協議的標準漸近化。協議的標準化意味著網絡環境的控制系統具有更好的開放性、互操作性。在控制網絡中，傳統的DCS自成體系；FCS盡管已經達成國際標準，但現場總線種類仍有10多種；工業基礎以太網也出現了多個國際標準協議。由于工業自動化系統向分布化、智能化控制方面發展，開放、透明的通訊協議是必然要求。如今，工業以太網進入控制領域，形成了新型的以太網控制網絡技術，現場總線技術與工業以太網技術進一步融合必然是發展方向。因此，通信協議的標準漸近化將是一個漫長過程。
——工控軟件的新發展。在工控領域，硬件軟件化是一種趨勢。如德國三S軟件公司推出CoDeSys V 3.4軟件，即是一種嵌入式系統軟PLC，倡導以“可復用”為宗旨的“開放式、可重構的自動化”理念。
——“低碳經濟”自動化。21世紀，流程工業仍是經濟發展的重要支柱產業。以高新技術創新來推動這些行業實現節能降耗，是裝備制造業必須邁出的步伐。而低碳經濟中的電機節能、過程優化、變廢為寶、余熱利用等方面，無不與自動化技術密切相關。
——模擬仿真普適化。網絡技術的發展將我們帶入普適計算時代。而融合了普適計算技術的“普適化仿真技術”實現了信息空間與物理空間的結合，將推動現代建模仿真研究、開發與應用進入一個嶄新的時代。
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