“十二五”期间我国工业自动化发展面临的挑战，可以概括为十个方面：
——仪器仪表智能化。今后，传统仪器仪表将仍朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保、长寿命的“六高一长”方向发展。新型仪器仪表与元器件将朝着小（微）型化、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化、服务专门化、简捷化、家庭化、个人化、无维护化以及组装生产自动化、无尘化、专业化、规模化的“二十化”方向发展。
——控制系统网络化。目前，控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在的FCS（现场总线控制系统）。21世纪的控制系统将是控制与网络结合的系统，对网络化控制系统（即NCS）的研究已成为当前自动化领域的前沿课题。
网络技术与工业控制系统的结合将极大地提高控制系统的水平，改变现有控制系统相对封闭的企业信息管理结构。将现场总线、以太网、嵌入式技术和无线通信技术融合到控制网络中，在保证系统稳定性的同时，又增强了系统的开放性和互操作性，从而有助于企业加快新品开发、降低生产成本、完善信息服务。
——工业通信无线化。无线技术进入工业领域的趋势是毋庸置疑的，特别是在有线无法使用的场合，无线技术更具优势。目前各供应商正在提供一系列软硬件技术，协助在产品中增加通信功能。然而，在增加无线连网功能时，芯片及相关软件的选择极具挑战性。同时，无线技术的可靠性、实时性、兼容性等性能还有待加强。
——物联网与自动化。从“管理、控制、智能”的角度来看，工业自动化包含采集、传输、计算等环节，而物联网是全面感知、可靠传递、智慧处理，两者一脉相承。从物联网需要的产业链角度看，物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等属于其上游技术和产业，而下游则是物联网的应用问题。有专家认为，“传统工业自动化领域其实是物联网的一部分。”工控厂商应成为物联网真正落地的推手。
——云计算与自动化。云计算是一种依托Internet的超级计算模型，将巨大的资源联系在一起，为用户提供各种IT服务。云计算模式将带来自动化软件行业的巨大变革，包括：自动化系统的架构将更加灵活，分布式架构将扩展到更大范围；海量信息的分析与处理将成为自动化软件的常规功能；将彻底改变工程开发模式；转变软件供应商的服务模式，降低维护成本；降低自动化系统对硬件的要求，提升软件的行业地位；新技术与新产品理念将成为竞争的核心。
——安全生产自动化。如何高效利用自动化与信息化技术，提高安全生产水平已成为工业生产的重要课题。如今许多自动化供应商已不仅提供一种或几种安全产品，而更多的提供安全解决方案，提高用户设备的安全性。在不影响生产过程的情况下提高安全保障，将安全功能嵌入到用户的设备中，是新的挑战。此外，在我国，功能安全还只是概念，国内生产的电气仪表产品获得功能安全认证的还比较少。将安全自动化结合到具体的各行各业，是落实“科技兴安”战略的重要方面。
——通信协议的标准渐近化。协议的标准化意味着网络环境的控制系统具有更好的开放性、互操作性。在控制网络中，传统的DCS自成体系；FCS尽管已经达成国际标准，但现场总线种类仍有10多种；工业基础以太网也出现了多个国际标准协议。由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展，开放、透明的通讯协议是必然要求。如今，工业以太网进入控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术，现场总线技术与工业以太网技术进一步融合必然是发展方向。因此，通信协议的标准渐近化将是一个漫长过程。
——工控软件的新发展。在工控领域，硬件软件化是一种趋势。如德国三S软件公司推出CoDeSys V 3.4软件，即是一种嵌入式系统软PLC，倡导以“可复用”为宗旨的“开放式、可重构的自动化”理念。
——“低碳经济”自动化。21世纪，流程工业仍是经济发展的重要支柱产业。以高新技术创新来推动这些行业实现节能降耗，是装备制造业必须迈出的步伐。而低碳经济中的电机节能、过程优化、变废为宝、余热利用等方面，无不与自动化技术密切相关。
——模拟仿真普适化。网络技术的发展将我们带入普适计算时代。而融合了普适计算技术的“普适化仿真技术”实现了信息空间与物理空间的结合，将推动现代建模仿真研究、开发与应用进入一个崭新的时代。
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