摘要：在面对激烈竞争的变化环境中，企业为要不断取得竞争优势立于不败之地，则须在信息化、网络化建设的IT策略方面要与企业经营策略高度融合，而更本质的是所建立的基于与信息系统融合的广义自动化系统必须蕴涵现代型企业的″基因″所构成的基因链。
在面对激烈竞争的变化环境中，企业为要不断取得竞争优势立于不败之地，则须在信息化、网络化建设的IT策略方面要与企业经营策略高度融合，而更本质的是所建立的基于与信息系统融合的广义自动化系统必须蕴涵现代型企业的″基因″所构成的基因链。
1 现代企业发展对自动化系统的要求
1.1 现代企业发展的特征与企业“基因”
（1）特征
在信息化、网络化的环境中，现代企业发展的主要特征为：
生产模式柔性化：以适应市场上实际存在不同需求的模式；
供需能力国际化：以不断满足节省成本缩短交货期的要求；
产品研发快速化：以能适应产品生命周期日益缩短的趋势；
竞争优势的联盟化：以进一步满足客户对服务品质的要求。
这种特征表明，传统性企业必须要向现代型企业转化。
宏观上，企业建立竞争优势，取决于经营环境（即企业在业界具备重要特点的运作和如何组织成功竞争优势的环境）、企业环境（即企业自身，其主要特点，踪迹记录及强项和弱点）。IT环境（IT在建立竞争优势中，所扮演的角色和起到的作用）三个要素。
微观上，则取决于是否拥有作为现代型企业所必备的“基因”。
（2） 现代型企业的“基因”
在面对激烈竞争的变化环境中，企业为要不断取得竞争优势立于不败之地，则须在信息化、网络化建设的IT策略方面要与企业经营策略高度融合，而更本质的是：所建立的基于与信息系统融合的广义自动化系统必须蕴涵现代型企业的“基因”所构成的基因链。现代型企业的“基因”包含四部分内容：应变基因、速度基因、学习基因及创新基因。
1.2 现代型企业的发展对自动化系统的要求
如把宏观与微观结合起来，就会形成一个现代型企业对广义自动化系统要求的内涵。即系统要为现代型企业的基因提供良好的生存与进化环境。这样，随着外部环境的变化与时间的推移，企业具备通过自身调整而能不断适应与发展的功能。
（1）应变基因
应变是指系统对环境的变化保持敏锐的观察，以便通过调整来适应。包括对内部业务结构的重组，及实现柔性生产模式来保持企业的竞争优势。
所以，洞察力的形成是必须的。企业需要识别机遇还是危机。现代企业通过高性能化的IT技术手段，得到的信息在飞跃递增，其范围也不断扩大。迅速读取来自各个方面信息的各种变化，并确立能判断异常值的子系统，进而把它融合到必要信息的认识及比它更具有力度的知识变换的系统中去，这对于提高对市场的洞察力与应对能力是有积极意义的。
例如系统含有所需的分析、诊断手段，以判断诸如基础信息（表征企业运营“健康”的信息）、关键资源生产率信息（EVA对全因素生产率的评估）、核心技术状态的信息、紧缺资源分配信息、战略供应链运作信息、市场景气状况预测信息等，以便进而作出的相应的调整与控制。
现代企业的广义自动化系统建立有遍布各观测点的传感检测网。这对于形成洞察力是非常重要的基础。反馈是控制的基础，现代企业需要有价值的信息，需要经过梳理的信息。而企业的P-D-C-A循环，通过ERP-MES-PCS的功能结构宋实现。其中，控制则是动化系统的核心。包括实现资源的调配。
当然，系统也必须实施对危急事件的监控。即对重点领域进行的检测、安全事件及现象的分析、分离和判断，一旦发生就能应对。这包括电力、通信、信息、交通、上下水、煤气、地震及气象等，以建立务使企业安全的自动化系统。而系统本身的安全也必须子以考虑。
（2）速度基因
速度是获得竞争优势的重要条件。无论是对用户需求的快速响应，还是实现生产的即时性、设计与制造过程的快周期、资金的快速周转等。
当然，要取得速度，建立高速化、广域化的网络及实现数据的无障碍整合是必要条件。网络是企业感知和传递内外信息及系统中枢指令的神经传导，通过针对企业结构遍布企业各个角落，这些均包含在广义的综合自动化系统中。
而为提升企业整体能力所建立的全局优化的综合自动化系统结构则是充分条件。
（3）学习基因
学习基因的本质是为不断提高应变的能力。通过系统自身具备的结构机制，构成的富有企业个性特色的学习链，从而使企业组织知识的获得与发现充满活力（包括建立共同的价值观的企业文化），这是现代
企业发展的重要支柱。而建立各类数据库、数据仓库、知识库、模型库等是必要条件。另外，生产设备要素的智能化、成熟操作技能与知识的数字化、模型化以及建立跨学科领域知识的模型。包括通过实际运作的数据学习来获得模型结构，又经由模型参数的优化来改善提高控制性能（如图2所示）等。这些均是使系统逐步从静态结构过渡向动态控制结构的桥梁。
（4）创新基因
创新足企业发展的灵魂。企业系统必须具备创新平台，激活人的潜在创新意识。首要的是对需求和不足的本质认以与提炼，它是创新的源泉。系统要具备能使人们发现问题的窗口，在面对需求与不足时，能籍助于系统的有效工具，进行深入的分析，而共处于系统创新平台的团队成员的多样性，使观念汇集，并在质疑与冲突中，唤起新思路，协同合作，促使团队的创造力最大化。另外，系统还必须提供虚拟与实际相结合的环境，为提供创造力的验证与转化奠定基础。
将上述的要点汇总起来，就形成个现代型企业的基因所对应的自动化系统内涵要求。
应变基因：统具备对各种变化的洞察与处理能力；系统支持对经营业务的重构能力；系统具备适应柔性生产模式的能力；系统具备应对市场需求及规避风险的能力；系统具备自身安全及危急事件应对的能力。
速度基因：系统具备对客户需求响应的快速性；系统具备信息无障碍整合的快速性；系统支持产品设计制造过程的快周期性；系统具备实现生产的即时性；系统具备对状态把握及异常对策的快速性。
学习基因：系统具备建立和发展企业知识库的能力；系统具备对经营业务的决策支持能力；系统具备学习与诊断的能力；系统具备对业务及过程状态的预测能力。
创新基因：系统具备数据可追溯性和问题发现的能力；系统具备企业核心技术的形成能力；系统设计与过程创新平台具有综合转化力；系统具多种团队段协同创新的环境与能力。
这样，蕴涵现代企业基因的自动化系统的建立，构成了与传统企业的明显对比。如表1所示。
2 现代产业自动化系统的概念与构成
2.1 概念
产业自动化系统是由若干具有独立功能的构成要素，按同一自动化目的而有序组合并协同工作的整体（如图3所示）。
其中，主动构成要素的集合为系统主体，被动构成要素的集合为系统对象，系统主体与系统对象一起组成了系统。如图4所示。产业自动化系统与信息系统的融合即为广义自动化系统。
因此，关键在于如何把握系统对象的特征，并选择、组合。
系统主体的构成要素，集成以达到系统目标要求，并使技术／经济指标的综合评价上，能相对的优化。当然，系统主体有许多构成要素，而每个要素中又可由许多构件组成，其门类繁多。在全球化经济的开放环境中，构成要素已有大量商品化产品，因此如何规划、设计系统方案，选择、组合各构成要素，并集成为功能完善、性能良好的可靠、安全、稳定的自动化系统就变得十分重要。
2.2 系统结构
如图5所示，虚线圆1表示控制技术由传感、计算、执行三基本要素组成。其中由控制器来完成的计算包括控制算法等内容。它与控制对象与环境的关系见图6。
虚线圆2表示融合网络、计算机、控制器等构成要素的系统结构技术系统技术，它关系到所建立自动化系统的应用架构能达到的功能结构与覆盖面。
目前，系统技术正处于一个重大变革的时代。无论是网络（工业以太网、现场总线）、控制器（PLC、DCS）、计算机它们本身的内在结构与功能都在不断的发展与变化，而它们之间的结构如何整合更合理?更由于控制技术与系统技术之间功能结构的演变，与传感器与执行器的智能化发展有关，所以，未来的变数很大。图5中虚线1和虚线2的相交处即控制器部分，它是系统主体中核心
构成要素。
系统对象由两方面组成：控制对象与环境。因此，状态量的选择，在考虑控制对象的同时，还必须注意所处的环境。
系统结构体系及各组成要素选择及自动化方式决定，与系统对象的能观性与能控性以及对象模型的定位有关，如图7、图8所示。
2.3 系统的功能与性能
在规划、设计较大规模的产业自动化系统方案时，既要从大的方面来考察又要从具体的细则来审视系统的功能与性能，如表2所示。
2.4 系统的能力规划项目
一个较大规模的产业自动化系统的立，是严格分阶段进行的。它必须配合产业的建设发展规划、总体设计的进度而进行。
在进行系统设计前，应先进行系统能力规划，它包括有系统目标、系统规模、服务水准、业务量、资源配置及平衡、费用等等项目，每个项止中又有许多条目。如系统的服务管理项目包括功能、性能、方式、瓶颈、调整能力等，工作负荷管理项目包括交易量、负荷率、业务量预测、资源与负荷等；资源管理项目包括服务器、计算机、网络、控制器、人机界面、信息软件、控制软件、传感器、执行器、操作员、瓶颈等；成本管理项目包括购买、外包、运转维持、维修、使用时间等；安全管理项目包括信息、功能、系统等。
在进行系统规划阶段，要对经过反复多次的讨论与评议，这样就为系统的设计讨论与评价奠定了扎实的基础。因为产业自动化系统的设计实质上是系统集成设计。要做好这一点必需对企业的目标需求有深刻领会的同时，还要对通过自动化系统的建立为提升企业竞争优势所起到的作用在每个细节上有所把握，还必须注意标准的选择。只有这样，才能做到有的放矢，事半功倍，达到预期的效果。
3 结语
随着全球化经济激烈的竞争与发展，企业要想长期取得竞争优势，必须具备现代型企业的基因，而这又与广义自动化系统（即产业自动化系统与信息系统的融合）所给予的生存和发展环境有关。围绕现代企业基因的系统结构与功能正在不断的发展演变中。
现代意义的产业自动化系统也已不是单纯的由控制器构成的系统，而是一个由包含系统技术、控制技术、模型技术和人机界面技术等相应产品组合集成的自动化系统。在规划设计自动化系统时，要密切注意系统的目标需求及系统整体在实现目标中的作用。
