WIA-PA標準：中國工業(yè)無線技術(shù)新突破

    編者語：我國自主無線標準WIA-PA成為國際標準對我國的工業(yè)無線技術(shù)乃至整個自動化行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。我國工業(yè)自動化領(lǐng)域長期以來的發(fā)展模式是依靠引進國外的先進技術(shù)與產(chǎn)品實現(xiàn)集成應(yīng)用。WIA-PA技術(shù)成為國際標準，標志著在工業(yè)無線通信領(lǐng)域，中國已經(jīng)成為技術(shù)領(lǐng)先的國家之一。

　　“一流企業(yè)定標準、二流企業(yè)做品牌、三流企業(yè)賣技術(shù)、四流企業(yè)做產(chǎn)品”已經(jīng)成為普遍認同的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律，標準之爭其實是市場之爭。誰掌握了標準，就意味著先行拿到市場的入場券，甚至成為行業(yè)的定義者。標準之爭的激烈在工業(yè)通訊領(lǐng)域中表現(xiàn)的尤為明顯。由于技術(shù)本身的原因，現(xiàn)在的各種工業(yè)通信協(xié)議都與原有的低速現(xiàn)場總線應(yīng)用層協(xié)議相結(jié)合而形成的。不可避免的，現(xiàn)場總線之爭延續(xù)到了愈演愈烈的工業(yè)以太網(wǎng)標準之爭，進而又延續(xù)到了眼下的工業(yè)無線技術(shù)標準之爭。

　　“在西方國家，很多企業(yè)都主動參與國家標準的制定。”國家標準化管理委員會副主任石保權(quán)在一次采訪中指出，這些企業(yè)的動機無非一個——得標準者得天下。“行業(yè)標準的制定最能體現(xiàn)一個行業(yè)的技術(shù)含量，而企業(yè)參與制定行業(yè)標準就會盡量把企業(yè)的技術(shù)體現(xiàn)進去，一旦企業(yè)牽頭制定的技術(shù)標準通過國家組織的專家評審，那就等于是國家為這個企業(yè)推廣產(chǎn)品，效益不言而喻。”

　　工業(yè)無線技術(shù)國際標準之爭競爭激烈

　　工業(yè)無線技術(shù)的國標標準之爭延續(xù)了現(xiàn)場總線標準之爭以及工業(yè)以太網(wǎng)標準之爭的異常激烈的特點。

　　國際上，以HART通信基金會和美國儀表系統(tǒng)與自動化協(xié)會ISA等為代表的幾百家會員單位，在眾多的跨國公司的支持下，積極開展相關(guān)標準的制定工作。IEC TC65（工業(yè)測量和控制技術(shù)委員會）在2006年9月也開始了國際標準的制定工作。但是，由于世界各國及各大公司出于商業(yè)利益及技術(shù)研發(fā)瓶頸的限制，IEC標準的制定工作爭論十分激烈。其中一個有意思的插曲是，就在HART 7（wirelessHART）標準推出的前兩天，霍尼韋爾對外宣布該公司作為HART基金會董事會成員之一，對WirelessHART的推出持反對態(tài)度?；裟犴f爾過程控制部總裁在一封聲明中建議HART基金會能夠采納ISA SP100標準。因為，“其中最顯著的差別是：wirelessHART的開發(fā)僅是為了支持HART協(xié)議，而ISA SP100標準則可以支持HART、Profibus、CIP、FOUNDATION Fieldbus等多個協(xié)議。”工業(yè)無線技術(shù)國際標準之爭的重要性與復雜性可見一斑。

　　我國用于工業(yè)過程自動化的無線網(wǎng)絡(luò)WIA-PA（Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation）規(guī)范是在中科院沈陽自動化研究所副所長于海斌研究員及曾鵬、徐皚冬等研究員的牽頭下，聯(lián)合浙江大學、機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所、重慶郵電大學、上海工業(yè)自動化儀表研究所、北京科技大學、西南大學、中科博微公司、浙江中控集團、東北大學、大連理工大學等十余家單位，由我國科技人員自主研發(fā)成功的。WIA-PA規(guī)范于2008年10月31日經(jīng)過國際電工委員會（IEC）全體成員國的投票，以96％的得票率獲得通過，作為公共可用規(guī)范IEC/PAS 62601標準化文件正式發(fā)布。得以使工業(yè)無線技術(shù)的國際標準形成wirelessHART（HART基金會）、ISA 100.11a（ISA）、WIA-PA（中國）三足鼎立的局面。

　　工業(yè)無線技術(shù)被列為我國十一五“863”計劃先進制造領(lǐng)域“工業(yè)無線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)研究與開發(fā)”重點項目。目前已突破了基于射頻環(huán)境認知和自適應(yīng)跳頻的高可靠通信技術(shù)、基于高精度同步和事件驅(qū)動的低能耗技術(shù)和基于空間、時間、頻率多維調(diào)度的實時通信技術(shù)等核心技術(shù)。建立了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系，開發(fā)了包括無線適配器、路由器、網(wǎng)關(guān)、手抄器在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)支撐設(shè)備，構(gòu)建了測試認證環(huán)境，并在冶金、石化、電力、污水處理等行業(yè)的示范應(yīng)用中取得了良好的效果。

　　WIA-PA技術(shù)推動中國自動化技術(shù)向前

　　全國工業(yè)過程測量和控制標準化技術(shù)委員會（SAC/TC124）秘書長歐陽勁松教授指出，我國自主無線標準WIA-PA成為國際標準對于我國的工業(yè)無線技術(shù)乃至整個自動化行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

　　工業(yè)無線技術(shù)作為工業(yè)自動化領(lǐng)域前沿熱點技術(shù)，引領(lǐng)工業(yè)自動化系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。工業(yè)無線技術(shù)是本世紀初新興的，一種面向設(shè)備間信息交互的無線通信技術(shù)，是對現(xiàn)有工業(yè)通信技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用方向上的功能擴展和提升。將引發(fā)傳統(tǒng)工業(yè)測控模式的變革，引領(lǐng)工業(yè)自動化系統(tǒng)向著低成本、高可靠、高靈活的方向發(fā)展。歐美等國政府多次在發(fā)展規(guī)劃中指出，工業(yè)無線技術(shù)將在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高能源效率等方面發(fā)揮重要作用。美國能源部還將工業(yè)無線技術(shù)列為實現(xiàn)到2020年美國工業(yè)整體能耗降低5％目標的主要技術(shù)手段之一。

　　工業(yè)無線技術(shù)引起了先進工業(yè)國家的高度關(guān)注。全國工業(yè)過程測量和控制標準化技術(shù)委員會副主任委員劉楓教授指出，無線技術(shù)在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境使用，面臨著抗干擾、高安全、實時通信等一系列挑戰(zhàn)性技術(shù)難題需要解決。國際上，以美國、德國為代表的西方工業(yè)強國投入巨資開展相關(guān)的研發(fā)工作，艾默生、西門子、霍尼韋爾、通用電氣等大公司都參與其中。目前國外工業(yè)無線技術(shù)的發(fā)展已開始進入工程驗證階段，關(guān)鍵技術(shù)難題正在逐步突破，市場需求非常旺盛，愛默生、霍尼韋爾等公司已初步形成了自有技術(shù)體系和原型產(chǎn)品。

　　歐陽勁松教授認為，WIA-PA規(guī)范成為國際IEC標準具有重要意義。我國工業(yè)自動化領(lǐng)域長期以來的發(fā)展模式是依靠引進國外的先進技術(shù)與產(chǎn)品實現(xiàn)集成應(yīng)用。由于不掌握核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)安全存在一定風險。我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的WIA-PA技術(shù)成為國際標準，標志著在工業(yè)無線通信領(lǐng)域，中國已經(jīng)成為技術(shù)領(lǐng)先的國家之一。這是對改變我國工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的有益探索和嘗試，對我國發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)測控系統(tǒng)工作的充分肯定。同時該項技術(shù)被國際電工委員會所承認，也標志著我們在工業(yè)化與信息化的融合工作中又為國家提供了一種新的高端技術(shù)解決方案。歐陽勁松教授表示，從總體看來，WIA-PA標準成為國際標準使更多的企業(yè)可以享受國家科研成果的帶來的好處，規(guī)范了相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，減小相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)和使用風險。并且可以擴大中國相關(guān)領(lǐng)域的自動化產(chǎn)品占據(jù)市場的份額，為中國工業(yè)化和信息化的融合提供高端解決方案。

　　我國無線技術(shù)發(fā)展任重道遠

　　歐陽勁松教授進一步指出，雖然我國的WIA-PA規(guī)范已經(jīng)成為國際標準，但由研發(fā)走向市場并取得相應(yīng)市場份額還有許多工作要做。WIA技術(shù)與標準化下一步工作重點包括：在WIA-PA技術(shù)的基礎(chǔ)上，將工業(yè)無線技術(shù)的應(yīng)用范圍從現(xiàn)場級擴展到工廠級和企業(yè)級；將工業(yè)無線技術(shù)的應(yīng)用從過程自動化擴展到工廠自動化；建立低速、低能耗的現(xiàn)場無線監(jiān)控和高速、高品質(zhì)工廠無線控制的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)體系；進一步研究工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的安全保障技術(shù)、工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)與工廠有線自動化網(wǎng)絡(luò)間的互連與互操作技術(shù)和工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)測試評估等關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上完善標準體系；繼續(xù)積極參與相關(guān)國際標準的制定，使更多的基于WIA-PA的技術(shù)得到國際標準的認可。（記者  朱曉培）