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工業(yè)控制系統(tǒng)是推動制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)，是實現(xiàn)新型工業(yè)化的重要動能。近年來，隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，工業(yè)控制系統(tǒng)從封閉獨立逐步走向開放互聯(lián)，從軟硬件深度捆綁到軟硬解耦，邊界不斷擴大，面臨的安全形勢日益嚴(yán)峻。本文詳細分析了工控安全面臨的新形勢、新變化、新問題、新挑戰(zhàn)，提出了推進我國工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)建議。

隨著工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型的推進，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與物理控制系統(tǒng)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)之間的融合日益加深。在各類業(yè)務(wù)頻繁交互的背景下，海量傳感器及執(zhí)行器設(shè)備泛在接入，系統(tǒng)邊界網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出分布廣泛、無人值守、物理保護措施薄弱的特點，為攻擊者提供了以非授權(quán)接入設(shè)備為侵入方式的物理入侵攻擊途徑。攻擊者可利用靜默性入侵設(shè)備長期潛伏在系統(tǒng)中實施信息竊取，對工業(yè)控制系統(tǒng)造成極大的安全威脅。本文通過分析工業(yè)控制系統(tǒng)安全威脅案例和演變趨勢，提出了物理入侵攻擊威脅及其模型，對比了物理入侵設(shè)備的檢測方法，探討了該領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)難題和未來的研究方向。

隨著工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）信息化和智能化的推進，信息安全問題日益凸顯。本文全面分析了類腦智能技術(shù)在ICS信息安全領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并深入探討了其在智能機器人定位、決策算法優(yōu)化、異常檢測等關(guān)鍵領(lǐng)域的實際應(yīng)用，同時討論了該技術(shù)在隱私保護、數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)穩(wěn)定性方面所面臨的挑戰(zhàn)。本文旨在為ICS信息安全領(lǐng)域提供新的視角和解決方案，推動類腦智能技術(shù)的實際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

根據(jù)運行數(shù)據(jù)反饋來實時動態(tài)優(yōu)化產(chǎn)線是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算的關(guān)鍵應(yīng)用之一。然而，現(xiàn)有的工業(yè)控制系統(tǒng)軟件并不具備實時在線動態(tài)重構(gòu)的能力。本文通過在邊緣計算中引入虛擬化技術(shù)與分布式工業(yè)控制軟件標(biāo)準(zhǔn)IEC 61499，實現(xiàn)了模塊化的工業(yè)控制代碼實時構(gòu)造，并在汽車焊接場景中取得了良好的效果，大幅度提升了補焊的效率。

本文探討了基于云邊自動化的工業(yè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和未來發(fā)展前景。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)正在從傳統(tǒng)的分層、封閉架構(gòu)向開放、平臺化架構(gòu)轉(zhuǎn)變。云邊自動化結(jié)合了云計算和邊緣計算，優(yōu)化了通信效率、系統(tǒng)靈活性和資源利用率。本文還討論了虛擬化技術(shù)、網(wǎng)算控互動機制、新一代通信技術(shù)等方面的挑戰(zhàn)和解決方案。最后，本文展望了云邊自動化在設(shè)計制造一體化、IT/OT融合等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

大型生產(chǎn)設(shè)施的安全與能效監(jiān)控，迫切需要低功耗、高精度的泛在感知，高實時、高可靠的無線傳輸以及動態(tài)靈活的生產(chǎn)管控。為此，本文首先提出一種扁平架構(gòu)的無線化工業(yè)控制系統(tǒng)。然后,圍繞感知、傳輸和控制等核心功能需求，系統(tǒng)闡述了高實時高可靠的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及其時?空?頻三元聯(lián)合調(diào)控方法，感知終端的變周期精益采樣和高能效精準(zhǔn)時間同步方法，以及管控平臺的語義化互操作和賦時工作流模型等核心關(guān)鍵技術(shù)。最后，研發(fā)了面向石油高效采收和電網(wǎng)全域安全監(jiān)測的無線化工業(yè)控制系統(tǒng)，介紹了應(yīng)用效果和成效。

一方面，邊緣計算所帶來的性能提升給工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備提供了巨大的潛力； 另一方面，工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用軟件的復(fù)雜程度也在不斷提升，對自動化工程師提出了 巨大的挑戰(zhàn)。因此，低代碼開發(fā)已經(jīng)受到工業(yè)界越來越多的關(guān)注與研發(fā)的投入。 本文介紹了適用于工業(yè)控制系統(tǒng)的低代碼設(shè)計方法以及常用建模范式。低代碼設(shè) 計已經(jīng)在工業(yè)多個場景中取得了良好的效益，在提升了代碼質(zhì)量的同時，也為工 程開發(fā)節(jié)省了大量的成本。在邊緣計算更加普及的未來，低代碼設(shè)計方法將在工 業(yè)各個行業(yè)中擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。

本文目的是給從事工業(yè)自動化控制領(lǐng)域技術(shù)人員，特別是控制軟件工程師作為參考，以期能為其進行任務(wù)需求分析、設(shè)計選型、開發(fā)實踐和調(diào)優(yōu)的過程中，提供和建構(gòu)一個共識基礎(chǔ)和討論框架。內(nèi)容上主要對基于通用架構(gòu)的工業(yè)控制器，所需要的實時控制技術(shù)進行拋磚引玉式的介紹。首先梳理了對基于實時計算的工業(yè)控制的相關(guān)概念理解，并試圖理清主要術(shù)語的含義和范疇；然后，對實時操作系統(tǒng)（RTOS）的概念和主流實例進行簡要說明；再者，還以英特爾邊緣控制平臺ECI中的實時解決方案為例，闡釋了“軟硬件一體化”方式進行實時任務(wù)開發(fā)和調(diào)試的理由。

為指導(dǎo)我國工業(yè)企業(yè)持續(xù)開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全（以下簡稱：工控安全）領(lǐng)域綜合防護能力提升，科學(xué)評價其安全防護能力水平，中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研用共41家組織機構(gòu)，歷時多年研制發(fā)布《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護能力成熟度模型》（GB/T41400-2022，以下簡稱：《成熟度模型》），從技術(shù)手段、管理制度、組織建設(shè)、人員能力等方面構(gòu)建5級成熟度模型，支撐國家工控安全保障體系建設(shè)。

工業(yè)控制系統(tǒng)作為工業(yè)核心組成部分，其安全事關(guān)工業(yè)生產(chǎn)運行、國家經(jīng)濟安全和人民生命財產(chǎn)安全。隨著工業(yè)體系由自動化向數(shù)字化、智能化發(fā)展，打破傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)的封閉環(huán)境，傳統(tǒng)信息安全風(fēng)險加速向工業(yè)領(lǐng)域滲透，工業(yè)控制系統(tǒng)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的主戰(zhàn)場，提升我國工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護水平已成為實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)。