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浙江大學研究員王文海

控制裝備及系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)裝備以及冶金、能源、石化、國防等領域重大工程的神經(jīng)中樞、運行中心和安全屏障，主要功能是監(jiān)測、控制、優(yōu)化整個工藝流程和產品質量，是確保重大工程和重大裝備安全可靠和高效優(yōu)化運行的不可或缺的關鍵通用硬軟件平臺與系統(tǒng)，是實現(xiàn)重大工程和重大裝備節(jié)能、降耗、減排的有效途徑。在智能制造的背景下，其發(fā)展趨勢

主要體現(xiàn)在以下四個方面：

（1）控制裝置與系統(tǒng)的智能化

結合現(xiàn)代控制理論，應用人工智能技術，以微處理器為基礎的智能化設備紛紛涌現(xiàn)；先進控制策略、故障診斷、過程優(yōu)化、計算機輔助設計、仿真培訓和在線維修技術等日益得到廣泛應用；隨著數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、推理機能的發(fā)展，尤其是知識庫系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的應用，如自學習控制、遠距離診斷、自尋優(yōu)等，人工智能將在控制系統(tǒng)各級實現(xiàn)；控制系統(tǒng)架構扁平化趨勢下，分散控制向分散智能發(fā)展；具體包括：自診斷、自修復、自校正、自適應、自學習、自協(xié)調、自組織、自決策等。

（2）控制裝置與系統(tǒng)的泛在化及協(xié)同化

嵌入式計算隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)）而無所不在；打破電氣控制(包括傳動控制、邏輯和順序控制)、過程控制、運動控制等多專業(yè)的桎梏，模糊SCADA、RTU、PLC、DCS、IPC等控制裝置的產品邊界，取消控制域、管理域、企業(yè)域等的應用范圍邊界，構建規(guī)模可大可小（scalable）、具有高可用性（availability），性能穩(wěn)健（robust），通信、控制、優(yōu)化等數(shù)據(jù)能力極強，且無邊界的平臺——協(xié)同過程自動化系統(tǒng)；實現(xiàn)企業(yè)全部變量參數(shù)的實時可測可控；實現(xiàn)企業(yè)運行流程的全閉環(huán)控制，保證企業(yè)綜合指標最優(yōu)化。

（3）工藝流程、工業(yè)裝備及控制優(yōu)化一體化智能設計

結合相應行業(yè)裝備、工藝設計和工程應用要求，進行一體化智能設計，開發(fā)集成基于重大工程的行業(yè)模型庫、算法庫與知識庫，以逐步形成核電控制系統(tǒng)、電力控制系統(tǒng)、石化控制系統(tǒng)、水泥控制系統(tǒng)等行業(yè)專業(yè)控制系統(tǒng)產品。

（4）控制裝置與控制系統(tǒng)的信息安全與安全防范

工控系統(tǒng)的重要性、脆弱的安全狀況以及日益嚴重的攻擊威脅，引起世界各國的高度重視，并在政策、標準、技術等方面展開積極應對。

控制系統(tǒng)縱深防御：從工業(yè)防火墻、入侵檢測到態(tài)勢感知等系列產品；

控制系統(tǒng)內建安全：自身安全的設計、開發(fā)和認證，包括通信健壯性CRT認證、嵌入式設備安全保障認證EDSA和SSA、安全開發(fā)生命周期保障認證SDLA；

新一代主動防御技術：改變游戲規(guī)則的網(wǎng)絡安全防御技術，移動目標防御MTD，自主智能攻防等。國內推出工控安全防護產品和大規(guī)模漏洞挖掘平臺等，提出控制裝備內建安全、擬態(tài)防御、自重構可信賴、使命確保，可信計算等創(chuàng)新性主動防御技術。

工控系統(tǒng)安全不是工控系統(tǒng)與信息安全的簡單疊加，需要與內生安全主動防御技術深度融合、基因重構和伴生演進。優(yōu)穩(wěn)公司研究構建結合功能安全、信息安全、操作安全，覆蓋工控系統(tǒng)管理層、監(jiān)控層、控制層、器件（部件）層，貫穿控制工程的設計、運行、服務等全生命周期，全面保障工控系統(tǒng)的安全性、可靠性、實時性以及可用性的主動防御內生安全的工控系統(tǒng)安全防范核心技術體系。并與浙江大學工業(yè)自動化國家工程研究中心聯(lián)合攻關，基于安全增強、動態(tài)重構、工程模型檢測，構建自主可控融合增強的內生安全防御體系；結合可編程電子控制模塊、安全協(xié)議棧與控制核心網(wǎng)絡、編程開發(fā)與運行操作軟件環(huán)境，進行內生安全設計；保障工控系統(tǒng)在“有毒帶菌”環(huán)境下的運行安全。

摘自《自動化博覽》2020年10月刊