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浙江大學(xué)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(guó)防等領(lǐng)域重大工程的神經(jīng)中樞、運(yùn)行中心和安全屏障，主要功能是監(jiān)測(cè)、控制、優(yōu)化整個(gè)工藝流程和產(chǎn)品質(zhì)量，是確保重大工程和重大裝備安全可靠和高效優(yōu)化運(yùn)行的不可或缺的關(guān)鍵通用硬軟件平臺(tái)與系統(tǒng)，是實(shí)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(shì)

主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

（1）控制裝置與系統(tǒng)的智能化

結(jié)合現(xiàn)代控制理論，應(yīng)用人工智能技術(shù)，以微處理器為基礎(chǔ)的智能化設(shè)備紛紛涌現(xiàn)；先進(jìn)控制策略、故障診斷、過(guò)程優(yōu)化、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、仿真培訓(xùn)和在線維修技術(shù)等日益得到廣泛應(yīng)用；隨著數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、推理機(jī)能的發(fā)展，尤其是知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用，如自學(xué)習(xí)控制、遠(yuǎn)距離診斷、自尋優(yōu)等，人工智能將在控制系統(tǒng)各級(jí)實(shí)現(xiàn)；控制系統(tǒng)架構(gòu)扁平化趨勢(shì)下，分散控制向分散智能發(fā)展；具體包括：自診斷、自修復(fù)、自校正、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自協(xié)調(diào)、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(jì)算隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)）而無(wú)所不在；打破電氣控制(包括傳動(dòng)控制、邏輯和順序控制)、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制等多專業(yè)的桎梏，模糊SCADA、RTU、PLC、DCS、IPC等控制裝置的產(chǎn)品邊界，取消控制域、管理域、企業(yè)域等的應(yīng)用范圍邊界，構(gòu)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(qiáng)，且無(wú)邊界的平臺(tái)——協(xié)同過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)企業(yè)全部變量參數(shù)的實(shí)時(shí)可測(cè)可控；實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)行流程的全閉環(huán)控制，保證企業(yè)綜合指標(biāo)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(shè)計(jì)

結(jié)合相應(yīng)行業(yè)裝備、工藝設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用要求，進(jìn)行一體化智能設(shè)計(jì)，開發(fā)集成基于重大工程的行業(yè)模型庫(kù)、算法庫(kù)與知識(shí)庫(kù)，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(chǎn)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(yán)重的攻擊威脅，引起世界各國(guó)的高度重視，并在政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)等方面展開積極應(yīng)對(duì)。

控制系統(tǒng)縱深防御：從工業(yè)防火墻、入侵檢測(cè)到態(tài)勢(shì)感知等系列產(chǎn)品；

控制系統(tǒng)內(nèi)建安全：自身安全的設(shè)計(jì)、開發(fā)和認(rèn)證，包括通信健壯性CRT認(rèn)證、嵌入式設(shè)備安全保障認(rèn)證EDSA和SSA、安全開發(fā)生命周期保障認(rèn)證SDLA；

新一代主動(dòng)防御技術(shù)：改變游戲規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)安全防御技術(shù)，移動(dòng)目標(biāo)防御MTD，自主智能攻防等。國(guó)內(nèi)推出工控安全防護(hù)產(chǎn)品和大規(guī)模漏洞挖掘平臺(tái)等，提出控制裝備內(nèi)建安全、擬態(tài)防御、自重構(gòu)可信賴、使命確保，可信計(jì)算等創(chuàng)新性主動(dòng)防御技術(shù)。

工控系統(tǒng)安全不是工控系統(tǒng)與信息安全的簡(jiǎn)單疊加，需要與內(nèi)生安全主動(dòng)防御技術(shù)深度融合、基因重構(gòu)和伴生演進(jìn)。優(yōu)穩(wěn)公司研究構(gòu)建結(jié)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(shè)計(jì)、運(yùn)行、服務(wù)等全生命周期，全面保障工控系統(tǒng)的安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性以及可用性的主動(dòng)防御內(nèi)生安全的工控系統(tǒng)安全防范核心技術(shù)體系。并與浙江大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化國(guó)家工程研究中心聯(lián)合攻關(guān)，基于安全增強(qiáng)、動(dòng)態(tài)重構(gòu)、工程模型檢測(cè)，構(gòu)建自主可控融合增強(qiáng)的內(nèi)生安全防御體系；結(jié)合可編程電子控制模塊、安全協(xié)議棧與控制核心網(wǎng)絡(luò)、編程開發(fā)與運(yùn)行操作軟件環(huán)境，進(jìn)行內(nèi)生安全設(shè)計(jì)；保障工控系統(tǒng)在“有毒帶菌”環(huán)境下的運(yùn)行安全。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年10月刊