提升智能制造核心水平 推進(jìn)CPS關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

　　當(dāng)前，全球新一輪工業(yè)革命已經(jīng)到來，美國(guó)、德國(guó)等先后發(fā)布了新一代工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。德國(guó)在《德國(guó)工業(yè)4.0實(shí)施建議》中提出建設(shè)一個(gè)平臺(tái)，即“信息物理系統(tǒng)平臺(tái)”，并開展了信息物理系統(tǒng)（CPS）試驗(yàn)工作，建成了世界第一個(gè)已投產(chǎn)的CPPS實(shí)驗(yàn)室。美國(guó)自2006年起就開始了CPS的研究，不斷加大在CPS研究方面的項(xiàng)目投資，并于2014年建立了CPS公共工作小組（PWGCPS），來推動(dòng)CPS的參考架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。CPS在各國(guó)搶占制造業(yè)制高點(diǎn)的過程中發(fā)揮著重要的作用。

　　業(yè)內(nèi)人士指出，《中國(guó)制造2025》和“十三五”規(guī)劃將重點(diǎn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，智能制造是重中之重。制造業(yè)用工成本超過10%的增長(zhǎng)是拉動(dòng)智能制造裝備需求的最強(qiáng)基本面，2016年智能制造專項(xiàng)規(guī)劃或是《中國(guó)制造2025》之后率先出臺(tái)的“X”之一，此外供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等政策將支持國(guó)內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)的壯大。

　　系統(tǒng)解決方案能力提升行動(dòng)是工信部關(guān)于貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》的行動(dòng)計(jì)劃（2015~2018年）中提出的重要任務(wù)之一，是支撐智能制造發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、推動(dòng)行業(yè)提升智能制造水平的核心。

　　我國(guó)CPS建設(shè)的主要目標(biāo)

　　實(shí)現(xiàn)CPS核心技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)及重點(diǎn)行業(yè)的普及應(yīng)用，提升工業(yè)基礎(chǔ)軟實(shí)力和智能制造系統(tǒng)解決方案的能力，是推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)深度融合的重點(diǎn)任務(wù)和核心內(nèi)容。我國(guó)需及時(shí)跟進(jìn)、系統(tǒng)布局相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、專利和應(yīng)用，搶占發(fā)展主動(dòng)權(quán)。

　　按照“系統(tǒng)推進(jìn)”的方法構(gòu)建制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，加快標(biāo)準(zhǔn)化研究，以實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破和產(chǎn)業(yè)化為主線，以推進(jìn)技術(shù)和系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證以及行業(yè)的應(yīng)用示范為支撐，以全面提升工業(yè)基礎(chǔ)軟實(shí)力和系統(tǒng)解決方案能力為目標(biāo)，在保障工業(yè)系統(tǒng)安全的前提下，形成一批可應(yīng)用于重點(diǎn)行業(yè)的基于CPS的智能制造系統(tǒng)解決方案，引領(lǐng)制造業(yè)的應(yīng)用、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向，推動(dòng)國(guó)家戰(zhàn)略的落地實(shí)施。

　　在我國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)中，CPS建設(shè)的主要目標(biāo)是：提升CPS在重點(diǎn)行業(yè)的應(yīng)用水平，形成一批行業(yè)CPS應(yīng)用測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)；提升智能制造系統(tǒng)解決方案能力，培育20余家行業(yè)智能制造系統(tǒng)解決方案領(lǐng)軍企業(yè)；推動(dòng)工業(yè)軟件企業(yè)發(fā)展，到2018年，國(guó)內(nèi)工業(yè)軟件骨干企業(yè)營(yíng)業(yè)收入年均增速超過20%；進(jìn)一步完善工控安全保障體系。

　　推進(jìn)CPS關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

　　以CPS標(biāo)準(zhǔn)體系為引領(lǐng)，優(yōu)先開展基礎(chǔ)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究。開展CPS標(biāo)準(zhǔn)化研究，圍繞基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建CPS的標(biāo)準(zhǔn)體系，確定推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作的路線圖。要從系統(tǒng)工程方法論的角度對(duì)CPS建立全面、統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和理解，優(yōu)先制定參考模型、功能架構(gòu)等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；以創(chuàng)新思維開展工業(yè)軟件、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)鏈等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，確保數(shù)據(jù)的有效、可追溯、集中管理，軟件的總線化互連互通，網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)、安全、可靠等。

　　以關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)為突破，加快產(chǎn)業(yè)化步伐。重點(diǎn)突破CPS物理仿真、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、并行計(jì)算、人機(jī)交互、云計(jì)算中間件、系統(tǒng)自治、系統(tǒng)組件、系統(tǒng)安全等關(guān)鍵核心技術(shù)，夯實(shí)發(fā)展CPS的技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展支撐制造業(yè)設(shè)計(jì)、工藝、仿真、控制、生產(chǎn)制造、管理和服務(wù)等業(yè)務(wù)的全生命周期工業(yè)軟件研發(fā)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)感知、虛擬仿真優(yōu)化、實(shí)時(shí)控制、狀態(tài)檢測(cè)與系統(tǒng)自適應(yīng)等數(shù)字化、智能化技術(shù)的應(yīng)用。推動(dòng)工業(yè)軟件、工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工控安全和智能機(jī)器的綜合集成應(yīng)用，重視CPS基礎(chǔ)理論、核心芯片、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、嵌入式操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)組件、開發(fā)語言與工具、知識(shí)庫等系統(tǒng)和開發(fā)平臺(tái)的研制與推廣，構(gòu)建基于CPS的行業(yè)解決方案。

　　開展行業(yè)CPS應(yīng)用測(cè)試和試點(diǎn)示范

　　開展測(cè)試驗(yàn)證是確保CPS實(shí)時(shí)性、安全性、可靠性、兼容性以及系統(tǒng)間認(rèn)證的重要手段，是驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)可行性的重要依據(jù)，也是全面推動(dòng)CPS在行業(yè)得以應(yīng)用的重要支撐和保障。通過搭建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)和測(cè)試床，匯聚研發(fā)CPS各方力量，提供測(cè)試工具，為關(guān)鍵技術(shù)在CPS中的應(yīng)用建立驗(yàn)證環(huán)境。

　　對(duì)于面向產(chǎn)業(yè)化的CPS，依托第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、法規(guī)等相關(guān)規(guī)定開展標(biāo)準(zhǔn)符合性測(cè)試和安全測(cè)評(píng)，為CPS在行業(yè)應(yīng)用提供保障。在航空、汽車、電子、石化等重點(diǎn)行業(yè)，開展基于CPS的系統(tǒng)解決方案應(yīng)用的試點(diǎn)示范，對(duì)于應(yīng)用效果突出、評(píng)價(jià)優(yōu)秀的系統(tǒng)解決方案在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行重點(diǎn)推廣。

　　提升智能制造系統(tǒng)解決方案能力

　　CPS的部署與應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，既有對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)制造單元、設(shè)備、系統(tǒng)和工廠的升級(jí)改造，又需要在系統(tǒng)內(nèi)新增新的子系統(tǒng)和子設(shè)備，因此對(duì)集成服務(wù)企業(yè)的設(shè)計(jì)、集成和實(shí)施能力提出了更高的要求，通過制造企業(yè)、信息技術(shù)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)之間的通力協(xié)作，制定出滿足用戶和行業(yè)需求的系統(tǒng)解決方案。通過CPS的核心技術(shù)能力在制造單元、生產(chǎn)線、車間、工廠及外部協(xié)同的應(yīng)用，形成一批行業(yè)的系統(tǒng)解決方案，提升工業(yè)軟件、設(shè)計(jì)工具、生產(chǎn)裝備、工業(yè)控制設(shè)備及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等單元、設(shè)備和系統(tǒng)在CPS中的綜合集成能力。

　　加強(qiáng)工業(yè)信息系統(tǒng)安全保障體系建設(shè)

　　工業(yè)信息安全保障體系建設(shè)是我國(guó)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)的重要組成部分，是“互聯(lián)網(wǎng)+”制造業(yè)健康有序發(fā)展的基石。建立信息安全、功能安全、本質(zhì)安全和公眾安全的工業(yè)信息系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)體系，開展標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證工作，從管理、技術(shù)、應(yīng)用等方面支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。開展重點(diǎn)領(lǐng)域工控系統(tǒng)信息安全檢查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，研發(fā)信息安全檢測(cè)工具，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、評(píng)估能力，支撐我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)安全防護(hù)工作。

　　支持工控系統(tǒng)信息安全核心技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，扶持國(guó)產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展，從根本上解決工業(yè)系統(tǒng)的安全可靠。建設(shè)工業(yè)信息系統(tǒng)安全實(shí)驗(yàn)室，支持建立能源、電力、石化、軌道交通等多個(gè)領(lǐng)域信息安全仿真測(cè)試平臺(tái)和檢測(cè)預(yù)警平臺(tái)，對(duì)工業(yè)系統(tǒng)的在線風(fēng)險(xiǎn)開展監(jiān)測(cè)工作，感知暴露在互聯(lián)網(wǎng)上的工控軟硬件，建立大數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)分析平臺(tái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)工控軟硬件安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)企業(yè)、行業(yè)和國(guó)家的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)進(jìn)行可視化感知、預(yù)警及應(yīng)急處置，為國(guó)家工業(yè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全審查、網(wǎng)絡(luò)安全檢查等重點(diǎn)工作提供技術(shù)保障。