促工业软件质量提升-保工控系统安全可靠性.doc

促工业软件质量提升 保工控系统安全可靠性
导读：工业控制系统现已成为工业装备和重要基础设施的核心，其安全可靠运行事关国计民生和国家安全。随着两化融合不断深入，工控系统被广泛应用于战略基础设施、军工武器装备等，且越来越多采用通用协议、硬件和软件，并与公共网络进行互连。提升工业软件和工业控制系统的可靠性和安全可控性成为两化融合高速发展的关键。
    在工业和信息化部有关部门的努力推动下，我国工业信息化逐步向更加有序、更加清晰的发展路径前进，在“十二五”期间将进入新型工业化和两化深度融合的新阶段。工业软件和工业控制系统已成为我国两化融合中的落脚点和催化剂，其发展备受关注，工业控制系统成为工业装备和重要基础设施的核心，同时也因国际形势的变化和两化融合成为影响国家关键基础设施稳定运行的重要因素。提升工业软件和工业控制系统的可靠性和安全可控性是两化融合高速发展的关键。
　　国产工业软件核心技术亟须提升
　　当前工业软件的产品组合已趋于成熟，国内工业软件厂商应紧紧抓住这一机遇，不断提供集成化的产品。
　　工业信息化存在于工业的研发、制造、经营管理和工业装备等工业环节中，工业软件是工业领域专用的软件产品和系统，它是指在工业领域设计、生产、管理等环节应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式软件等，对传统工业的信息化、数字化改造升级具有举足轻重的作用，是两化融合的切入点和粘合剂。工业软件可以细分为研发设计软件、工业嵌入式软件、生产控制软件、经营管理软件、协同类软件等5类软件。我国工业软件发展了将近20年，在政策的大力支持和业界的共同推动下，取得了巨大的成绩。
　　2011年，中国工业软件市场规模总量达到2950.73亿元，同比增长24.8%，在国家两化融合政策的进一步促进作用下，在工业企业对于信息化的重视程度进一步提高的影响下，工业软件市场实现快速增长。
　　近年来，在政策的支持和相关部门的引导下，我国工业软件的市场占有率得到较大的提升，企业规模也得到了显著的扩大，例如CAXA、中望、浩辰等企业研发的辅助设计制造类软件已经在国内工业设计领域中得到了大量用户的信赖，中控、和利时等企业研发的控制器软件、专用控制系统在化工、核电、高铁等领域已得到大规模成功应用，并在实际工程实践中不断进行性能改进和质量提升。
　　但是，在高端工业软件应用领域国外工业软件仍然占据统治地位，许多关键领域的核心技术仍然依赖于发达国家。国内工业软件虽然取得巨大的发展，但由于起步较晚，企业规模较小，高端工业软件产品竞争力不足，缺乏原创性的高端工业软件技术和国际化的大公司，产品附加值较低，产业安全存在隐患。
　　综上所述，我国工业软件面临产业、技术和应用发展的大好机遇，但也同样面临巨大的挑战。从全球范围来看，当前工业软件的产品组合已趋于成熟。国内工业软件厂商应紧紧抓住这一机遇，不断提供集成化的产品，并在功能细节方面不断改进与完善。国产工业软件凭借本土优势，已经不再局限于以前的中小企业市场，在部分高端市场可以和国外同类产品展开正面的竞争。对本土的软件企业来说，由于中国国情的不同，深入细致地了解市场需求、量身设计拥有中国特色个性化的国产工业软件的机会将很多。
　　保障工控系统安全可靠迫在眉睫
　　随着两化融合不断深入，工控系统被广泛应用于战略基础设施、军工武器装备等。
　　工业控制系统是指运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他科学技术，在没有人直接参与的情况下，利用外加的或内嵌的计算机设备或装置，对过程、设备或装备的各种信息检测、采集、分析、处理、控制、优化、调度、管理和决策，并进行优化控制和合理的调度、管理，使工业生产过程、战略基础设施、军工武器装备等的工作状态或参数自动按照预定的规律运行而构成的系统。它是工业生产的灵魂，是两化融合的重要结合点。
　　工业控制系统按照生产对象的不同分为过程控制系统、离散控制系统；按照网络结构形式分为集中控制、分层控制、基于现场总线的网络控制等；按照其用途分为监控和数据采集(SCADA)系统、分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、PC-BASED控制系统、紧急停车系统ESD等。
　　工业控制系统现已成为工业装备和重要基础设施的核心，其安全可靠运行事关国计民生和国家安全。随着两化融合不断深入，工控系统被广泛应用于战略基础设施、军工武器装备等，且越来越多采用通用协议、硬件和软件，并与公共网络进行互连。目前，国际战争作战形态正在向电子战、信息战转变，一旦工控系统受到攻击，将会直接导致重要基础设施瘫痪，甚至引发国家经济、社会剧烈动荡和生态环境严重破坏，后果不堪设想。此外，工控系统核心技术受制于国外，高端产品拥有自主知识产权较少。
　　目前，随着计算机技术、通信技术和控制技术的快速发展，传统控制领域呈现出高度集成化、智能化、网络化趋势，控制系统日益复杂，亟待从国家层面整体布局以完善全生命周期的可靠性保障机制。
　　系统级可靠性测评提升工业软件和工业控制系统质量
　　我国工业控制系统产业链中迫切需要专业的第三方工业软件和工业控制系统安全可靠检测机构的参与。
　　工业软件和工业控制系统的安全性、可信性以及可靠性，日益引起世界各国高度重视。尤其是在安全方面，美国国土安全部联合IT专家和世界知名专家建立工业控制系统安全评估实验室，启动了工业控制系统安全项目，将保护控制系统基础设施列入了保护重要基础设施和重要资产的几大关键任务中。而我国还没有一个专门针对工业软件和工业控制系统进行安全可靠检测的机构。同时，国产工业控制系统产品研发和应用过程管理不规范造成可信度差，工业控制系统整体的可靠性不足，缺乏工业控制系统在线可信性评估服务。
　　由于我国参与工业软件和工业控制系统研发的企业规模相对较小，企业自身的质量管理体系不够完善，技术研发投入不足等，工业软件和工业控制系统和国外相比仍存在较大差距，尤其在系统的可靠性、安全性和高性能方面差距明显。
　　我国工业控制系统产业链中迫切需要专业的第三方的工业软件和工业控制系统安全可靠检测机构参与进来，建立公共测评服务平台，形成公共服务体系，开发质量等级资源库，面向用户和厂商提供工业软件和工业控制系统可靠性、安全性和性能等验证、测试与评估服务，协助政府部门对工业软件和工业控制系统进行监管，构建质量监管体系，同时提升工业软件和工业控制系统可靠性评测技术水平和标准化程度。
　　工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心(中国软件评测中心)针对工业控制系统可靠性相关技术指标和关键测试环节，建立了工业控制系统可靠性测评模型。依据工业控制系统可靠性测评模型，中国软件评测中心实施了大量测试，典型案例包括：国务院“7·23”甬温线特重事故列车控制系统和轨道电路系统技术测试、“核高基”专项汽车电子控制器嵌入式软件平台测试、中国电子科技集团控制用嵌入式实时操作系统测试、北京市交管局交通信号控制系统NTCIP测试以及“高档数控机床与基础制造装备”专项中的大型铸件凝固过程模拟3套软件测试、铸造成形过程模拟仿真与工艺优化系统、面向动静热特性机床数字化设计软件。
    作者：工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心 （中国软件评测中心）工业控制系统可靠性测试中心 周峰 许凤凯）