中控科技集团中控科技集团创始人褚健 | 智能制造：工业操作系统与安全

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孔众科技集团创始人、宁波工业互联网研究院院长简佩筠先生在未来网络发展大会上做了题为“智能制造:工业操作系统与安全”的主题演讲。以下是演讲稿:

今天，从智能制造的角度来看，一个企业未来需要或者面对什么样的互联网？根据三个方向，我会向你汇报，供你参考。

1.什么是智能制造？

定义很多，但还没有统一。不同的行业，不同的场景可能会有不同的定义。从流程工业的角度来看，所谓流程工业，就是一天24小时，一年365天都停不下来的行业，比如炼油、化工、制药等有风险、有污染的行业。最近环保压力大，安全生产大，国内安全形势不是特别好。江苏省周边有一个地方刚刚冒火发生生产安全事故，安全生产非常严峻。与此同时，劳动力成本大幅增加，包括企业的材料消耗和能源消耗。与发达国家相比，我们的材料消耗和能源消耗对于同样的产品来说要高得多。从这几个方面来说，一个企业叫不叫智能制造并不重要，重要的是能不能让企业安全生产，低排放，盈利，更有竞争力。

其实作为非常复杂的企业，比如我刚才提到的化工企业、炼油企业的管理者，很多事情都不是很清楚，比如危害在哪里，什么时候可能发生事故。如何进一步提高产品质量，在什么环境下？能耗和物耗会降低吗？怎么下来？在什么场合或者哪个安全环节？你能告诉司机汽车的所有性能有没有问题，企业的经理能看到吗？整个企业管理过程的瓶颈在哪里？管理瓶颈、生产瓶颈、设备瓶颈等等，这些对于一个企业来说都是非常重要的。

流程工业中最关心的智能制造问题是不完全的，但它们包括产品质量、安全、环保、降低成本和提高企业效率。具体来说就是成本优化和利润最大化。更具体的说，生产的智能化管理，安全管理，环保管理，供应链管理，能源管理，设备管理，各种设备，各种场景需要的东西是不一样的，不是一般意义上的设备管理或者能源管理这种东西，但在这里会进一步深化。在生产流程上，生产自动化、安全自动化、环保自动化、设备自动化也需要很多不同应用的硬件或软件，这些都是所谓的需求。这种需求是真实存在的。如果你能帮助一个企业解决这些问题，你提供的方法，不管是不是叫智能制造，都是企业欢迎的。我认为这些东西是智能制造的重要内容。

从工厂的角度来说，所谓的工业互联网，在60年前，也就是五六十年代，已经尽可能的把企业的各种传感器和执行器连接起来，只要能检测到，都是连接的。当时都是模拟信号。四十年前，我们把模拟信号和数字信号混合在一起，连接在一起。二十年前，我们可以将它们与数字信号完全集成。所以问题不在于连接，而在于连接后是否能给企业带来效益，是否有更多的软件，就像一个普通单纯的健康人和一个睿智的健康人的区别一样。你连接起来很容易，但是如何利用好连接，用各种知识做的更好才是关键。

原来很多企业称之为工业互联网=智能制造=工业4.0。智能制造，我觉得IT应该是PT加ET加AT加OT加IT。这是什么PT？IT是过程技术，ET是设备技术，AT是自动化技术，OT和IT是众所周知的。其实对于工业过程，PT和ET构成知识，OT可能提供数据。其实各种工业模型都可以通过添加知识和数据来构建。当然，自动化技术为工业互联网提供了平台。各种工业网络不一定是新标准或者使用TCP/IP协议或者5G。或者说，工业协议中有大量的标准，有些是我们的国家标准，大部分是国际标准。在这种情况下，如何构建真正的智能制造是工业互联网和智能制造的区别，或者说两者的统一应该是你必须掌握工业模型。

二、工业操作系统

在这样的背景下，如何实现智能制造，我们提出了工业操作系统，这是一年半前在南京召开的第二届世界智能制造大会上提出的。

对于任何企业来说，都需要了解所有的生产流程、生产信息、设备数据、设备信息、静态数据、动态数据、静态设备、移动设备、机电仪器和控制设备、数据、生产、物流、能量流等。，以及工厂的可视化。要想实现可视化，必须有一个统一的信息平台。只有有了统一的信息平台，才能实现各种有用的软件，并在其上实现。

了解智能制造和智能手机的区别。现在的手机叫智能手机。十多年前我们称之为功能机。两者的区别不在于之前有操作系统，而在于之前，无非是之前的操作系统。封闭的，今天的操作系统IOS或者Android都是开放的，有一个开放的操作系统，有世界上最聪明的脑袋帮他们编译各种应用，让任何用户，通过Android商店，苹果商店，所以，所谓的操作系统其实是管理所有的芯片，所有的数据，所有的通讯。要把这个想法理解到工业对象上，道理是一样的，就是比较智能手机和功能手机的区别。今天的制造可以理解为功能制造，未来努力的方向是智能制造。

如果把一个工厂压缩成一个手机，或者反过来把手机放大到工厂的大小，你可以想象一下，工厂里的一个设备，比如电机、机床、动力设备或者化工过程反应器、阀门，变成了手机，这是里面的一个部件。所有在里面流动的材料都相当于数据流，销售和采购相当于发短信或者打电话。道理是一样的。所以，没有大量的工业app是不可能把一个工厂变成智能工厂的。换句话说，如果一个公司或者一个服务商可以凭借自己的实力做某个企业，可能还可以，但是和开放平台完全不一样，就像过去的诺基亚爱立信手机，其实也不差，但是没有大量的app开发者，做不好，也没有办法形成今天这样的表现。

工业操作系统能否成为我们智能制造的引擎，如何管理和使用工厂所有的设备数据，搭建一个通用的平台而不是让软件开发人员和集成商去做应用，这些都是从底层数据中获取的。有可能有一天软件公司会倒闭。当转移到另一个软件平台时，会非常困难或者完全颠覆。不知道今天把阿里巴巴云的数据移到华为的数据是可以还是容易。今天的制造可以理解为功能制造，但未来可以成为智能制造，所以一定意义上必须有一个开放的工业操作系统。个人认为工业操作系统应该是工业互联网的核心内容。

我们曾经长期服务于流程行业的很多企业。目前，孔众集团的控制系统已成为中国最大的供应商，主要服务于过程工业。现在已经有17000多家企业使用了我们的控制系统，所以我们非常了解用户的需求。我们有很多不同的平台，但是从用户的角度来说，他们对这一块非常迫切，说一个企业CEO无从得知是非常重要的。很多安全事故并不代表领导或管理者是故意的。他肯定知道有风险，但不知道什么时候出来，什么情况下出来。我们开发了这样一个supOS工业操作系统，它连接了所有的移动设备和静态设备，包括物料、机电仪表控制、底层和基层的数据，集成了各种标准，管理生产过程之上的操作数据，形成这样一个平台。我们非常希望通过这样一个工业操作系统，可以添加各种各样的软件，可以称之为工业APP，取代所谓的MES。众所周知，MES的内容非常丰富，相当于一个口袋。如何打开这个口袋，把它变成各种工业应用，我相信这应该是未来的方向。

当然，一家公司做这个肯定不行。它需要一个生态，类似于现在的安卓平台。希望各种各样的人，包括研究院、大学、设计院，包括服务商、开发商，都能一起参与这个平台。

第三，工业控制安全

那么工业互联网逐渐普及之后，或者说两个行业的融合逐渐应用到工业企业之后，必然会出现安全问题，这里的重点是公共安全。我对网络是外行。虽然我们在工业控制中使用了很多网络，但这些网络都是私有协议，不是公共的和开放的，所以我们可能更关注网络的安全性，也就是企业的控制系统。怎么才能保证安全？

2010年，伊朗核设施遭到互联网攻击，“地震网络”病毒导致铀浓缩离心机出现问题。其实是地震网病毒攻击了控制系统，更改了某个代码，导致了铀浓缩离心机超速运行，或者是快慢不一，导致了它爆炸。这样的病毒就是软件导弹。这种攻击方式有很多种。工业企业和互联网基本连通，各种防火墙不足以防范他人，尤其是专业人士。这个案例是世界上第一个从虚拟空攻击物理空的案例。大家都很清楚，不多说了，包括近几年的多种攻击。这种攻击不是获取信息、窃取你的信息、窃取你的数据、黑你的屏幕，而是操纵控制系统的代码，最终导致被控对象发生事故，如工厂爆炸、火车相撞、核泄漏、大规模停电等。，造成社会动荡，影响国家安全。

我们在一个水厂做了实验，可以找到水厂的地址，控制系统，水厂的代码，放入恶意代码改变其控制策略，最后导致设备停止。当然，我们做了一个相对简单的水厂实验，没有发生意外。但是大家想想水厂也很重要。如果一个水厂停了，问题就大了。如果是化工厂呢？炼油厂？这个问题很严重。

从控制系统本身，我们发现了这样一个相对的漏洞，比如操作系统和软件的漏洞，包括控制系统的漏洞，也就是控制站的嵌入式软件，包括内网。有各种各样的漏洞必须找到。当然，不同的厂商会有不同的架构。水代表网络，水代表操作站，也就是工程师或者操作员控制整个对象的时候，看到上面的各种数据，这是基于PCG的，所以我们称之为水上。而水下，也就是在控制站，伊朗核设施把代码从水改成了水变成了水下，控制站的代码被修改了，导致离心机炸了。从公共安全的角度来说，这三个方面都要涉及，我们的工作更多的涉及到水和水下。

现在正在建设公共安全射击场，希望围绕自来水、城市交通、轨道交通、电网等建设虚拟城市。，实现完全模拟的目标，而最重要的是找到一个保护系统来防止攻击重要国家基础设施的可能性。

去年向工业和信息化部提到，希望将国家重要基础设施和核心基础设施提升到一个层次，即一级国防武器装备、二级国家核心基础设施、三级国家重要基础设施、四级重要工业和民用设施，以及物联网等其他五级可能造成经济损失的工业和民用设施。高层必须是最重要的，我们必须采取各种保护措施，防止我们的基础设施受到攻击。当然，因为它既涉及工业控制系统，又涉及互联网，无论是工业互联网还是商业互联网，肯定会联系在一起。这件事也希望引起更多人的关注。我们欢迎所有的专家来到这里。如果我们感兴趣，我们可以一起努力做到这一点。谢谢大家。

关于初剑

孔众科技集团创始人、宁波工业互联网研究院创始人。1963年4月生，浙江淳安人。浙江大学与日本京都大学联合培养，毕业于工业自动化，研究生学历，博士，教授，教育部首批长江特聘教授，工业自动化与工业控制网络安全领域专家。曾任浙江大学工业控制技术国家重点实验室主任、国家863高技术研究计划专家委员会专家、国家战略性新兴产业专家咨询委员会专家、国家核安全专家委员会委员、国家工业过程测量与控制标准化技术委员会主任、中国仪器仪表学会副会长。多年来，初剑教授获得了三项国家科技进步奖二等奖、一项国家技术发明奖二等奖、国家自然科学基金杰出青年基金、创新研究群体基金、国家重大科技项目等多项成果和荣誉。(内容来自第三届未来网络发展大会速记稿)