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工業控制系統是推動制造業數字化轉型的重要基礎，是實現新型工業化的重要動能。近年來，隨著計算機技術、通信技術和控制技術的飛速發展，傳統的控制領域正經歷著一場前所未有的變革，工業控制系統從封閉獨立逐步走向開放互聯，從軟硬件深度捆綁到軟硬解耦，邊界不斷擴大，面臨的安全形勢日益嚴峻。本文詳細分析了工控安全面臨的新形勢、新變化、新問題、新挑戰，提出了推進我國工業控制系統網絡安全的相關建議。

隨著工業控制系統數字化和智能化轉型的推進，信息網絡技術與物理控制系統傳統業務之間的融合日益加深。在各類業務頻繁交互的背景下，海量傳感器及執行器設備泛在接入，系統邊界網絡呈現出分布廣泛、無人值守、物理保護措施薄弱的特點，為攻擊者提供了以非授權接入設備為侵入方式的物理入侵攻擊途徑。攻擊者可利用靜默性入侵設備長期潛伏在系統中實施信息竊取，對工業控制系統造成極大的安全威脅。本文通過分析工業控制系統安全威脅案例和演變趨勢，提出了物理入侵攻擊威脅及其模型，對比了物理入侵設備的檢測方法，探討了該領域面臨的挑戰難題和未來的研究方向。

隨著工業控制系統（ICS）信息化和智能化的推進，信息安全問題日益凸顯。本文全面分析了類腦智能技術在ICS信息安全領域的應用現狀，并深入探討了其在智能機器人定位、決策算法優化、異常檢測等關鍵領域的實際應用，同時討論了該技術在隱私保護、數據安全和系統穩定性方面所面臨的挑戰。本文旨在為ICS信息安全領域提供新的視角和解決方案，推動類腦智能技術的實際應用和產業發展。

根據運行數據反饋來實時動態優化產線是工業互聯網與邊緣計算的關鍵應用之一。然而，現有的工業控制系統軟件并不具備實時在線動態重構的能力。本文通過在邊緣計算中引入虛擬化技術與分布式工業控制軟件標準IEC 61499，實現了模塊化的工業控制代碼實時構造，并在汽車焊接場景中取得了良好的效果，大幅度提升了補焊的效率。

本文探討了基于云邊自動化的工業控制系統的關鍵技術和未來發展前景。隨著網絡技術和人工智能的發展，工業控制系統正在從傳統的分層、封閉架構向開放、平臺化架構轉變。云邊自動化結合了云計算和邊緣計算，優化了通信效率、系統靈活性和資源利用率。本文還討論了虛擬化技術、網算控互動機制、新一代通信技術等方面的挑戰和解決方案。最后，本文展望了云邊自動化在設計制造一體化、IT/OT融合等領域的應用前景。

大型生產設施的安全與能效監控，迫切需要低功耗、高精度的泛在感知，高實時、高可靠的無線傳輸以及動態靈活的生產管控。為此，本文首先提出一種扁平架構的無線化工業控制系統。然后,圍繞感知、傳輸和控制等核心功能需求，系統闡述了高實時高可靠的工業無線網絡設計及其時?空?頻三元聯合調控方法，感知終端的變周期精益采樣和高能效精準時間同步方法，以及管控平臺的語義化互操作和賦時工作流模型等核心關鍵技術。最后，研發了面向石油高效采收和電網全域安全監測的無線化工業控制系統，介紹了應用效果和成效。

一方面，邊緣計算所帶來的性能提升給工業現場設備提供了巨大的潛力； 另一方面，工業現場應用軟件的復雜程度也在不斷提升，對自動化工程師提出了 巨大的挑戰。因此，低代碼開發已經受到工業界越來越多的關注與研發的投入。 本文介紹了適用于工業控制系統的低代碼設計方法以及常用建模范式。低代碼設 計已經在工業多個場景中取得了良好的效益，在提升了代碼質量的同時，也為工 程開發節省了大量的成本。在邊緣計算更加普及的未來，低代碼設計方法將在工 業各個行業中擁有更加廣闊的應用前景。

本文目的是給從事工業自動化控制領域技術人員，特別是控制軟件工程師作為參考，以期能為其進行任務需求分析、設計選型、開發實踐和調優的過程中，提供和建構一個共識基礎和討論框架。內容上主要對基于通用架構的工業控制器，所需要的實時控制技術進行拋磚引玉式的介紹。首先梳理了對基于實時計算的工業控制的相關概念理解，并試圖理清主要術語的含義和范疇；然后，對實時操作系統（RTOS）的概念和主流實例進行簡要說明；再者，還以英特爾邊緣控制平臺ECI中的實時解決方案為例，闡釋了“軟硬件一體化”方式進行實時任務開發和調試的理由。

為指導我國工業企業持續開展工業控制系統信息安全（以下簡稱：工控安全）領域綜合防護能力提升，科學評價其安全防護能力水平，中國電子技術標準化研究院聯合產學研用共41家組織機構，歷時多年研制發布《信息安全技術工業控制系統信息安全防護能力成熟度模型》（GB/T41400-2022，以下簡稱：《成熟度模型》），從技術手段、管理制度、組織建設、人員能力等方面構建5級成熟度模型，支撐國家工控安全保障體系建設。

工業控制系統作為工業核心組成部分，其安全事關工業生產運行、國家經濟安全和人民生命財產安全。隨著工業體系由自動化向數字化、智能化發展，打破傳統工業控制系統的封閉環境，傳統信息安全風險加速向工業領域滲透，工業控制系統逐漸成為網絡攻擊的主戰場，提升我國工業控制系統信息安全防護水平已成為實現制造業高質量發展的重要基礎。