2024年新型工业控制蓝皮书-工业互联网产业联盟_45页_2mb

当前新一代信息技术与工业经济深度融合，催生了新型工业控制架构及应用模式。工业控制作为工业代际演进的核心驱动力，正从装置控制向智能化、网络化、协同化方向发展，但面临数据流转效率低、系统互通困难、升级维护复杂等挑战。新型工业控制以网络化、开放化、协同化、智能化为核心特征，其发展态势和关键技术包括：

1. 网络化：由传统分层网络向扁平化架构演进，5G、TSN（时间敏感网络）、DIP（确定性IP网络）等技术保障实时通信，支持边缘侧灵活部署和云边协同控制。5G技术通过专网提供低时延、高可靠通信，解决传统有线网络的局限性，提升产线灵活性与数据采集效率。

2. 开放化：打破软硬件耦合，推动协议透明化与标准化，如IEC61499开放自动化架构，实现设备间的互操作性与跨平台兼容。新型工业控制采用通用硬件承载虚拟化功能，降低系统集成成本，并通过工业控制操作系统（如Intewell）支持模块化、可重用性设计。

3. 协同化：实现多工序、多层级系统的统一控制，通过分布式软总线、IEC61499编程语言等技术，促进设备间的高效协同，解决传统系统因层级冗余导致的资源浪费和部署复杂问题。云边协同控制技术通过边缘计算与云端决策结合，优化全链条作业流程。

4. 智能化：融合工业大模型与AI技术，实现自决策、自适应控制。工业大模型通过多模态数据学习提升工艺优化能力，虚拟调试技术（如数字孪生）缩短产线测试周期，同时支持远程监控与异常预警，降低人工干预需求。

行业应用价值：

• 装备制造业：以汽车制造为例，采用5G+云化PLC架构，提升产线柔性化与自动化水平，降低部署成本和运维难度。成效包括设备效率提升、停机时间减少、人员减少等。
• 电子设备制造业：通过开放自动化系统与虚拟化控制方案，优化生产流程，减少调试周期，实现跨平台数据集成与智能化升级。
• 石油化工行业：应用智能动态优化控制系统（IDPC）解决多工况协调控制难题，提升安全与能效。如某企业实现零手动操作，降低能耗与不良率。
• 新能源行业：依托5G网关与虚拟化控制器，实现风能机组远程控制、电池生产自动化及数据实时回传，缩短生产周期并优化资源配置。

产业趋势与挑战：

• 5G算网控一体化成为新业态，推动工业控制与ICT技术融合。运营商与设备商合作构建测试床，验证技术可行性。
• 开放生态共识增强，形成跨品牌、跨协议的互操作标准，如IEC61499、OPC UA等，促进产业链协同发展。
• AI与工业控制加速结合，生成式AI助力代码编写与优化，但需解决技术适配性、数据安全及标准化问题。

发展建议：

1. 技术攻关：聚焦实时虚拟化、开放自动化、5G云控等关键技术研发，建立统一技术标准体系。
2. 扩大应用：依托工业设备更新需求，推广模块化解决方案与典型应用案例，通过测试床加速技术落地。
3. 产业协作：强化联盟与跨领域合作，构建算网控一体化生态，推动软硬件及服务适配，探索联合交付模式。