中國自動化產業已經走過了五十年的曆程。進入21世紀以來，自動化已經成為我國製造業實現可持續發展的重要支撐與保證。在“滿足用戶需求
，利用技術推動”的前提下，我國自動化產業正在不斷出現新的可喜的變化。其主要特征是，產品實現數字化、智能化、網絡化與綜合集成化

，並在性能上向著高精度、高可靠性
、gaoshiyingxingfangxiangfazhan。suizhezidonghuaxingyedefazhan，gongyekongzhiruanjianzhujianchengweizidonghuaxingyefazhandequshihezhuliu。benwenzongjielegongyekongzhiruanjianjinnianlaifazhandezhuangkuang，tichulegongyekongzhiruanjianjiushiruanjiandeyibufen
，yijiruanjiandehexin——數學模型的發展方向等觀點。並結合實際案例
，進行了客觀剖析。

   中國自動化產業已經走過了五十年的曆程。進入21世紀以來，自動化已經成為我國製造業實現可持續發展的重要支撐與保證。在“滿足用戶需求
，利用技術推動”的前提下
，我國自動化產業正在不斷出現新的可喜的變化。其主要特征是，產品實現數字化、智能化、網絡化與綜合集成化
，並在性能上向著高精度、高可靠性、高適應性方向發展。隨著自動化行業的發展，工業控製軟件逐漸成為自動化行業發展的趨勢和主流。

　　一、 工業控製軟件的特點

　　工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)除(chu)具(ju)有(you)軟(ruan)件(jian)的(de)性(xing)質(zhi)外(wai)，還(hai)具(ju)有(you)鮮(xian)明(ming)的(de)行(xing)業(ye)特(te)色(se)，隨(sui)著(zhe)自(zi)動(dong)化(hua)產(chan)業(ye)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)，通(tong)過(guo)不(bu)斷(duan)積(ji)累(lei)行(xing)業(ye)知(zhi)識(shi)，將(jiang)行(xing)業(ye)應(ying)用(yong)知(zhi)識(shi)作(zuo)為(wei)發(fa)展(zhan)自(zi)動(dong)化(hua)產(chan)業(ye)的(de)關(guan)鍵(jian)要(yao)素(su)，逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)企(qi)業(ye)調(tiao)整(zheng)經(jing)濟(ji)結(jie)構(gou)，轉(zhuan)變(bian)經(jing)濟(ji)增(zeng)長(chang)方(fang)式(shi)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)。

　　1
、工業控製軟件離不開工藝的支持

　　butongxingyedegongyekongzhiruanjian，qifuwuduixiangjunbuxiangtong，gangtiexingyezhenduideshiyejingongye
，qikongzhiruanjianhennanshiyongjixiexingye
，fanzhiyiran。yitaohaodegongyekongzhiruanjian，bujinnenggoumanzudangqiangongyidexuyao，erqiezaikongzhisixiangshang，haiyouyidingdechaoqianyishi，zaiyidingshijianneibuhuiluohou。

　　2、工業控製軟件要有行業數據知識庫做支撐

　　行業數據知識庫，是指對行業控製軟件起支撐作用的行業生產過程中經驗積累的集合。特別需要指出的是行業生產過程中關鍵知識、軟件、訣竅及數據等知識的彙集
，也是我國自動化控製係統裝上“中國腦”的基礎。其主要內容包括：生產過程中采集到各種數據後，經驗計算公式、技術訣竅
、各種事故處理經驗及各種操作經驗，操作手冊、技術規範、工藝模型、算法參數、係數及權重比例分配等。既包括以文檔形式存在的技術規範，操作規範
，國家標準等，也包括經驗公式、模mo型xing算suan法fa等deng軟ruan件jian核he心xin內nei容rong及ji解jie決jue工gong具ju。目mu前qian針zhen對dui不bu同tong行xing業ye的de工gong業ye控kong製zhi軟ruan件jian產chan品pin的de開kai發fa與yu生sheng產chan正zheng在zai興xing起qi，各ge個ge行xing業ye的de數shu據ju知zhi識shi庫ku正zheng在zai成cheng為wei工gong業ye控kong製zhi軟ruan件jian的de核he心xin性xing，基ji礎chu性xing要yao素su的de發fa展zhan與yu壯zhuang大da
，這zhe樣yang也ye是shi我wo們men的de優you勢shi所suo在zai，建jian設she好hao行xing業ye數shu據ju知zhi識shi庫ku，將jiang使shi行xing業ye知zhi識shi變bian成cheng行xing業ye工gong業ye控kong製zhi軟ruan件jian發fa展zhan的de動dong力li，並bing推tui動dong我wo國guo工gong業ye控kong製zhi軟ruan件jian的de技ji術shu水shui平ping更geng好hao的de完wan成cheng由you低di端duan向xiang著zhe高gao端duan的de轉zhuan換huan。

　　二、 工業控製軟件是軟件產業的重要組成部分

　　工業控製軟件要想做大做強，就一定要作為軟件產業來抓。研製與生產過程都要實行標準化作業，按照CMMI內容要求規範軟件產業的發展，CMMI全稱是capability Maturity Model integration,即集成的能力成熟度模型，是國際通用的反應係統工程和軟件工程的集成成熟度模型，CMMI共分五個等級，第五等級是最高級
，他是一套融合多學科的、可擴充的產品集合
，同時他也是工程集成與管理的最佳辦法。CMMI是評價一個軟件企業項目管理與研發實力的國際準則。他標誌著企業走上標準化、規範化、國際化的發展之路，在國際上具有較高的認知度。CMMI認證可幫助企業提高軟件質量和提升軟件開發水平
，是通向國際軟件外包市場的“通行證”。

　　不僅如此，提高工業控製軟件的質量也是發展軟件產業的重要內容之一。為了進一步提高軟件開發的工程化
，規範化和係統化水平、加強軟件開發的質量管理，1995年國家標準局頒布了國標GB/T 8566-1995

，規定了軟件從需求分析到使用終止的係統開發
、操作和維護中所需要實施的過程、活動和任務

，他反應了對軟件生存周期各項活動的組織方式。對此我們都要有一個明確的認識。

　　軟件生存周期中的活動可分成七個基本的、主要生存期過程

，既管理過程、獲取過程、供應過程、開發過程、操作過程、維護過程、支持過程。工業控製軟件的生存周期也同樣遵循著七個過程。

　　一(yi)個(ge)軟(ruan)件(jian)企(qi)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)

，一(yi)般(ban)都(dou)要(yao)經(jing)曆(li)從(cong)無(wu)到(dao)有(you)，從(cong)小(xiao)到(dao)大(da)，從(cong)弱(ruo)到(dao)強(qiang)這(zhe)樣(yang)一(yi)個(ge)過(guo)程(cheng)。在(zai)初(chu)始(shi)階(jie)段(duan)
，一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)從(cong)編(bian)製(zhi)程(cheng)序(xu)開(kai)始(shi)。但(dan)要(yao)明(ming)確(que)的(de)是(shi)，工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)的(de)開(kai)發(fa)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)要(yao)會(hui)編(bian)程(cheng)序(xu)，而(er)是(shi)涉(she)及(ji)到(dao)係(xi)統(tong)架(jia)構(gou)
、控製思想、算法選擇、參數優化等諸多方麵，是一個由工藝人員

、計算機人員、數學人員共同組成的一個開發團隊
、應用團隊，而不是一個個人小作坊式的生產研發方式。這也是經過多年摸索找到的一個比較認可的工業控製軟件的研發與生產方式。

　　三、 數學模型是工業控製軟件的核心技術

　　在工業控製軟件中，數學模型是對控製對象的表征，是對象可執行的表述，正在由於它與自動化控製技術、信息技術
、工gong藝yi能neng力li的de有you效xiao結jie合he
，並bing發fa揮hui了le重zhong要yao的de指zhi揮hui與yu優you化hua的de作zuo用yong，所suo以yi我wo們men才cai把ba數shu學xue模mo型xing稱cheng之zhi為wei自zi動dong化hua控kong製zhi軟ruan件jian的de核he心xin技ji術shu。數shu學xue模mo型xing是shi對dui過guo程cheng要yao素su的de數shu學xue描miao述shu，這zhe種zhong數shu學xue描miao述shu再zai用yong計ji算suan機ji語yu言yan準zhun確que地di表biao達da出chu來lai，並bing選xuan擇ze適shi合he的de參can數shu或huo係xi數shu。數shu學xue模mo型xing包bao含han三san大da要yao素su，數shu學xue公gong式shi或huo算suan法fa，公gong式shi的de求qiu解jie及ji參can數shu或huo係xi數shu的de選xuan擇ze。無wu論lun是shi機ji理li模mo型xing、數理統計統計模型和人工智能模型
，在工業控製軟件中都得到了廣泛的應用。

　　按照目前我國製造業自動化
、信息化、應用發展狀況，一般將企業的自動化、信息化係統分成BAS（基礎自動化係統）
、PCS（過程控製係統）、MES（製造執行管理係統）及ERP（企業資源規劃）四級。在BAS級(ji)，也(ye)就(jiu)是(shi)一(yi)級(ji)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)中(zhong)的(de)模(mo)型(xing)，我(wo)們(men)也(ye)叫(jiao)基(ji)礎(chu)模(mo)型(xing)或(huo)一(yi)級(ji)模(mo)型(xing)


，它(ta)一(yi)般(ban)是(shi)由(you)簡(jian)單(dan)算(suan)法(fa)構(gou)成(cheng)的(de)底(di)層(ceng)模(mo)型(xing)，完(wan)成(cheng)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)的(de)運(yun)算(suan)與(yu)控(kong)製(zhi)。在(zai)PCSji


，yejiushierjixitongzhongdegongyekongzhiruanjianzhongdemoxing，womenyejiaoguochengkongzhimoxinghuoerjimoxing。guochengkongzhimoxingshigongyezidonghuakongzhidezhongdianneirong。zaiguochengkongzhimoxingzhong
，liyongxianxingkongzhijishushibijiaoguangfande，yeshishifenyouyongde。xianxingkongzhixitongzhongdebilihuanjie

、積分環節、微分環節、一階慣性環節、二階慣性環節、一階微分環節
、二階微分環節和延遲環節的協同與應用
，是開發過程控製模型的主要技術手段。

　　過程控製模型是一個工業控製模型組件的集合，隻有通過許多模型組件的協同與配合，並在性能上向著高精度
、高可靠性、gaoshiyingxingfangxiangfazhan。bujinruci，guochengkongzhimoxingyingyongdewulihuanjingyijiyingyongbeijingdoushiguochengkongzhimoxingdezhongyaozuchengbufen。suizhezidonghuazhengtixingyedefazhan，huishi“中國腦”即工業控製軟件的得到進一步發展，模型的應用才能發揮到極致。

　　參數或係數的選擇需要做艱苦工作。同一套控製模型係統由於應用的環境不同，甚至控製對象處於生產前期階段、中期階段或者末期階段
，其參數或係數都有可能不同，這既需要曆史經驗
，也需要現實數據經過推理演繹與實驗才能最終確定。

　　對生產數據的利用也決定了工業控製模型應用的質量，特別是在線數據分析技術的應用
，對於提高過程控製模型的自診斷
、自適應等功能

，效果是十分明顯的。所有數據在利用之前，都要進行處理，將無關數據、yichangshujudengjinxingchulihou，zaijinxingshiyong。xiaoguohuigenghao。chulideshouduanhenduo，jieheshijiyingyongxianzhuangjinxingshujuchulishibijiaoyouxiaodefangfa。liyongshujuwajuejishu，duishujuziyuanjinxingchongfenliyong，shitigaogongyekongzhimoxingyingyongzhilianghejingdudeyigexindejishucengmiandeneirong，tongshiyeshigongyekongzhiruanjianheguanliruanjianzouxiangronghedeyigehenhaodeqierudian，shuangfanggongyongyitaoshujuku，duishujuyouchongfengongxiangdeziyou

，duishujudezhenshixing、可靠性、實時性有充分的保證，以數據為媒，管理軟件與控製軟件、軟件與服務對象就有了共同的語言，並形成新的管控一體化係統
，使整套係統的自動化、信息化水平得到進一步優化與提高。

　　利用數學模型與數據挖掘技術,首鋼成功開發了集冷連軋生產過程控製
、生sheng產chan管guan理li和he工gong藝yi分fen析xi於yu一yi體ti的de冷leng連lian軋zha生sheng產chan工gong藝yi數shu據ju動dong態tai分fen析xi係xi統tong。該gai係xi統tong以yi在zai線xian數shu據ju采cai集ji為wei主zhu要yao手shou段duan
，離li線xian數shu據ju采cai集ji為wei補bu充chong，以yi鋼gang卷juan為wei單dan位wei長chang期qi采cai集ji和he存cun儲chu主zhu要yao工gong藝yi過guo程cheng數shu據ju，滿man足zu軋zha後hou對dui軋zha製zhi過guo程cheng和he產chan品pin質zhi量liang的de追zhui溯su；在zai軋zha製zhi過guo程cheng中zhong，利li用yong非fei線xian性xing多duo項xiang式shi尋xun優you方fang式shi，對dui摩mo擦ca係xi數shu模mo型xing和he變bian性xing抗kang力li模mo型xing進jin行xing回hui歸gui分fen析xi，從cong而er使shi模mo型xing係xi統tong更geng加jia適shi應ying工gong藝yi需xu要yao，提ti高gao了le模mo型xing係xi統tong的de控kong製zhi精jing度du和he水shui平ping
；在zai冷leng連lian軋zha板ban形xing控kong製zhi工gong藝yi知zhi識shi的de指zhi導dao下xia，以yi獲huo取qu冷leng連lian軋zha板ban形xing過guo程cheng中zhong的de板ban型xing控kong製zhi規gui律lv為wei目mu標biao，利li用yong模mo糊hu聚ju類lei分fen析xi和he關guan聯lian規gui則ze分fen析xi等deng數shu據ju挖wa掘jue方fang法fa，對dui冷leng連lian軋zha軋zha製zhi過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de海hai量liang過guo程cheng數shu據ju進jin行xing數shu據ju挖wa掘jue，為wei提ti高gao冷leng連lian軋zha帶dai鋼gang板ban形xing質zhi量liang提ti供gong了le新xin的de分fen析xi方fang法fa。該gai係xi統tong投tou入ru使shi用yong後hou，起qi到dao了le生sheng產chan過guo程cheng管guan控kong、軋後產品追溯、生產過程精細化管理的作用。同時
，通過對海量工藝數據的分析， 挖掘數據背後的工藝控製規律，為模型係統優化和關鍵參數的優化提供了手段
，對冷軋生產線生產能力的發揮起到了積極的作用。

　　四、 工業控製軟件也是服務

　　軟件即是服務。這不單單是一個概念，而是一個過程、一個體係、shiyixiangxitonggongcheng。bujinruanjianshifuwu，mingquedejiang
，gongyekongzhiruanjianyeshifuwu
，gengshixiandaifuwuyedezhongyaozuchengbufen。woguomingquejiangxinxifuwuyedengwudafenleibiaozhunjiedingweixiandaifuwu，bingduixiandaifuwuyemingquedingyiwei：是指伴隨信息技術和知識經濟的發展產生
，用現代化的新技術，新業態和新服務方式改造傳統產業，創造需求，引導消費，向 社會提供高附加值
、高層次知識型的生產服務和生活服務的服務業。前麵我們曾對數學模型是這樣定義的：數學模型是對控製對象的表征

，是對象可執行的表述，由此我們也可以理解為工業控製軟件就是為控製對象服務的。

　　當前我國製造業正在經曆著一場走“新型工業化道路”的(de)深(shen)刻(ke)變(bian)革(ge)，通(tong)過(guo)兩(liang)化(hua)融(rong)合(he)
，實(shi)現(xian)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)。無(wu)論(lun)是(shi)改(gai)造(zao)傳(chuan)統(tong)產(chan)業(ye)

，還(hai)是(shi)發(fa)展(zhan)現(xian)代(dai)產(chan)業(ye)，其(qi)主(zhu)要(yao)技(ji)術(shu)手(shou)段(duan)是(shi)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)普(pu)及(ji)與(yu)推(tui)廣(guang)，特(te)別(bie)是(shi)發(fa)展(zhan)具(ju)有(you)自(zi)主(zhu)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)的(de)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)更(geng)是(shi)首(shou)當(dang)其(qi)衝(chong)。換(huan)個(ge)角(jiao)度(du)來(lai)思(si)考(kao)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)，就(jiu)是(shi)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)對(dui)傳(chuan)統(tong)產(chan)業(ye)，現(xian)代(dai)製(zhi)造(zao)業(ye)提(ti)供(gong)一(yi)流(liu)的(de)知(zhi)識(shi)型(xing)服(fu)務(wu)，滿(man)足(zu)他(ta)們(men)的(de)需(xu)要(yao)。所(suo)以(yi)在(zai)當(dang)前(qian)這(zhe)場(chang)走(zou)“新型工業化道路”deshenkebiangezhong
，weigongyekongzhiruanjiandefuwuneirongtigonglegengguangkuodekongjian，duifuwuzhiliangyetichulegenggaodeyaoqiu。，zhezhongfuwuyijingbushichuantongrenshishangdefuwu，buzaishizhizaoyedefushupin
，yebufudairenhezhengzhisecai，ershizaishichanglidetuidongxiachengweizhizaoyexindehexingongneng。zhezhongfuwushiyixitonghua、規範化、標準化、流程化的方式建設的一種新型的軟件服務保障體係。

　　這種軟件服務保障體係
，是以軟件工程中的軟件生存周期為中心，以服務對象為服務載體
，以製度管理、軟件維護、資料管理、安全管理
、軟件質量

、軟件維護周期等專業管理為手段
，以軟件專業技術為條件，以人員素質
、軟件物理環境
、應用背景等條件為基礎，以軟件應用零故障為目標
，為用戶提供有力的軟件專業服務與保障。（首鋼自動化信息技術有限公司副總經理 陳誌/自動化博覽）