中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過(guò)了五十年的歷程。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，自動(dòng)化已經(jīng)成為我國(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐與保證。在“滿足用戶需求，利用技術(shù)推動(dòng)”的前提下，我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)正在不斷出現(xiàn)新的可喜的變化。其主要特征是，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化與綜合集成化，并在性能上向著高精度、高可靠性、高適應(yīng)性方向發(fā)展。隨著自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)控制軟件逐漸成為自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和主流。本文總結(jié)了工業(yè)控制軟件今年來(lái)發(fā)展的狀況，提出了工業(yè)控制軟件就是軟件的一部分，以及軟件的核心——數(shù)學(xué)模型的發(fā)展方向等觀點(diǎn)。并結(jié)合實(shí)際案例，進(jìn)行了客觀剖析。

　　中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過(guò)了五十年的歷程。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，自動(dòng)化已經(jīng)成為我國(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐與保證。在“滿足用戶需求，利用技術(shù)推動(dòng)”的前提下，我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)正在不斷出現(xiàn)新的可喜的變化。其主要特征是，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化與綜合集成化，并在性能上向著高精度、高可靠性、高適應(yīng)性方向發(fā)展。隨著自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)控制軟件逐漸成為自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和主流。

一、工業(yè)控制軟件的特點(diǎn)

　　工業(yè)控制軟件除具有軟件的性質(zhì)外，還具有鮮明的行業(yè)特色，隨著自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，通過(guò)不斷積累行業(yè)知識(shí)，將行業(yè)應(yīng)用知識(shí)作為發(fā)展自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵要素，逐漸成為企業(yè)調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的主要因素。

　　1、工業(yè)控制軟件離不開(kāi)工藝的支持

　　不同行業(yè)的工業(yè)控制軟件，其服務(wù)對(duì)象均不相同，鋼鐵行業(yè)針對(duì)的是冶金工業(yè)，其控制軟件很難適用機(jī)械行業(yè)，反之亦然。一套好的工業(yè)控制軟件，不僅能夠滿足當(dāng)前工藝的需要，而且在控制思想上，還有一定的超前意識(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)落后。

　　2、工業(yè)控制軟件要有行業(yè)數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)做支撐

　　行業(yè)數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)，是指對(duì)行業(yè)控制軟件起支撐作用的行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)驗(yàn)積累的集合。特別需要指出的是行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵知識(shí)、軟件、訣竅及數(shù)據(jù)等知識(shí)的匯集，也是我國(guó)自動(dòng)化控制系統(tǒng)裝上“中國(guó)腦”的基礎(chǔ)。其主要內(nèi)容包括：生產(chǎn)過(guò)程中采集到各種數(shù)據(jù)后，經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式、技術(shù)訣竅、各種事故處理經(jīng)驗(yàn)及各種操作經(jīng)驗(yàn)，操作手冊(cè)、技術(shù)規(guī)范、工藝模型、算法參數(shù)、系數(shù)及權(quán)重比例分配等。既包括以文檔形式存在的技術(shù)規(guī)范，操作規(guī)范，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等，也包括經(jīng)驗(yàn)公式、模型算法等軟件核心內(nèi)容及解決工具。目前針對(duì)不同行業(yè)的工業(yè)控制軟件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)正在興起，各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)正在成為工業(yè)控制軟件的核心性，基礎(chǔ)性要素的發(fā)展與壯大，這樣也是我們的優(yōu)勢(shì)所在，建設(shè)好行業(yè)數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)，將使行業(yè)知識(shí)變成行業(yè)工業(yè)控制軟件發(fā)展的動(dòng)力，并推動(dòng)我國(guó)工業(yè)控制軟件的技術(shù)水平更好的完成由低端向著高端的轉(zhuǎn)換。

二、工業(yè)控制軟件是軟件產(chǎn)業(yè)的重要組成部分

　　工業(yè)控制軟件要想做大做強(qiáng)，就一定要作為軟件產(chǎn)業(yè)來(lái)抓。研制與生產(chǎn)過(guò)程都要實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，按照CMMI內(nèi)容要求規(guī)范軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，CMMI全稱是capabilityMaturityModelintegration，即集成的能力成熟度模型，是國(guó)際通用的反應(yīng)系統(tǒng)工程和軟件工程的集成成熟度模型，CMMI共分五個(gè)等級(jí)，第五等級(jí)是最高級(jí)，他是一套融合多學(xué)科的、可擴(kuò)充的產(chǎn)品集合，同時(shí)他也是工程集成與管理的最佳辦法。CMMI是評(píng)價(jià)一個(gè)軟件企業(yè)項(xiàng)目管理與研發(fā)實(shí)力的國(guó)際準(zhǔn)則。他標(biāo)志著企業(yè)走上標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、國(guó)際化的發(fā)展之路，在國(guó)際上具有較高的認(rèn)知度。CMMI認(rèn)證可幫助企業(yè)提高軟件質(zhì)量和提升軟件開(kāi)發(fā)水平，是通向國(guó)際軟件外包市場(chǎng)的“通行證”。

　　不僅如此，提高工業(yè)控制軟件的質(zhì)量也是發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容之一。為了進(jìn)一步提高軟件開(kāi)發(fā)的工程化，規(guī)范化和系統(tǒng)化水平、加強(qiáng)軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量管理，1995年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒布了國(guó)標(biāo)GB/T8566-1995，規(guī)定了軟件從需求分析到使用終止的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、操作和維護(hù)中所需要實(shí)施的過(guò)程、活動(dòng)和任務(wù)，他反應(yīng)了對(duì)軟件生存周期各項(xiàng)活動(dòng)的組織方式。對(duì)此我們都要有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。

　　軟件生存周期中的活動(dòng)可分成七個(gè)基本的、主要生存期過(guò)程，既管理過(guò)程、獲取過(guò)程、供應(yīng)過(guò)程、開(kāi)發(fā)過(guò)程、操作過(guò)程、維護(hù)過(guò)程、支持過(guò)程。工業(yè)控制軟件的生存周期也同樣遵循著七個(gè)過(guò)程。

　　一個(gè)軟件企業(yè)的發(fā)展，一般都要經(jīng)歷從無(wú)到有，從小到大，從弱到強(qiáng)這樣一個(gè)過(guò)程。在初始階段，一般都是從編制程序開(kāi)始。但要明確的是，工業(yè)控制軟件的開(kāi)發(fā)不僅僅是要會(huì)編程序，而是涉及到系統(tǒng)架構(gòu)、控制思想、算法選擇、參數(shù)優(yōu)化等諸多方面，是一個(gè)由工藝人員、計(jì)算機(jī)人員、數(shù)學(xué)人員共同組成的一個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)、應(yīng)用團(tuán)隊(duì)，而不是一個(gè)個(gè)人小作坊式的生產(chǎn)研發(fā)方式。這也是經(jīng)過(guò)多年摸索找到的一個(gè)比較認(rèn)可的工業(yè)控制軟件的研發(fā)與生產(chǎn)方式。

三、數(shù)學(xué)模型是工業(yè)控制軟件的核心技術(shù)

　　在工業(yè)控制軟件中，數(shù)學(xué)模型是對(duì)控制對(duì)象的表征，是對(duì)象可執(zhí)行的表述，正在由于它與自動(dòng)化控制技術(shù)、信息技術(shù)、工藝能力的有效結(jié)合，并發(fā)揮了重要的指揮與優(yōu)化的作用，所以我們才把數(shù)學(xué)模型稱之為自動(dòng)化控制軟件的核心技術(shù)。數(shù)學(xué)模型是對(duì)過(guò)程要素的數(shù)學(xué)描述，這種數(shù)學(xué)描述再用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)，并選擇適合的參數(shù)或系數(shù)。數(shù)學(xué)模型包含三大要素，數(shù)學(xué)公式或算法，公式的求解及參數(shù)或系數(shù)的選擇。無(wú)論是機(jī)理模型、數(shù)理統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)模型和人工智能模型，在工業(yè)控制軟件中都得到了廣泛的應(yīng)用。

　　按照目前我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化、信息化、應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r，一般將企業(yè)的自動(dòng)化、信息化系統(tǒng)分成BAS（基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)）、PCS（過(guò)程控制系統(tǒng)）、MES（制造執(zhí)行管理系統(tǒng)）及ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）四級(jí)。在BAS級(jí)，也就是一級(jí)系統(tǒng)中的工業(yè)控制軟件中的模型，我們也叫基礎(chǔ)模型或一級(jí)模型，它一般是由簡(jiǎn)單算法構(gòu)成的底層模型，完成比較簡(jiǎn)單的運(yùn)算與控制。在PCS級(jí)，也就是二級(jí)系統(tǒng)中的工業(yè)控制軟件中的模型，我們也叫過(guò)程控制模型或二級(jí)模型。過(guò)程控制模型是工業(yè)自動(dòng)化控制的重點(diǎn)內(nèi)容。在過(guò)程控制模型中，利用線性控制技術(shù)是比較廣泛的，也是十分有用的。線性控制系統(tǒng)中