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工业和信息化部电子第五研究所“信息物理系统关键共性技术测试验证环境建设及能力提升”项目
发布时间: 2020-12-11
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工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室),又名中国电子产品可靠性与环境试验研究所,始建于1955年,是中国最早从事可靠性研究的权威机构。广州总部(天河、花都、增城)现有占地面积122万平方米,科研生产用房面积10万多平方米,各类试验、分析测试和计量设备仪器10555台套,业务覆盖整个华南地区,同时已拥有覆盖全国的分实验室、试验站、办事机构网络体系:在苏州、北京、重庆、香港、宁波、佛山、南京、芜湖、孝感、威海、泰州、厦门、西安、沈阳、台湾、合肥、潍坊、宁国、株洲、深圳等多地建有实验室;在广州、海南万宁、拉萨、那曲、三沙、漠河、吐鲁番建有不同条件特点的试验站;此外,在全国各省会城市均设有办事处;现有职工4500多人,各类科技人员占80%以上。实验室可提供从材料到整机设备、从硬件到软件直至复杂大系统的认证计量、试验检测、分析评价、数据服务、软件评测、信息安全、技术培训、标准信息、工程监理、节能环保、专用设备和专用软件研发等技术服务。实验室具有多项认证、检测资质和授权,建立了良好的国际合作互认关系,可在世界范围内开展认证、检测业务,代表中国进行国际技术交流、标准和法规的制订。同时,作为工业和信息化部的直属单位,为部的行业管理和地方政府提供技术支撑,为电子信息企业提供技术支持与服务,每年服务企业过万家。

“信息物理系统关键共性技术测试验证环境建设及能力提升”项目主要建设目标是:构建信息物理系统(CPS)关键共性技术测试验证基础参考环境,面向通信协议、数字化模型、工业软件、数据平台等,开展可靠性、兼容性、标准符合性、安全性等测试,以及感知、通信、计算、控制等技术的综合集成测试;开展数字双胞胎、边缘计算、全生命周期优化等新技术新模式的应用可行性验证,突破信息物理系统多源异构技术的兼容适配与集成应用,建设模型库、知识库、测试用例库、应用案例库等基础数据和工具,促进相关通用性标准的建立和应用推广,依托平台建设技术转移体验中心,加速信息物理系统的技术创新、成果转化与应用推广。

本项目由工业和信息化部电子第五研究所牵头,联合北京索为系统技术股份有限公司、广东工业大学、北京大学、上海宝信软件股份有限公司、武汉船用机械有限责任公司五家单位共同承担,经过过项目组各单位共同努力下,本项目完成信息物理系统基础参考环境建设、技术转移体验中心建设、信息物理系统测试能力提升、全生命周期优化技术研究、船舶管件信息系统制造、船舶行业数字化车间建设,并于2020年7月31日顺利通过专家组验收。

通过实施,项目组研发了10多款测试工具,申请发明专利6项,获得软件著作权5项,发布论文7篇,形成专业知识库、模型库与测试案例库,建成了信息物理系统测试验证参考环境、数字孪生仿真运行框架以及技术转移体验中心;形成了全面信息物理系统综合测试服务能力,支持通信协议、数字化模型、工业软件、数据平台等信息物理系统关键共性技术性能、安全性、标准符合性、可靠性、兼容性等测试与评估,并为上百家企业开展相了相关测试评估服务;编制《信息物理系统感知、通信、计算、控制集成测试规范》,支持智慧工厂、车间、生产线以及智能制造系统的综合集成测试,在英九庄园中央智能茶厂生产线系统、武汉船机调距桨生产加工系统、上海宝信铁区高炉设备状态系统等实际车间及生产线系统开展了试点测试,提升了企业生产系统总体质量与效率,降低了企业生产成本;同时基于项目建成的测试环境,创新提出“数字孪生驱动的复杂软件系统测试评估余分析优化技术”,形成复杂软件系统加速测试方案,支持在赛博运行空间中驱动孪生模型加速运行,成百上千倍的加速复杂软件系统测试过程、缩短测试时间,形成对工业制造、高端装备等复杂软件系统进行生产效率、性能与瓶颈、系统可靠性与稳定性、可能存在的故障等进行测试分析、分析优化与系统运行健康预测的能力。

基于CPS关键共性技术的测试验证平台,以“一硬、一软、一网、一平台”为重点,开展通用性技术的可靠性、开放性、互通性测试验证,是实现信息物理系统高效适配、安全可靠的关键,是整合产业链创新资源的重要手段,是当前阶段推广普及信息物理系统的重要抓手,在加速CPS的技术创新、成果转化与应用推广方面均有重大的意义,主要体现在以下两个方面:

一、有助于提升关键领域CPS的安全性和可靠性,促进产业健康发展

信息物理系统漏洞和缺陷的存在,可能引入了潜在的质量风险,影响了智能制造产品的市场竞争力和应用前景;CPS关键共性技术测试验证环境的建成,促进国内相关产品市场的优胜劣汰机制的建立和完善,有助于把应用于关键领域的CPS产品的安全可靠提高一个新的台阶,促进CPS产品的规范化程度,保障相关产业的健康发展。

二、有助于引导和推动传统制造业转型升级

本项目通过对CPS测试验证能力研究及技术转移体验中心的建设,为传统制造企业开展智能制造单元、智能车间、智能工厂提供技术支撑,促进其发展基于CPS的产品和服务,保障CPS的安全和可靠,将对打造自主可控、安全可靠的智能制造生态体系起关键作用,进一步推动制造业转型升级。