政策驱动工控机技术创新

一、政策背景

随着《中国制造 2025》战略的深入实施以及“十四五”规划的推进，国家对工业自动化和智能制造的高度重视，为工控机行业的发展提供了强有力的政策支持。2025 年出台的《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》明确指出，要在工业软件领域推动基础软件、工业软件和工业操作系统的更新换代，到 2027 年完成约 200 万套工业软件和 80 万台套工业操作系统的更新换代任务；在工业网络设备领域，要加快工业互联网规模化应用，推动汽车、钢铁、轻工等多个行业的工业设备、网络、算力、工控系统等网络化改造升级，力争到 2027 年，80%的规模以上制造业企业基本实现网络化改造

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二、政策对技术创新的推动作用

1. 明确发展方向

• 政策的出台为工控机行业的发展指明了方向。例如，《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》对工业软件和工业操作系统的更新换代提出了明确的目标，这促使工控机企业在技术研发上更加注重与这些领域的适配和融合，推动工控机在软件和操作系统方面的技术创新

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• 政策强调推进产业数字化转型，要求制造业高端化、智能化和绿色化发展。这促使工控机企业加大对人工智能、云计算、大数据等新技术的研发投入，以提升工控机的数据处理能力、智能分析能力和远程监控能力，满足数字化转型过程中复杂工业现场的需求

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2. 提供资金与资源支持

• 政府通过设立专项资金、税收优惠等方式，降低企业的研发成本，鼓励企业加大在工控机技术研发方面的投入。例如，政府可以设立新型工控整机技术创新专项，组织产学研协同创新，为工控机企业的技术研发提供资金支持，推动创新成果的转化和产业化应用

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• 政策还鼓励上下游企业之间的合作，构建完整的产业链生态系统，实现资源共享和优势互补。这有助于工控机企业在技术研发过程中获得更多的资源支持，提升技术创新的能力

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3. 营造良好的创新环境

• 政府通过加强知识产权保护，鼓励企业进行技术创新和品牌建设。这为工控机企业提供了一个公平、公正的创新环境，激发了企业的创新活力，促进了技术创新的快速发展

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• 政策还注重人才培养和引进，通过设立奖学金、提供培训机会等方式，培养工控机行业所需的专业人才。同时，吸引海外高层次人才，提升我国工控机行业的技术水平和创新能力

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三、技术创新的方向

1. 自主可控芯片与高可信操作系统

• 在政策驱动下，工控机企业在自主可控芯片和高可信操作系统领域取得了显著进展。例如，北京控制工程研究所研制的基于 RISC - V 架构的新一代高可靠航天处理器，将有力地支撑航天控制计算机的持续发展。同时，围绕控制计算机和系统日益智能化的迫切需求，开展高可信智能化操作系统和数据库的研究，以提高工控机的安全性和可靠性

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2. 人工智能与机器学习

• 随着人工智能技术的不断发展，工控机企业将 AI 技术融入工控系统，实现设备自学习与预测性维护。例如，通过 AI 优化生产线故障诊断效率，提高生产效率和质量。工控机还能够具备自主学习、智能分析和决策能力，通过与传感器、执行器和大数据分析平台的连接，实时采集、分析和应用大量的数据，实现智能化的生产控制和决策支持

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3. 物联网与边缘计算

• 工控机通过与物联网设备的连接，实现了设备之间的互联和数据交换，能够实时采集、分析和处理生产数据，实现对生产过程的智能监控和优化。同时，边缘计算的普及使工控机在本地数据处理与实时响应方面更具优势，降低了数据传输延迟，提高了系统的响应速度和可靠性

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4. 5G 通信技术

• 随着 5G 网络的普及，工控机能够实现更快速的数据传输和更低延迟的通信，为工控机的实时控制和数据交互带来更大的便利和可靠性，进一步推动工业智能化的发展

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四、技术创新的挑战

1. 核心技术研发能力不足

• 尽管我国在自主发展新型工控整机技术的一些关键技术上取得了突破，但在底层核心技术、高端控制系统和软件方面，与世界发达国家相比仍存在一定差距。例如，工业处理器作为工业强基工程中的核心关键基础元器件，实现基于 ARM、RISC - V、PowerPC 架构的工业处理器的自主研发与设计能力，仍是中国制造 2025 重大强国战略实施过程中的核心关键基础元器件“卡脖子”问题

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2. 信息安全性技术的挑战

• 工控机信息安全问题备受重视，工业互联网在城市、交通、能源等多个领域广泛应用，但层出不穷的安全事件也给工控机带来了许多安全挑战。工控机系统逐渐走向开放，而工控机网络环境的多样性和复杂性给其带来了诸如病毒攻击、数据泄露等安全问题，需要进一步加强信息安全性技术的研发和应用

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3. 智能化的挑战

• 按照《国家智能制造标准体系建设指南》，将在几乎全部工业重点行业推动智能化。然而，如何在工业机器人等高端领域着力提升工业机器人生产过程的数字化网络化智能化水平，仍是工控机行业面临的重要挑战。这需要工控机企业在智能化技术方面不断创新和突破，以满足高端市场对智能化水平的高要求

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五、未来展望

在政策持续驱动下，未来工控机行业的技术创新将朝着更高性能、更智能化、更安全可靠的方向发展。随着国产芯片和基础软件的快速进步，人工智能、云计算、物联网等新技术的不断成熟和应用，工控机将在数据处理能力、智能分析能力、远程监控能力等方面实现更大的突破

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同时，工控机企业将通过产学研协同创新、产业链协同与生态构建等模式，推动技术创新成果的转化和产业化应用。例如，设立新型工控整机技术创新专项，组织产学研协同创新，打造自主可控新型工控整机产业生态；加强上下游企业之间的合作，构建完整的产业链生态系统，实现资源共享和优势互补

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此外，随着全球工业 4.0 战略的深化和智能制造的加速渗透，工控机将在分布式控制系统、可编程逻辑控制器、数据采集与监控系统等细分领域迎来显著增长。在新兴高科技领域，如新能源汽车、电子信息、航空航天等，对工控机的性能与可靠性提出更高要求，也将推动工控机在这些领域的技术创新和应用拓展