操作系统与工业软件

操作系统与工业软件是制造业数字化网络化智能化的基石，是新一轮工业革命的核心要素。发展桌面/服务器和手机操作系统及高端制造业嵌入式操作系统，以工业大数据系统、工业互联网平台与制造业核心软件为代表的基础工业软件，面向先进轨道交通装备、电力装备、农业装备、高档数控机床与机器人、航空航天装备、海洋工程装备与高技术船舶等重点领域的工业应用软件，对我国工业领域高质量可持续发展具有重要意义。

需求

新一代科技革命与产业变革以数字化网络化智能化为特征，其核心是将以云计算、物联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术与现代制造业深度融合，以推动产业转型升级。为提高我国操作系统和工业软件核心技术水平，依托我国作为“制造大国”的战略必争和优势产业，利用中国互联网生态与应用的全球领先者地位，紧紧抓住新科技革命与产业变革提供的历史机遇，实现操作系统安全可靠，结合新一代信息技术推动工业软件的重构与跨越发展。

目标

到2020年，突破部分关键核心技术，聚焦生产效率提升与制造服务转型，工业大数据软件与工业互联网平台在重点行业基本应用普及。

到2025年，基本形成安全可靠的工业操作系统与软件标准体系。突破三维几何引擎、CAE求解器等工业软件关键核心技术，CAD、CAE等研发设计类核心工业软件实现突破。形成3~5个达到国际水准的工业互联网平台，培育30万个以上的工业App。

到2030年，打造出具有良好市场化应用效果的工业操作系统及软件生态。嵌入式操作系统、CAD、CAE等研发设计类核心工业软件在高端装备制造等行业基本可用。形成1~2个国际领先的工业互联网，工业App数量超过百万个。

发展重点

1. 重点产品

操作系统

衔接“核高基”等重大专项形成的成果，面向工业、商业和个人应用，研制安全可信、交互友好、兼容性强的桌面/服务器操作系统、手机操作系统，并在此基础上进行软件的开发、迁移和适配，构建应用软件生态。研制高端制造业嵌入式操作系统及智能化边缘计算系统与应用，并在先进轨道交通装备、电力装备、农业装备等关键领域推广应用。

工业大数据系统

面向终端与云端数据的交换融合与智能协同，重点突破多源设备、异构系统、运营环境等海量工业数据的泛在采集、协议转换、存储转发与边缘计算技术。研制设备端的嵌入式数据管理平台与实时数据智能处理系统，开发云端具有海量处理能力的工业数据采集、存储、查询、分析、挖掘与应用的工业数据处理软件栈，以及完整的工业数据安全管控体系。构建覆盖产品全生命周期和制造全业务活动的工业大数据系统与应用，支持企业多源异构数据的整合集成与统一访问，推进人工智能技术落地，实现“数据驱动”的智能化应用。

工业互联网平台与工业App

研发工业以太网等网络连接层软件，构建工业互联网平台体系架构与标准体系，搭建工业互联网管理服务平台（工业PaaS），开发一批多语言开发工具、工业机理模型、微服务功能组件及工业资源库（包括知识库、零件库、工艺库、标准库等）。推动开发者围绕特定行业、特定场景的云应用需求，开发工业App，形成行业专用App构件库。打造平台功能丰富与海量用户使用的双向迭代、互促共进的工业互联网平台生态体系。

核心工业软件

围绕工业关键基础支撑与核心重大需求，突破三维几何引擎、求解器等关键核心技术，构建研发设计（CAD/CAE/PLM）、经营管理（ERP/SCM）、生产控制（DCS/SCADA）、运维服务（MRO/CRM）等核心工业软件，打造支持工业互联网的工业软件体系化解决方案，推进工业软件的产用融合迭代推进，发展支撑智能制造的工业应用软件体系。

2. 关键技术

“端到端”的工业软件安全技术

研究从设备端到云端的控制系统安全、硬件安全、网络通信安全、系统安全、数据安全、信息与系统安全、本质安全等技术。研究开发安全、高可信工业软件系统的安全标准、验证技术与认证体系。

工业基础资源库与标准化技术

重点构建与工业软件相配套的工业基础资源库接口标准化体系。研究工业基础资源库的分类标准，布局适应中国制造环境特点的工业基础资源库架构与生态体系。研究工业基础资源库的标准化评估与认证体系。

操作系统微内核技术

研究高稳定性、高可扩展性、高可移植性的可信操作系统微内核架构，突破微内核系统调度技术、微内核虚拟存储管理技术、微内核计时技术，构建微内核代码形式化验证技术，开发基于微内核的操作系统。

设备端智能化技术

研究小容量的嵌入式数据库系统，以及数据缓存与数据同步、交换技术。加快研究终端的环境语义建模技术，以及实时数据动态采集、变频传输、视觉理解、单机智能分析与控制、区域协同等终端智能化新技术。

工业大数据管理与分析技术

研发工业数据的实时采集、高吞吐量存储、数据压缩、数据索引、查询优化、数据缓存等关键技术。研究时空关联与机理模型下的数据质量检查与修复关键技术。研究前端装备实时数据与后台信息系统关系型数据的集成技术。突破工业大数据并行分析处理技术、机制模型建模技术、知识推理技术与仿真模型。

工业互联网平台关键技术

研究工业互联网平台组态式低代码开发技术、透明化数据服务构建技术、安全的跨平台协同技术，实现数据集成、分析与应用开发支撑。围绕平台功能、兼容性、可靠性、安全性、负载压力等方面开展测试验证关键技术研究，构建一批测试验证工具，建立工业互联网平台测试验证环境。

战略支撑与保障

1. 推动开源社区建设

鼓励中国企业参与到国际主流开源社区，成为具有投票权的理事单位。建立一批能够融入国际化发展的开源社区，加强开源社区建设，提供良好的开发环境，共享开源技术、代码和开发工具。

2. 构建标准体系

建立重点领域工业软件体系与标准，加强操作系统与工业软件标准的制修订工作，鼓励有实力的单位牵头制定国际标准。建立操作系统与工业软件的国家评测与认证标准体系。

技术路线图

操作系统与工业软件发展技术路线图如图1-3所示。