新华控制:自主版权的工控软件研发

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伴随着计算机在工业领域的广泛应用、工业自动化水平的迅速提升，人们对工业自动化的要求越来越高，传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求，新一代自主知识产权的工控软件开发迫在眉睫。作为国家规划布局内重点软件企业、上海市高新技术企业，新华控制针对我国工业生产环境，成功开发了具有自主知识产权的工控软件OxXDC及与之配套的相关软件。值得强调的是：工业生产的行业特征决定了其必须具备高可靠性，这令其软件研发过程控制显得尤为重要。新华控制该方面的有益尝试，或将为相关行业读者带来一些启发。

工控软件管理体系

上海新华控制技术（集团）有限公司是为工业生产过程提供自动化控制系统设计、制造和整合相关产品的高科技企业。公司专业从事控制系统设计、软件开发、硬件制造和控制系统总成套，自1985年成立以来，已为1000多家电力、冶金、交通、石化、环保、水泥、市政工程等行业的用户提供了各种规模的优质自动控制成套设备和自动化控制系统。集团公司拥有多种专业高素质的研发队伍，不断加大对研发的投入，以环保、节能、安全的设计理念创新技术、创新产品，重点发展大型生产过程和连续生产过程综合自动控制、先进的工业控制技术、轨道交通自动控制、节能变频调速，帮助用户以更经济的代价获得更满意的产品和服务。

新华集团下设研发中心包括：软件研发部、硬件研发部，另设测试中心、技档部。各部门分工明确，职责分明，协同工作。其中软件研发部设部门经理，系统架构师，系统分析师，软件工程师，测试工程师，UI工程师等。

新华一向注重严格的科学管理及全面的质量控制，建立了完整的质量管理体系，通过了ISO-9001:2000质量管理认证和国际认证。独特的创新管理和企业文化造就了新华员工为社会创造价值、不断创新、自强不息、超越自我、勇创一流的追求。

软件开发严格遵循国内、国际标准，有着严格的流程管理与控制，同时根据软件项目的需求和特性灵活地采取各种先进的软件开发管理方法。针对软件开发项目成立项目组，制定明确的目标，建立起高效、具有共同目标、明确角色划分、团结协作、融洽的开发团队。

对于需求分析、设计、采购/编码实现、安装、新华软件及接口测试、移交、维护等工作，给出每项工作任务的预定开始日期、完成日期及所需资源，规定各项工作任务完成的先后顺序以及表征每项工作任务完成的标志性事件（“里程碑”）。新华软件实施计划配合项目整体计划推进。

新华软件开发有着严密、严格的质量保证机制。软件质量保证是为使新华软件产品满足规定需求所进行的一系列有计划的必要的工作。在软件整个开发期间，成立软件质量保证小组负责质量保证工作。软件质量保证人员检查和督促本计划的实施。软件质量保证工作涉及软件生存周期各阶段的活动，贯彻到了日常的软件开发活动中，而且特别注意软件质量的早期评审工作。因此，对新开发的或正在开发的各子系统，要进行各项评审工作（主要针对T：时间、Q：质量、C：成本）。

软件研发的文档也有着严格的管理制度。基本文档包括:软件需求规格说明书、软件详细设计说明书、软件验证与确认计划、软件验收报告、用户文档等。文档是新华软件的重要组成部分，是新华软件生存周期各个不同阶段的产品描述。必须检查各阶段文档的合适性。评审文档质量的度量准则是有六条：完备性、正确性、简明性、可追踪性、自说明性、规范性。

新华软件研发十分重视配置管理。软件配置管理是指对本项目软件生存期间各文档, 程序和数据的版本和变动控制。在软件系统整个开发期间，软件配置控制组负责配置管理工作。配置管理内容包括：建立配置控制组；确定各个配置基线；建立接口控制协议；制订评审与检查软件配置管理计划和规程；制订相关的软件开发、测试和使用工具的配置管理计划和规程。

新华软件验证与确认包括需求验证、设计验证、代码验证、测试验证、文档评审及确认。每阶段的评审和验证都能有效地保证了软件开发的质量、成本和时间。

可靠性设计

软件的可靠性指标除了MTBF、MTTR以外,:还有系统平均不工作间隔时间MTBD (Mean Time Between System Down)、平均停机时间 MDT (Mean DownTime)、系统不工作次数、可用性、初期故障率、偶然故障率、处理能力等等。

软件的可靠性首先保证软件的准确性,能准确无误地完成系统所要求的功能。在可靠的前提下,软件必需便于使用、便于扩展。

容错技术和同步处理是软件可靠性的基本保证。新华控制系统针对可靠性要求采用了具有容错功能的控制系统；针对不同的用户需求和设计目标，提供组态方式编程，设计成多种通用且固定的功能模块，功能块是被组态修改的最小对象，控制系统的所有功能都需要用功能块来实现。功能块中的程序相对是固定的，因此可以有充分的时间对其进行测试，最大限度地排除错误，使应用软件生成简单化、标准化，克服了普通软件编程中的人为因素对可靠性的影响，同时也缩短了软件生成的周期。一个软件系统是否采用了组态方式，是否标准化是软件可靠性设计的一个重要标志。

新华制定了严格的软件测试流程和测试规范，并通过建立软件可靠性模型对软件进行7×24小时的连续测试和评估，以保证软件系统的正确性、完整性、一致性和健壮性。

管控一体化解决方案

新华的软件产品涵盖了从底层设备驱动、控制系统，到监控系统、生产管理系统、企业管理系统的全方位产品。同时新华开发有专用的性能计算、优化控制软件。新华的软件产品从底层设备到上层管理系统，为企业提供了真正的管控一体化解决方案。

MCTS（Management & Control Top Solution）是新华控制针对企业对管理控制一体化日益强烈的需求，结合自身的优势以及生产型企业的特点而提出的企业管控一体化解决方案。

MCTS的层次结构

MCTS将企业的层次结构划分为5层：实体层、过程控制层、厂级监控层、制造执行层和管理应用层。MCTS旨在为企业提供从实体层到管理应用层的全面一体的先进的、开放的、前瞻性的解决方案，新华利用自己几十年的从业经验、 自主的优质产品为企业提供全面优质服务。新华专注于控制与系统集成，提供过程控制、厂级监控、制造执行系列产品，向下通过与实体层（执行器、智能仪表、现场设备等）集成，向上通过与管理应用层（ERP、OA、财务、HR、SCM等系统）的集成，为企业构筑全面一体化的解决方案。

实体层及过程控制层。新华可视化图形化组态软件OnXDC用于新华过程控制系列产品：TiSNet-P600，XDC-800，XDC-E1000,XDC-T3000等，适用于不同层次的应用，实现和优化现场控制过程。

厂级监控层。新华的XSCADA/XSIS建立在新华实时数据库XH-fS的基础上，可根据企业实际情况组建厂级监控系统，实现全厂的生产监控。XSCADA/XSIS除了可与新华自身过程控制系统TiSNet-P600，XDC-800，XDC-E1000,XDC-T3000实现无缝集成，也可与其他厂商的DCS系统和PLC系统实现集成。

制造执行层。新华XMES（Xinhua Manufacturing Execution System）为优化企业生产执行过程、实现计划与生产的协调统一，实现生产过程优化、实现生产、维修、质量、设备、能耗、库存等的有效管理。XMES以过程控制层/监控层（DCS、PLC等控制系统，SCADA、SIS）的实时数据为基础，与过程控制层/监控层实现有效集成。XMES具有强大的开放性和可集成性，提供各种开发接口，可与各种上层管理软件（ERP、OA、HR等）实现有效集成。

管理应用层。针对管理应用层，新华侧重与市场上成熟软件，包括ERP、OA、HR、SCM、财务软件等进行集成，为用户提供软件选型建议、考察、技术支持等。另外，新华的软件产品WebMonitor实现生产过程远程（Intranet/Internet）监控，与上层管理系统无缝集成；与此同时，针对污水处理厂开发了专门的节能降耗优化控制软件。