水行业的 数字化未来 Version 2.0 01 剑维软件水行业白皮书 序言 随着新一轮科技与产业革命的兴起，全球正加速迈进信息化、数字化以及智能化的新时 代。与此同时，物联网、GIS、5G通讯、大数据、云计算以及人工智能等新一代IT技术的落 地应用，也为各行业迅猛发展注入了源源不断的强劲动能。 在这样的时代背景下，水资源的合理利用与保护⸺这一与社会可持续发展紧密相连的 议题，成为了 设施关 键信息的安全。 作为全球领先的工业软件解决方案提供商，AVEVA剑维软件能够为水行业提供从工程设 计与建造到生产运营优化，再到资产管理的一整套端到端的全生命周期数字化转型解决方 案，为行业客户的精准决策、提高运营交付效率和可持续发展保驾护航。 为了与行业用户和合作伙伴共同探讨当前水利和水设施的设计、建造、移交、运维的数智 化，剑维软件的资深专家团队倾力撰写全新的《水行业的数字化未来》白皮书，期望能为 本白皮书将以中国水行业政策环境为背景，详尽展示剑维软件及合作伙伴的数字化技术在 水行业智能化管理中的应用和成功实践案例，支持水行业客户更加从容地应对挑战、满足 合规要求、提升盈利能力和可持续的市场竞争力。 夯实数字化底座，赋水以“智”。如今，剑维软件凭借成熟的技术平台、丰富的行业技术积 累、强大的生态合作伙伴网络，以及对客户需求的深刻理解，已经成为水行业企业寻求软 件技术支持的可靠伙伴。剑维软件愿与各位一起携手共进，共同描绘绿色可持续的“未来

........................................................................................47 3.13.1 软件运行环境............................................................................................... .........................................................................................51 4.3 系统软件架构体系............................................................................................... .........................................................................................58 5.4.3 软件功能实现确认阶段...........................................................................................

2 系统方案 3 ao 实施计划 4 案例参考 5 背景、概念、特点、对比、市场 整体概述、如何开始、实践指南、步骤详解 软件系统、如何选择、硬件系统、如何选择 系统方案、如何打造 团队建设、实施计划 华为、海尔、沃尔沃智能工厂 （概述、特点详解、软件系统、 硬件系统、数据提升） 整体概述 PART.01 背景 1 概念 2 特点 3 对比 4 市场 5 工业 4.0 需要不断收集数据和反馈信息，优 化生产流程和提高效率。 根据目标和计划，制定具体的升级 方案，包括硬件设备、软件系统、 人员培训等方面的内容。 * 注意事项： 确保团队成员的专业知识和技能，包括工艺、设备、软件等方面。 确保设备和系统的兼容性和可靠性，以确保智能工厂的稳定运行。 进行工艺改进和持续改进，实现智能 化生产。 费 用 和 时 间 预 算 方 案 制定全面的预算计划，包括硬件设备、 软件系统、数据采集和分析平台、 培 训和管理费用等，并制定详细的时间 计划和实施路线图。 传统工厂升级为智能工厂需要全 面考虑硬件设备和软件系统的整合，同时注重数据采集和分析， 培训和管理人员，制定详细的实施计划和预 算方案，以确保升级工作的顺利进行。 管 理 与

1 总体网络拓扑图...............................................................................23 5.2.2 总体软件架构图...............................................................................24 5.2.3 总体数据流图. 生产能力无法有效评估，产能无法有效发挥。 2.2.具体需求 系统总体框架 投标方提供的软件系统在技术上应是先进、实用和安全的 符合信息技术发展的主流趋势，具有实施简易、技术先进、灵活性强、开放性 高、维护性好、可移植性强、集成性好、可配置性高，以及便于二次开发的基 本特点。具体详见附件二《MES 系统架构功能需求》。 系统总体框架 投标方提供的软件系统在技术上应是先进、实用 和安全的，符合信息技术发展的主流趋势，具有 应用，并且需要在系统 Web 接口中增加 安全功能 2) 请投标方详细描述系统与外部系统之间的接 口方式和实现方法 3) 请投标方描述系统二次开发的方式及工具 4) 请投标方描述系统与第三方软件集成的状况 及其对本项目的影响 系统性能要求 项目需提供或者满足以下性能指标： 1) 事务处理响应时间（平均、最长） 2) 吞吐量（例如每秒处理的事务数等） 3) 系统负载量（例如系统可同时容纳的客户和

描述的愿景代表了工业信息化的方向，对企业信息化蓝图规划工 作非常有帮助，其方案和实践部分对制定实施战略路线图提供了 很有价值的参考。鉴于近期西门子工业软件在产品组合、战略愿 景、实践案例方面又取得一系列重要进展，我们决定组织人员对 该白皮书进行修订再版，除了修订既有内容以外，西门子中央研 究院和西门子工业软件有关专家增加了“工业 4.0”愿景，增加 了世界领先的仿真和试验解决方案 LMS，并增加了一系列典型案例，目的是为中国大型装备制造业 线转变成模块化、高效节能的系统；产品的整个生命 周期的信息得到完整记录；人们可以利用智慧的培训和辅助系统。 作为世界最大的工业技术公司和世界领先的自动化和工业软件提供商，西门子在今天已经为“工业 4.0”的全面实现打下了坚实基础。工业软件创新将在“工业 4.0”实施中起到决定性作用，尤其在 实施产品生命周期和生产生命周期的整合，实现研发和生产的全面优化等方面。有意思的是，150 年前，西门子的创始人冯 年发现了电机发电原理并建造了第一台发电机而成为 第二轮工业革命的先锋代表人物，今天，西门子希望和她的客户、供应商和竞争者一道，在第四轮 工业革命中重复当年的辉煌成功！ 梁乃明 大中华区董事总经理兼首席执行官 西门子工业软件 2014 年 1 月 西门子基于模型的数字化企业解决方案白皮书（修订版） 大型装备制造业数字化之道

绪论 当前中国制造企业正努力通过成本缩减、加强质量管理和投产周期的缩短等更加精细化 的手段以提升企业竞争力。对于很多制造企业来说，虽然已经应用了 ERP、CRM、PLM 等企 业级管理软件，但生产制造过程仍然犹如“黑箱”，对生产现场的管控能力十分薄弱： 车间管理者和企业管理人员不能实时、透明地了解生产线上的实际状况，虽然企业 的 ERP 系统下达了生产计划，但是计划的有效执行却依然难以保证。 20 世纪 70 年代后半期开始，就已经出现了一些解决单一问题的车间管理系统，如设 备状态监控系统、质量管理系统，以及涵盖生产进度跟踪、生产统计等功能的生产管理系统。 各个企业引入的只是单一功能的软件产品或系统，而不是整体的车间管理解决方案。 1990 年 11 月，AMR（Advanced Manufacturing Research）明确提出 MES 概念。AMR 提 出三层结构的信息 用等 技术。 进入 2000 年后，MES 作为信息化应用的重要组成部分得到了市场的广泛关注，MES 领 域的并购十分活跃，越来越多的北美和欧洲 MES 软件厂商进入中国，中国本土不少自动化 厂商，以及 PLM 和 ERP 软件厂商也开始进入 MES 市场。随着企业加强精细化管理，以及面 临着越来越严格的质量追溯和管控需求，越来越多的大中型制造企业开始重视 MES 的应用， 并开始进行

厂商要搭建起高效的算法模型 ，开发的系统既要能精准识别并处理各传感器获得的数据 ，还要能有效应对模 型未考虑到的长尾问题。这大大增加了系统所需数据量 ，增加了开发难度。 软件在 NOA 系统中起决定性作用 特斯拉的 NOA 系统不仅能规划车辆行进路线等 ，还会 实 时提供预警信息 ，并能主动停止可能导致危险发生的 并线 等行为。 小鹏汽车开发的城市 NGP 的代码量 架构下， 特斯拉自动驾驶软件对 上图感知结果进行融合 后的效果。 资料来源：特斯拉 2021AI Day 2021 年 ，特斯拉在其 AI Day 上宣布将基于 BEV+Tf 架构开发其新版的完全自动驾驶系统（ FSD ） ，并于当 年开 始重新编写底层代码 ，成为在汽车业第一个使用 AI 大模型的主流厂商。 新架构下特斯拉自动驾驶软件的融合效果 特斯拉率先在汽车业应用 大幅提升了模型的泛化能力。 图片来源：特斯拉 2022 AI Day 自动驾驶感知模块有视觉派、融合派 2 种技术路线 ，前者以摄像头为主传感器 ，后者以激光雷达为主传感器。 应用 AI 大模型降低了硬件的要求 ，及软件开发的成本。 AI 大模型对自动驾驶成本的影响 l 车载感知硬件成本降低。 l 自动标注的效率提升， 带动成本大幅度下降。 l 大模型的开发成本。

据 传输机密性 车端及零配件 身份认证 对称 / 非对 称 密钥基础 设施 1.4 密钥应用形 态常见的密码模块  加密芯片  智能密码钥匙  明确的边界  加密机  加密软件 OpenSSL Crypto Module 数据输入 数据输出 控制输入 状态输 出 电源 模块 边界 7 1.4 密钥应用等级要求（ 1-4 级） 参见国家标准：《 运行状态指示  核准的工作模式  错误检测  敏感参数保护  设计分发和实现 11 个安全 域 ( 元 素 )  密码模块规格  密码模块接口  角色、服务和鉴 别  软件 / 固件安全  运行环境  物理安全  非入侵式安全  敏感安全参数管 理  自测试  生命周期保障  对其他攻击的缓 解 8 1.4 密钥应用与车联网平台的关 T- BOX 的有效管理 •指令易被破解，影响行车安全（易被黑客冒充控 制中心发布恶意指令） ECU 安全 •影响正品配件销售（车主自行破解升级） 车机 HU FOTA •远程接收非法或恶意软件 / 更新包，间接影响汽车 / 行 车 安全 •手机与车机双向控制指令截获、篡改，影响行车安全 •获取虚假车辆控制单元状态 •服务端和客户端无法确认双方真实身份 •传输非法指令；正常指令被获取、篡改

赎金外，还会涉及 各类敏感信息的泄露，面临信任危机。 因此，为降低数据泄露风险，相关车企可从下述五个方面入手进行防护和改进。加强安全意识 培训和教育，提高员工对数据安全风险的认知；及时更新系统软件补丁，定期进行漏洞扫描与配置 检查，以避免潜在的漏洞和安全问题；梳理重要数据资产，部署库防火墙、入侵检测系统进行网络 防护；完善数据访问权限管理机制，限制内部员工的恶意行为及未经授权的数据访问；对敏感数据 原理简述 据悉黑客一直在对 Yandex 软件进行逆向工程，在破解成功后恶意调用相关后端 API （Application Programming Interface）进行订单伪造，从而发起攻击。逆向工程又称反向工程[21]， 是指从应用程序出发，通过运用解密、反汇编、系统分析等技术手段，对软件的结构、流程、代码 进行逆向拆解分析，从而推测出软件产品的数据结构、设计原理及运行过程等信息。 Web Services）服务，并最终 成功连接客户汽车的 XENTRY 系统。 图 3.2 宝马经销商 SSO 平台界面 车联网安全研究报告（第六期） 16 3.4.2 原理简述 API 是软件库对外提供服务的一组可访问接口，开发人员通过 API 可轻松实现代码复用，显著 提高生产效率，而 API 漏洞正是 API 在设计、实现及使用过程中出现的安全性漏洞。攻击者通常会 利用这些漏洞来

CANFD, CAN, LIN - 高精度地图 - 语音识别，手势识别 - 传感器及其数据融合技术 - 通讯基础设施及信号覆盖范围 - 网络通讯延迟 - 服务平台的建设及完善 - 高性能处理器及软件系统平台 - 云端大数据处理 - 网络安全，黑客防御，非法操 控 智能网联新能源车研发解决方案 网联化系统研发方案 确保协同、数字化的持续性、多领域的追溯性以及功能安全 人、车以及外部世界的互联研发 static design Design 全网络支持 EtherNet Probability Probabilit y 网络设计工具 VSA COM 的技术特点 – 专业整车网络设计工程软件，方便与其他工具集 成 Architecture Design Topology, Signals, Requirements Network Design Topology X X X - X X - ASAM Fibex 4.1 - X X X X X X X X ASAM 网络设计工具 VSA COM 的技术特点 – 兼容现有传统协议栈，同时满足 Autosar 软件开发流 程 支持包括 DBC ， LDF ， Fibex ， arxml 等多种格式的通讯数据的导入及导出，满足不同类型的整车厂设 计开 发流程，既支持以 DBC 为主要传输介质的传统网络开发流程，也便于以后往