卢绍文，张　超

(东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室， 沈阳 110819)



某酸浸冶炼生产物理信息系统的复杂网络特征

卢绍文，张超

(东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室， 沈阳 110819)

以一个实际镍钴酸浸冶炼工业过程为对象，将工艺装置、阀门、检测仪表、执行机构、控制系统抽象成网络的节点，将物流管道、通信线路抽象成网络的边，进而形成复杂信息物理系统网络。通过统计分析，首次发现该生产系统网络的拓扑结构具备复杂网络的典型特征，即无标度特性和小世界特性，同时具有分层结构。最后，通过分析推测其它复杂流程生产信息物理系统所形成的网络也具备类似特征。

无标度网络；小世界网络；复杂网络；流程工业生产过程；信息物理系统

1　背景

复杂流程工业生产系统，如化工、有色、选矿、炼油等，其工艺装置、仪表、管道、阀门等基本生产设备和控制元件按照功能和设计要求组合起来实现特定的生产工艺。这些生产的基本设备之间通过物流管道及信号电缆与控制系统和仪表相连接，形成的网络构成了典型的信息物理系统 (CPS: Cyber Physical Systems)[1]。该系统集成了管道和工艺处理装置组成的物理设备网，以及由检测仪表、控制装置和通信网络组成的信息网络于一体，操作人员通过人机交互接口实现对实际生产中发生的物理和化学过程的监控。现代流程工业生产系统的结构越来越复杂，生产设备/管道网络中的物质流、能量流和控制/通信网络中的信息流紧密耦合，高度集约化、规模化的流程工业生产系统带来结构上新的特征，对于传统系统设计、可靠性和安全性分析方法带来挑战，亟需新的思路[2-3]。……