为提高我国制造业的生产效率和产品质量，实现节能降耗，降低生产成本，提高经济效益及市场竞争力，迫切需要复杂生产制造全流程一体化控制系统，通过生产制造过程控制与运行管理的智能化与集成优化，实现与产品质量、产量、成本、消耗等密切相关的综合生产指标的优化控制。

      一体化控制系统被控对象由生产设备（或过程）变为整条生产线，其具有如下综合复杂性：强非线性、多变量强耦合、变量类型混杂、多层次；其特性随生产条件变化而变化，受到原料成分、运行工况、设备状态等多种不确定因素的干扰，难以用精确数学模型来描述。其性能指标由与产品在生产加工过程中的质量、生产效率、能耗、物耗等相关的多目标组成，难以在线连续测量，受到技术规范与操作规范、设备能力、原材料与作业条件等多种约束。控制系统的实现涉及到控制层、运行层与管理层，采用多种类型网络、多种控制计算机与支撑软件平台及采用一体化控制技术研制的软件系统来实现。一体化控制系统的被控对象特性、控制目标、约束、涉及范围及系统的实现结构超出已有的控制理论和控制系统设计方法的适用范围。

      本项目从提高我国制造业综合自动化水平、实现企业全局优化、提高企业竞争力的需求出发，针对复杂生产制造过程全流程控制与优化中提出的工业界亟待解决的，对控制理论与控制系统设计方法中具有挑战性的如下三个关键科学问题：复杂生产制造全流程运行控制、复杂生产制造全流程基于数据和知识的实时智能优化与基于过程模型的生产全流程在线实时动态优化，以及关于一体化控制系统安全性、协同性、易用性的若干技术基础问题展开研究。

      本项目设置四个课题：1）复杂生产制造全流程一体化控制系统整体控制策略与运行控制方法；2）复杂生产制造全流程基于数据和知识的实时智能运行优化理论和方法研究；3）基于过程模型的生产全流程在线动态运行优化理论和方法研究；4）具有安全性、协同性、易用性的一体化控制系统的若干技术基础与半实物仿真实验平台的研究。主要研究内容如下：一体化控制系统整体控制策略与运行控制方法、复杂生产制造全流程基于数据和知识的实时智能运行优化理论和方法、基于过程模型的生产全流程在线动态运行优化理论和方法、多层次不同类型网络环境下的网络化控制，具有安全性、协同性、易用性的一体化控制系统的若干技术基础研究、一体化控制系统半实物仿真实验平台研究及结合典型生产过程的成果应用验证。

      本项目预期取得一批原创性强的研究成果，部分课题的研究预期将有重大突破并达到国际领先水平，为解决复杂生产制造全流程控制与优化难题，提供全流程一体化控制与优化理论和控制系统设计方法，使我国在复杂生产制造全流程一体化控制方面处于国际先进水平，并提高我国相关学科的整体研究水平。

      将生产制造全流程一体化控制系统在我国钢铁、有色金属、石化等行业的典型生产线上成功应用，取得节能降耗、提高产品质量的显著成效，为我国工业企业采用先进控制系统节能降耗树立成功范例。

      本项目将建立生产制造全流程一体化控制系统半实物仿真实验平台，为我国开展工业过程综合自动化的研究提供实验平台，为我国工业企业实现信息化与工业化的融合，实现企业综合生产指标优化控制和管理的扁平化树立样板。