人民網(wǎng)上海5月19日電 近日，由華東師范大學(xué)牽頭，華東師范大學(xué)軟件工程學(xué)院創(chuàng)院院長、中國科學(xué)學(xué)院院士何積豐作為第一完成人的《面向重大工業(yè)裝備核心控制軟件的安全可信保障技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目榮獲2019年度上海市科技進(jìn)步特等獎。

做好做精鑄劍的磨刀石 保障安全攸關(guān)領(lǐng)域自主可控

如何保障高端裝備控制軟件的安全可信是國際公認(rèn)的重大挑戰(zhàn)，特別是我國航空、航天、軌道交通和電力控制等安全攸關(guān)領(lǐng)域，其重大裝備的核心控制軟件的研制技術(shù)，例如軟件驗(yàn)證、分析、測試與質(zhì)量評估等，急需解決技術(shù)與工具產(chǎn)品的自主可控問題，以支撐我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級，打破國外在該領(lǐng)域的壟斷。

高可信技術(shù)是保障核心工業(yè)軟件成功研制的關(guān)鍵手段。正如何積豐院士所言：“控制軟件是工業(yè)重大裝備的中樞，是國家利器。要讓它足夠鋒利，就需要優(yōu)良的磨刀石。我們就是把鑄劍的磨刀石做好做精，這樣來提高重大裝備核心控制軟件的質(zhì)量，確保它們安全可信。”

項(xiàng)目參研單位聚焦我國重大工業(yè)裝備核心控制軟件的軟件安全可信保障技術(shù)，對接國家“自主可控”戰(zhàn)略部署，歷經(jīng)十余年深入研究，以產(chǎn)教學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新為路徑，攻克了軟件安全可信保障技術(shù)的三大難題，即正確性“驗(yàn)證難”、可靠性“保障難”與復(fù)雜性“分析難”。

項(xiàng)目組采用形式化分析、測試與驗(yàn)證等核心技術(shù)，首創(chuàng)形式化統(tǒng)一建模理論與多維度驗(yàn)證技術(shù)，解決了困擾國際學(xué)術(shù)界二十余年的難題；構(gòu)建了面向信物融合的多層次仿真與測試技術(shù)，支撐卡斯柯信號有限公司（國內(nèi)排名第一）的地鐵信號系統(tǒng)成為國內(nèi)首個獲國際最高安全認(rèn)證SIL4的信號系統(tǒng)；發(fā)明了不確定環(huán)境下多屬性量化評估與分析技術(shù)，應(yīng)用于載人航天工程等一批國家重要任務(wù)。

科學(xué)研究從產(chǎn)業(yè)實(shí)際出發(fā) 社會和經(jīng)濟(jì)效益顯著

項(xiàng)目的一大亮點(diǎn)是形成了系統(tǒng)化的自主可控軟件開發(fā)工具鏈，覆蓋了重大工業(yè)裝備核心控制軟件開發(fā)的全生命周期。據(jù)統(tǒng)計，完全知識產(chǎn)權(quán)的形式化建模、測試與驗(yàn)證工具11款，已經(jīng)形成商業(yè)化產(chǎn)品的達(dá)6款。其中，自主研發(fā)的軟件自動化測試工具SmartUnit更是成為了國內(nèi)首款通過國際上公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)TUV功能安全認(rèn)證的測試工具。近三年，來僅工具銷售額即達(dá)到了1.5億。項(xiàng)目成果形成了“理論-方法-技術(shù)-產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”的良性循環(huán)�！拔覀円恢毕Ｍ�，我們的科學(xué)研究工作，是能從產(chǎn)業(yè)實(shí)際出發(fā)，提煉科學(xué)問題，再通過研究成果的應(yīng)用來驗(yàn)證我們的想法，最終形成核心技術(shù)去解決國家所面臨的問題�！焙畏e豐院士說。

在這樣的共識下，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)潛心研究探索，并在實(shí)踐中不斷完善。歷經(jīng)十余年，該項(xiàng)目已產(chǎn)生了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目新增直接經(jīng)濟(jì)效益和利潤累計超14.2億元人民幣，實(shí)現(xiàn)利潤超2.1億元人民幣，間接帶動了千億產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè)效益。

項(xiàng)目成果成功支撐了“風(fēng)云四號”衛(wèi)星發(fā)射、“神舟八號與天宮一號對接”以及“探月工程月地高速再入返回器”等在內(nèi)的多項(xiàng)重要航天任務(wù)；項(xiàng)目參研單位卡斯柯信號有限公司完全自主研發(fā)的TRANAVI城市軌道交通信號系統(tǒng)解決方案，成功部署于東非地區(qū)的第一條城市輕軌，即埃塞俄比亞的斯亞貝巴輕軌，成為中國第一套“走出去”的自主信號系統(tǒng)解決方案，有力地支撐了“一帶一路”倡議。

2018年，在該項(xiàng)目的支持下，作為支撐上�？萍紕�(chuàng)新中心“四梁八柱”的重要創(chuàng)新力量——上海工業(yè)控制系統(tǒng)安全創(chuàng)新功能型平臺正式成立。該平臺是以可信軟件構(gòu)造為核心技術(shù)，聚焦軌道交通、航空航天、汽車電子和電力控制等安全攸關(guān)領(lǐng)域的軟件研制，是上海市首批推動建設(shè)的18個研發(fā)與轉(zhuǎn)化功能型平臺之一。平臺的建立也是項(xiàng)目長期以來有力支撐上海科創(chuàng)中心建設(shè)、輻射長三角地區(qū)，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的落地的重要舉措。

“80后”挑大梁 探索出有別于傳統(tǒng)科研模式的新路

該項(xiàng)目的完成團(tuán)隊(duì)是一支團(tuán)結(jié)、拼搏、富于創(chuàng)造性、充滿活力的隊(duì)伍。以何積豐院士為隊(duì)伍的主心骨，項(xiàng)目組成員來自五湖四海，既有從美國、日本回來的青年海歸教授，也有國內(nèi)院校培養(yǎng)的人才，同時也匯聚了一批來自重點(diǎn)領(lǐng)域企業(yè)的研發(fā)和技術(shù)骨干。團(tuán)隊(duì)年齡結(jié)構(gòu)合理，一大批青年才俊已經(jīng)在項(xiàng)目中起到中堅作用。在何積豐院士看來，各類不同風(fēng)格和研究背景的同志在一起，更容易激發(fā)靈感�！拔覀兊年�(duì)伍里，‘80后’的同志也已經(jīng)挑大梁，這一點(diǎn)對長期發(fā)展來說很重要。”據(jù)統(tǒng)計，項(xiàng)目15名主要完成人中，“80后”青年科研工作者就有6名。

項(xiàng)目成功的一大重要因素是發(fā)揮了“舉國體制、團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)”的威力，并且在機(jī)制層面嘗試創(chuàng)新。從一開始，這支隊(duì)伍就在探索一條有別于傳統(tǒng)科研模式的新路。在項(xiàng)目的發(fā)展歷程中，高校、研究所和企業(yè)的合作則顯得高度融合。華東師范大學(xué)軟件工程學(xué)院的教授們與企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，一直以解決行業(yè)一線問題為目標(biāo)，其知識產(chǎn)權(quán)和工作模式，體現(xiàn)了極高的協(xié)同性。院士工作站，落戶卡斯柯信號有限公司；中電科32所則與華東師范大學(xué)聯(lián)合組建了國家工程中心。正是這樣的機(jī)制創(chuàng)新，充分挖掘了項(xiàng)目參與方的各自優(yōu)勢條件，為項(xiàng)目成功奠定了基礎(chǔ)。

項(xiàng)目組成員致力于實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)教學(xué)研”的深層次融合，支撐產(chǎn)業(yè)和院校的長期化高質(zhì)量人才培養(yǎng)。由項(xiàng)目單位研制的測試工具在軟件工程頂級學(xué)術(shù)會議ICSE上獲國際計算機(jī)協(xié)會（ACM）學(xué)生學(xué)術(shù)競賽研究生組金獎，這是中國大陸高校研究生首次在軟件工程類頂級國際學(xué)術(shù)競賽獲此殊榮。多年來，近千名高端軟件人才從這里出發(fā)，投身于軌道交通、航空航天、汽車電子和電力控制等領(lǐng)域，有效提升了我國可信軟件研究的國際競爭力，極大推動了軟件可信技術(shù)在工業(yè)界的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。

回顧十余年創(chuàng)業(yè)歷程，令團(tuán)隊(duì)成員感到自豪的，是這支隊(duì)伍在長期工作中自然形成的團(tuán)隊(duì)文化：要“仰望星空”，以天下為己任，對接國家戰(zhàn)略，勇于挑戰(zhàn)根本問題；要“腳踏實(shí)地”，“把論文寫在祖國大地上”，形成核心技術(shù)、切實(shí)解決行業(yè)問題；要有務(wù)實(shí)的工作態(tài)度，拒絕浮躁心理，不盲目追逐熱點(diǎn)，堅持長期專注探索，“甘坐冷板凳，十年磨一劍”；要有寬廣的視野胸懷，勇于善于拼搏、敢于直面國際競爭以“推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變”；要有開放的創(chuàng)新思維，勇于突破發(fā)展瓶頸、善于完善創(chuàng)新機(jī)制、“搭建創(chuàng)新服務(wù)平臺，推動科技和經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合”。正是這樣的精神力量，項(xiàng)目組克服了科研道路上的各種困難，解決了一個個難題，最終形成了令人矚目的成果。

未來，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將一如既往緊密圍繞“中國制造2025”國家戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議等，聚焦我國自主可控安全攸關(guān)軟件產(chǎn)業(yè)，為國產(chǎn)大飛機(jī)、深空探測和新型軌道交通信號系統(tǒng)等重大國家級技術(shù)攻關(guān)提供共性技術(shù)，通過協(xié)同創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用形成自主可控軟件人才和產(chǎn)業(yè)的集聚效應(yīng)，為上�？苿�(chuàng)中心及長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)提供有力支撐，引領(lǐng)我國自主可控軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在國際上形成高端裝備核心軟件的“中國制造”品牌。

該項(xiàng)目的成功離不開包括國家自然科學(xué)基金委員會、科技部、上海市科委和上海市經(jīng)信委在內(nèi)的多方支持。2011年項(xiàng)目獲得國家基金委創(chuàng)新群體項(xiàng)目資助，并于2014年獲滾動資助；同年，獲得科技部首個信息物理融合系統(tǒng)主題863研究項(xiàng)目“面向信息-物理融合的系統(tǒng)平臺”資助；2015年，再獲國家自然科學(xué)基金重大研究計劃重點(diǎn)項(xiàng)目資助。項(xiàng)目研究期間，共授權(quán)發(fā)明專利27項(xiàng)，獲得軟著62項(xiàng)，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，出版英文專著1本，發(fā)表高水平論文60篇，獲得包括教育部自然科學(xué)獎一等獎在內(nèi)的3項(xiàng)省部級以上獎勵。自2008年1月起，項(xiàng)目第一完成人何積豐院士擔(dān)任國家自然科學(xué)基金委“可信軟件基礎(chǔ)研究”重大研究計劃首席科學(xué)家，支持全國科研院所項(xiàng)目107項(xiàng)，并獲得何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎及上海市科技功臣、全國優(yōu)秀科技工作者等稱號。