冶金DCS系統數字化轉型中數據治理與安全防護策略

一、前言

在全球工業數字化轉型的浪潮中，冶金工業作為國民經濟的基礎支柱產業，其自動化水平的提升對生產效率、能源利用與產業安全至關重要。分散式控制系統（Distributed Control System，DCS）作為冶金自動化的核心架構，承擔著生產過程實時控制、數據采集與集中管理的關鍵功能，其數字化轉型不僅涉及技術升級，更關乎數據資源的高效治理與安全防護。在此背景下，如何平衡數據價值挖掘與安全保護，構建適配冶金行業特性的數據治理體系與安全防護策略，成為亟待解決的關鍵問題。

二、冶金DCS系統數字化轉型現狀與數據安全挑戰

（一）系統特性分析

冶金DCS系統數字化轉型中系統特性表現為對實時性具有極高要求，需要實現毫秒級的數據采集與控制響應，數據類型呈現復雜性，涵蓋溫度、壓力等模擬量連續變化參數、設備啟停等開關量狀態信息以及工藝曲線等時間序列特征的時序數據，網絡架構呈現異構性，通常融合PROFIBUS等工業總線與以太網技術，形成多類型網絡協同工作的復雜結構。

（二）數據治理現存問題

冶金DCS系統數字化轉型中數據治理現存問題體現為數據標準體系尚未健全，不同廠商提供的設備因接口協議缺乏統一規范，導致系統間數據交互存在技術壁壘，難以實現高效集成與協同處理；數據質量管控機制不完善，傳感器在長期運行中可能出現性能漂移或故障，因缺乏實時有效的狀態監測與數據校驗手段，致使采集數據存在失真風險，影響后續分析與決策的準確性；數據共享流通機制滯后，生產環節實時數據與管理層面業務數據因系統架構差異、權限管理分散等因素，形成物理或邏輯上的隔離狀態，制約數據價值在全流程中的挖掘與釋放[1]。

三、冶金DCS系統數字化轉型中數據治理策略

（一）數據全生命周期治理框架

冶金DCS系統數字化轉型中數據全生命周期治理框架如表1所示。

表1數據全生命周期治理框架表

（二）治理保障體系

治理保障體系需從多維度構建，制度層面需結合行業特性制定冶金DCS數據管理規范，對數據全生命周期各環節操作流程及部門職責進行系統性規定，形成覆蓋數據采集、傳輸、存儲、應用的標準化管理框架；組織層面可設立專門的數據管理人員，負責統籌數據戰略規劃、協調業務部門協同合作，打破傳統組織架構下的數據壁壘。

四、冶金DCS系統數字化轉型中安全防護策略

（一）技術防護體系

1.網絡安全冶金DCS系統數字化轉型的網絡安全技術防護可依托雙總線環形拓撲結構的特性，該結構通過冗余鏈路設計實現通信負載均衡分配，使系統網絡在接人遠超實際需求的節點時仍能保持輕負荷運行狀態，同時具備強在線網絡重構功能，保障數據交換過程中節點增減或網絡調整不影響系統正常運行；在此基礎上部署工業級人侵檢測系統（Intrusion Detection System，IDS），針對Modbus等工控協議進行實時流量監測，通過分析協議格式、指令序列與通信模式，識別異常數據交互行為，及時發現并預警潛在的網絡攻擊企圖，為冶金生產控制網絡構建多層級的安全防護屏障3。

2.系統安全

冶金DCS系統數字化轉型的系統安全技術防護需兼顧硬件冗余與軟件加固雙重維度：控制單元雙冗余設計通過部署主用與備用控制模塊，借助實時狀態監測與熱備份機制，在主控制單元發生故障時觸發自動切換邏輯，確保生產控制過程無擾動延續，維持系統運行的連續性與可靠性；操作系統內核加固則通過優化系統配置、關閉非必要服務端口、實施訪問控制策略及定期漏洞修復，構建最小化攻擊面，同時禁用與冶金生產控制無關的服務程序，減少潛在安全漏洞被利用的風險，從底層提升系統抵御惡意代碼入侵與非法操作的能力，實現硬件可靠性與軟件安全性的協同增強。

3.數據安全

冶金DCS系統數字化轉型的數據安全技術防護需在傳輸與存儲環節構建加密體系并創新共享機制：傳輸層采用AES-256加密算法對實時數據進行高強度封裝，通過256位密鑰對模擬量、開關量等傳輸內容實施逐包加密處理，確保數據在工業總線與以太網混合傳輸過程中即使被截獲也無法被非法解析；存儲層應用透明加密（TransparentData Encryption，TDE）技術，對存儲于硬盤、數據庫等介質的工藝參數、設備運行數據實施內核級加密，使數據在寫入存儲介質時自動加密、讀取時實時解密，從物理存儲層面阻斷未授權訪問路徑；引人聯邦學習技術構建分布式數據協作模式，在保留數據本地存儲的前提下，通過加密參數交換實現跨部門、跨系統的模型協同訓練，既滿足生產優化對數據整合的需求，又避免敏感數據在共享過程中泄露，實現數據利用與安全保護的動態平衡。

（二）管理防護

冶金DCS系統數字化轉型的管理防護策略需從人員能力、應急機制與供應鏈安全多維度強化：人員培訓通過定期開展工控安全意識教育課程，結合模擬釣魚攻擊、惡意代碼滲透等場景的實戰演練，提升操作人員對網絡攻擊手段的識別能力與應急處置技能；應急響應體系建設以系統性DCS系統數據安全事件應急預案為核心，明確事件分級、響應流程與責任分工，通過每季度實戰演練檢驗預案有效性，確保在數據泄露、系統癱瘓等突發狀況下能快速啟動處置程序，降低安全事件影響范圍；供應鏈安全管理遵循國產化優先原則，在硬件選型中采用麒麟操作系統等自主可控產品，通過簽訂包含數據安全條款的保密協議，約束供應商在設備研發、部署及維護過程中的安全責任，防范供應鏈環節的潛在風險4。

（三）合規與監督

冶金DCS系統數字化轉型的合規與監督需構建法律遵循與社會協同的雙重機制：在法律合規層面，以《中華人民共和國數據安全法》《中華人民共和國個人信息保護法》為基準，建立覆蓋數據全生命周期的合規管理流程，定期委托第三方機構開展合規審計，對數據采集的合法性、存儲的安全性、傳輸的規范性等進行全面核查，形成包含風險識別、整改建議的審計報告，推動系統運營符合國家法律法規要求；在監督機制層面，引入社會監督力量，通過定期發布數據安全治理報告、公開典型案例整改情況等方式，向公眾、行業組織及監管部門披露數據安全防護措施與成效5。

（四）加強持續監測與動態防護

冶金DCS系統安全防護策略中的加強持續監測與動態防護需構建全鏈條安全管控機制，通過部署工業互聯網安全監測平臺，對系統全生命周期各環節實施實時監控，全面采集網絡流量分布、設備運行狀態、數據傳輸鏈路等多維信息，借助大數據分析技術挖掘潛在安全模式，運用機器學習算法構建動態更新的安全威脅特征庫，實現對異常通信行為、協議違規操作等安全風險的智能識別與風險態勢預測。基于監測數據的深度分析結果，同步調整安全防護策略，包括實時更新人侵檢測系統的攻擊特征規則、優化防火墻對工業協議的訪問控制策略、針對系統漏洞開展精準修復等，形成“監測數據采集-風險智能分析-防護策略響應-系統優化升級”的閉環管理機制，使安全防護體系能夠根據新型攻擊手段演變趨勢、網絡環境變化特點進行自適應調整，持續提升系統對未知威脅的預警能力與動態防護的精準性，保障冶金DCS系統在數字化轉型過程中始終維持較高的安全防護水平。

五、結語

綜上所述，在冶金DCS系統數字化轉型過程中，數據治理需構建全生命周期管理框架，從采集到銷毀各環節強化標準制定、質量控制與共享機制，同時依托制度、組織、標準層面的保障體系提升治理效能；安全防護應形成技術與管理協同的防護策略，通過網絡拓撲優化、系統冗余設計、數據加密技術等筑牢技術防線，借助人員培訓、應急響應、供應鏈管理及合規監督完善管理體系。未來冶金DCS系統可進一步推動與FCS的融合，深化AI等技術在安全防護中的應用，加速國產化替代進程，以實現數據治理與安全防護的智能化、自主化發展。

參考文獻

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[5]周龍龍，王曉韻，趙鵬.企業數字化轉型中的數據安全防護體系建設[J].數字經濟，2024，（Z1）：90-95.

責編/馬銘陽