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封面故事 | 東土科技Intewell: 以“鴻”鵠之志, 創(chuàng)未來之“道”

  • 時(shí)間:2023-12-15
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打造自主可控的新型工業(yè)操作系統(tǒng)是我國加速新型工業(yè)化進(jìn)程,在新一輪科技革命中實(shí)現(xiàn)“換道超車”的重要契機(jī)。東土科技期待憑借Intewell鴻道新型工業(yè)操作系統(tǒng)的創(chuàng)新與應(yīng)用,打造100%自主可控的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制底層技術(shù),為我國新型工業(yè)化貢獻(xiàn)底座力量。

北京東土科技股份有限公司董事長 李平

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起,產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型不斷加速,全球已進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展期。而作為新一代信息技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心載體,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的關(guān)鍵支撐。

近年來,我國深入實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程,不斷深化新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展,如何快速推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型由探索起步向縱深發(fā)展?北京東土科技股份有限公司董事長李平表示:“工業(yè)操作系統(tǒng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引擎,也是工業(yè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的核心,更是工業(yè)時(shí)代安全的基石。打造自主可控的新型工業(yè)操作系統(tǒng)是我國加速新型工業(yè)化進(jìn)程,在新一輪科技革命中實(shí)現(xiàn)‘換道超車’的重要契機(jī)。東土科技期待憑借Intewell鴻道新型工業(yè)操作系統(tǒng)的創(chuàng)新與應(yīng)用,打造100%自主可控的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制底層技術(shù),為我國新型工業(yè)化貢獻(xiàn)底座力量。”

 

 
 
 
 鑄新型工業(yè)之“魂”
 
 
 

 

“缺芯少魂”一直是我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大難題,而“少魂”即指操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件薄弱。“拿來主義”這種傳統(tǒng)解決方式在給我們帶來便利的同時(shí),也桎梏了我們的創(chuàng)新。在李平看來,新型工業(yè)操作系統(tǒng)正是我國構(gòu)建新型工業(yè)化的“魂”之所在。

 

“眾所周知,智能手機(jī)的出現(xiàn)在民用互聯(lián)網(wǎng)的推廣應(yīng)用中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,而智能手機(jī)演變的核心在于操作系統(tǒng)?;诓僮飨到y(tǒng),支撐起豐富的生態(tài)應(yīng)用,通用人工智能的普及應(yīng)用才成為可能。” 李平表示,“在工業(yè)領(lǐng)域,要從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到工業(yè)人工智能,也需要類似的發(fā)展歷程。傳統(tǒng)的DCS、PLC等控制器就相當(dāng)于過去的功能手機(jī),要做到互聯(lián)互通、協(xié)議統(tǒng)一,就要發(fā)展工業(yè)行業(yè)的‘智能手機(jī)’——智能控制器。只有整個(gè)工業(yè)使用通用的智能控制器,才能實(shí)現(xiàn)真正意義的數(shù)字工廠。而新型的智能控制器需要新型的工業(yè)操作系統(tǒng)做支撐?;谛滦筒僮飨到y(tǒng),為數(shù)字工廠及智能裝備提供標(biāo)準(zhǔn)化的通用技術(shù)平臺,構(gòu)建新型工業(yè)軟件生態(tài)。”

 

東土科技的Intewell操作系統(tǒng)正是因此應(yīng)運(yùn)而生,其獨(dú)特的發(fā)展歷程和顯著的成就都賦予它深遠(yuǎn)的影響力。這款操作系統(tǒng)源于1990年誕生的“道”操作系統(tǒng),在兩彈一星元?jiǎng)字旃鈦喸菏康闹笇?dǎo)下,歷經(jīng)30年的不懈努力和研發(fā)迭代,在功能和性能上已經(jīng)可以替代VxWorks操作系統(tǒng)。發(fā)展至今,Intewell已在軍工等多種嚴(yán)苛環(huán)境下運(yùn)行檢驗(yàn),廣泛商用于工業(yè)控制、智能制造、汽車電子、軌道交通、能源電力、航天航空等實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域。

 

作為一款新型工業(yè)操作系統(tǒng),Intewell以軟件定義為核心,采用微內(nèi)核架構(gòu)設(shè)計(jì),具有高實(shí)時(shí)、確定性、高安全、高可靠和虛擬化等特性,可為工業(yè)現(xiàn)場層多種類型的設(shè)備提供統(tǒng)一的互聯(lián)互通服務(wù)能力,實(shí)現(xiàn)控制、計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、云服務(wù)技術(shù)的融合統(tǒng)一。

 

微內(nèi)核架構(gòu)提升分區(qū)(進(jìn)程)的時(shí)空隔離性,使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定、安全,同時(shí)提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。虛擬化技術(shù)支持GPOS+RTOS等多種操作系統(tǒng)架構(gòu),可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)融合應(yīng)用。經(jīng)測試,Intewell系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性抖動可達(dá)5us,調(diào)度精度達(dá)us級,切換時(shí)間<5us,其高實(shí)時(shí)的特性可滿足現(xiàn)場工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備高精度控制,實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制與工業(yè)人工智能的并發(fā)協(xié)同。更為值得一提的是,Intewell通過了工信部電子五所的測試,內(nèi)核及部分關(guān)鍵代碼自主率100%,支持指令級別的安全管控,在操作系統(tǒng)底層為整個(gè)設(shè)備運(yùn)行提供了安全可靠可信的基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境。

 

Intewell操作系統(tǒng)已在國內(nèi)國際贏得了廣泛的認(rèn)可和贊譽(yù)。2006年,在加拿大宇航局關(guān)于全球嵌入式操作系統(tǒng)的分析評比中名列第三。2019年榮獲首屆中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大賽一等獎(jiǎng),2020在年聯(lián)合國工業(yè)署主辦的首屆世界人工智能大會上,與西門子的工業(yè)大腦技術(shù)共同獲得技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。2022年,獲得了工業(yè)、汽車和軌道交通功能安全最高等級認(rèn)證SIL4 & ASIL D。這使得Intewell成為了目前國內(nèi)唯一通過汽車、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、軌道交通四項(xiàng)功能安全認(rèn)證的操作系統(tǒng),進(jìn)一步提升了其在國內(nèi)外的影響力和競爭力。

 

李平表示,東土科技的目標(biāo)就是構(gòu)建自主的工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的技術(shù)平臺,避免未來在新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)陣地上出現(xiàn)受制于人的局面。他相信,隨著Intewell操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,我國的工業(yè)軟件生態(tài)將得到進(jìn)一步完善,為我國實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化提供強(qiáng)大的“魂”之所在。

 

 
 
 
 踐數(shù)智轉(zhuǎn)型之“路”
 
 
 

 

數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新只有融入行業(yè)場景中,才能真正釋放出自身的價(jià)值。東土科技以Intewell為核心打造了面向不同工業(yè)應(yīng)用場景的三大產(chǎn)品,包括應(yīng)用于協(xié)同制造、工業(yè)云等場景的虛擬化產(chǎn)品Intewell-V,應(yīng)用于CNC/機(jī)器人/運(yùn)動控制等智能裝備的實(shí)時(shí)擴(kuò)展產(chǎn)品Intewell-H,以及專用于嵌入式儀器儀表的純實(shí)時(shí)產(chǎn)品Intewell-C。當(dāng)前,Intewell鴻道操作系統(tǒng)已在飛控、航電、數(shù)控機(jī)床、工程機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用與實(shí)踐。

 

在卷煙廠制絲產(chǎn)線,基于Intewell操作系統(tǒng)的一套智能控制器即可替代原有多臺PLC,實(shí)現(xiàn)加水、加香料、滾筒攪拌等制絲工藝的精準(zhǔn)控制;在手機(jī)中框檢測中,一臺智能控制器整合工位邏輯控制+多軸運(yùn)動控制+機(jī)器視覺缺陷檢測,實(shí)現(xiàn)中框掃描一周用時(shí)由7s降至3.5s,軌跡位移偏差絕對值由0.1mm降至0.076mm,軌跡角度偏差由±0.25°降至 ±0.247°。在智能洗碗線上,一個(gè)智能控制器掛載16個(gè)軸(4個(gè)SCARA機(jī)械手),代替原來一個(gè)SCARA 機(jī)械手由一個(gè)控制器控制的架構(gòu),節(jié)省了3個(gè)控制器的硬件成本;從4套分布式IO板升級迭代為1套集中式IO板,便于維護(hù)管理,在成本方面可以節(jié)省3個(gè)IO板和3個(gè)編碼器;并實(shí)現(xiàn)高速高精度控制:總線平均循環(huán)周期低至112us,抖動時(shí)間低至1us。

 

從降本節(jié)能、效率提升到數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型,東土科技的Intewell新型工業(yè)操作系統(tǒng),正在支撐中國制造由內(nèi)到外的全局升級。專家認(rèn)為,基于新型工業(yè)操作系統(tǒng)打造智能控制器,將從三個(gè)層面推動我國新型工業(yè)化發(fā)展。首先是保障國家工業(yè)安全;其次是推動我國工業(yè)向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型,為數(shù)字工廠及智能裝備提供標(biāo)準(zhǔn)化的通用技術(shù)平臺,構(gòu)建新型工業(yè)軟件生態(tài);其三是承接工業(yè)人工智能。

 

為推動Intewell操作系統(tǒng)與工業(yè)場景的深入融合,東土科技也一直持續(xù)致力于相關(guān)支撐技術(shù)的創(chuàng)新。東土智能控制工業(yè)工具軟件MaVIEW,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場感知、實(shí)時(shí)控制、工業(yè)視覺、人機(jī)互動、數(shù)字孿生等多業(yè)務(wù)融合協(xié)同,讓工業(yè)控制實(shí)現(xiàn)方式更高效、更簡單,從而減少開發(fā)過程中重復(fù)地進(jìn)行基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)和基礎(chǔ)資源構(gòu)建,降低開發(fā)的門檻。

 

針對當(dāng)前數(shù)智化轉(zhuǎn)型所面臨的大量工業(yè)設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品和工業(yè)軟件的互聯(lián)互通問題,東土研制了基于TSN、IPv6和OFDM技術(shù)的AUTBUS寬帶總線。AUTBUS已于2023年正式成為IEC組織新一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn),該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)我國在數(shù)字工廠、機(jī)器人、汽車、飛機(jī)、新能源、船舶等領(lǐng)域控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的統(tǒng)一,為我國新型工業(yè)化引領(lǐng)全球工業(yè)通信技術(shù)的發(fā)展而賦能。AUTBUS總線實(shí)現(xiàn)了控制網(wǎng)絡(luò)寬帶化、控制協(xié)議IP化,有效滿足了新型工業(yè)化全面數(shù)字化的要求。

 

此外,東土也期待通過Intewell操作系統(tǒng)加速工業(yè)人工智能落地。“工業(yè)操作系統(tǒng)需要結(jié)合人工智能技術(shù)才能更好地發(fā)揮其作用。通過引入深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),可使系統(tǒng)自動識別和處理工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)和信息,從而更好地實(shí)現(xiàn)自動化控制和優(yōu)化。”李平表示,“Intewell操作系統(tǒng)微內(nèi)核虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)采集和云服務(wù)等功能的融合,為智能控制和工業(yè)人工智能的應(yīng)用發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。”

 

 
 
 
 聚未來創(chuàng)新之“力”
 
 
 

 

雖然Intewell的技術(shù)先進(jìn)性已獲得廣泛認(rèn)可,并在眾多領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用,但李平認(rèn)為Intewell的創(chuàng)新和發(fā)展將永無止境:“任何操作系統(tǒng)的發(fā)展和完善都需要不斷地研發(fā)迭代,對于Intewell來說,同樣如是。”

 

首先,東土科技將針對不同行業(yè)用戶的需求,不斷發(fā)展提升用戶體驗(yàn)的開發(fā)工具,從而適應(yīng)工業(yè)行業(yè)不同的應(yīng)用場景,滿足用戶多業(yè)務(wù)融合以及便捷、低成本開發(fā)需求。

 

其次,東土科技將針對Intewell提供基于互聯(lián)網(wǎng)的云開發(fā)平臺,滿足合作伙伴及工業(yè)用戶對于遠(yuǎn)程協(xié)同開發(fā)的需求,同時(shí)構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)化的新一代工業(yè)控制體系基礎(chǔ)平臺,為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)人工智能的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

 

再次,完善工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù),通過數(shù)據(jù)的提取和分析,助力工業(yè)用戶實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同和優(yōu)化,賦能工業(yè)領(lǐng)域邁向少人化和無人化。

 

此外,我國工業(yè)領(lǐng)域行業(yè)眾多、制造模式多種多樣,以工業(yè)操作系統(tǒng)為核心的工業(yè)軟件體系建設(shè),離不開工業(yè)軟件開發(fā)商、系統(tǒng)服務(wù)商、科研機(jī)構(gòu)、工業(yè)企業(yè)等多方聯(lián)合參與。對此,李平表示,未來東土科技也將致力開源開放的工業(yè)操作系統(tǒng)生態(tài)建設(shè),以合作共贏的模式聚眾同行、聚力創(chuàng)新,從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)的高質(zhì)量賦能。

 

變革時(shí)代,勇立潮頭。在這個(gè)求新求變的時(shí)代,科技向前的脈絡(luò)無限延展,但對創(chuàng)新的渴望、對打破桎梏的執(zhí)著和對自主可控的堅(jiān)守卻是東土科技始終不變的精神力量。面向未來,李平表示:“東土科技將始終以創(chuàng)新為立身之本,不斷沉淀技術(shù)、打磨產(chǎn)品,在新型工業(yè)操作系統(tǒng)自主創(chuàng)新征程中砥礪前行,以Intewell鴻道操作系統(tǒng)構(gòu)建支撐數(shù)智轉(zhuǎn)型的技術(shù)底座,持續(xù)推動前沿技術(shù)與行業(yè)場景的全方位融合,做千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領(lǐng)航者。”

 

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本文來源 | 《自動化博覽》2023年11月刊

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