從工業(yè)發(fā)展的歷程來(lái)看，蒸汽、電力、信息技術(shù)、智能化完整的四代演進(jìn)，到第四代，最核心的是智能化。什么是智能化？簡(jiǎn)單來(lái)講，一個(gè)是智慧，一個(gè)是能力，中間還需要“+”，綜合起來(lái)就是“智慧+能力”。傳統(tǒng)的IT更多是解決智慧的問(wèn)題，大數(shù)據(jù)分析、人工智能這些內(nèi)容解決的是計(jì)算的方法、算力，或者是智慧的問(wèn)題；而傳統(tǒng)的OT部分，就像人一樣，是解決肌肉端的能力問(wèn)題。科東軟件重點(diǎn)解決“+”的問(wèn)題。
在解決技術(shù)智能化的需求上，根據(jù)國(guó)家的戰(zhàn)略，解決卡脖子問(wèn)題。卡在三個(gè)部分：芯片、操作系統(tǒng)、協(xié)議。智能化就是從傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入一些新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景，比如5G、人工智能、視覺(jué)系統(tǒng)和圖像識(shí)別，結(jié)合傳統(tǒng)的服務(wù)化應(yīng)用發(fā)展的思路及軟件定義的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，形成智能制造新的架構(gòu)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們需要功能更復(fù)雜、適用范圍更廣、安全可靠性更高的工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。
首先，它是基于通用的工業(yè)PC或者嵌入式板卡的操作系統(tǒng)，從主流的X86、ARM、MIPS架構(gòu)；其次是微內(nèi)核，確保操作系統(tǒng)內(nèi)核能夠通過(guò)SIL類安全功能認(rèn)證，滿足一些高安全關(guān)鍵系統(tǒng)應(yīng)用的需求，第三，它還能支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)應(yīng)用，同時(shí)在一個(gè)場(chǎng)景上，就像大腦分左右半?yún)^(qū)，會(huì)分成視覺(jué)區(qū)、邏輯思維以及其他控制區(qū)，通過(guò)這種方式分成不同區(qū)來(lái)滿足不同類型的業(yè)務(wù)需要，這是我們操作系統(tǒng)的核心。
科東提供了一個(gè)智能化的基礎(chǔ)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)助力工業(yè)控制系統(tǒng)打通任督二脈?？偩€技術(shù)，符合IEC61158-28標(biāo)準(zhǔn)的AUTBUS總線技術(shù)，幫助大腦和肌肉系統(tǒng)打通筋脈，形成完整的工業(yè)控制計(jì)算解決方案，這個(gè)方案具備融合、虛擬化、硬件支持廣泛等特性。
主要強(qiáng)調(diào)幾個(gè)問(wèn)題：
第一，是支持的應(yīng)用，從實(shí)時(shí)應(yīng)用控制，包括運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人控制、CNC數(shù)控系統(tǒng)、嵌入式計(jì)算等，都可以支撐；同時(shí)我們能夠提供小于50微秒的運(yùn)動(dòng)控制的精度支持。我們可以將機(jī)器視覺(jué)、數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻、音頻、圖形仿真等等非實(shí)時(shí)應(yīng)用也能在操作系統(tǒng)上面做一個(gè)融合。當(dāng)然，這整個(gè)系統(tǒng)是在統(tǒng)一的架構(gòu)上，可以根據(jù)我們應(yīng)用的需求做不同的定義。所謂軟件定義，是在標(biāo)準(zhǔn)化硬件之上根據(jù)業(yè)務(wù)需求，支持實(shí)時(shí)或者非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，或者支持兩者融合運(yùn)行，提供一個(gè)非常靈活的部署環(huán)境。
第二，總線可以兼容或者接納其他的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)總線，如EtherCAT、Profinet、Canopen、Modbus等，這樣我們?cè)谂c國(guó)際接軌的基礎(chǔ)上，發(fā)展出一套新的總線，形成一套符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制場(chǎng)景的完整解決方案。
第三，通過(guò)工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，可以非常靈活地和云端的各種應(yīng)用做銜接，比如說(shuō)騰訊云、阿里云等，可以很方便靈活地提供對(duì)接的機(jī)制來(lái)為用戶解決數(shù)字化生產(chǎn)問(wèn)題。
操作系統(tǒng)基本的特性，提供的功能比較豐富，包括故障記錄、文件系統(tǒng)、協(xié)議等。最典型的是微內(nèi)核的驗(yàn)證，另外還有分區(qū)的時(shí)空隔離性，把不同的控制功能和非實(shí)時(shí)功能在不同的空間和時(shí)間運(yùn)行，這樣做到任何一個(gè)區(qū)以在開(kāi)發(fā)階段做到并行開(kāi)發(fā)。
不同的應(yīng)用可以并行開(kāi)發(fā)，在運(yùn)行階段分區(qū)內(nèi)的應(yīng)用發(fā)生故障不會(huì)影響到操作內(nèi)核，以及其他的應(yīng)用。這樣可以降低部分軟件、個(gè)體的問(wèn)題，對(duì)整體系統(tǒng)的破壞或者影響。
公司跟國(guó)外的嵌入式操作系統(tǒng)Vxworks6.8版本也做了一個(gè)測(cè)試。其內(nèi)核及部分關(guān)鍵模塊源碼自主率達(dá)到100%，目前，科東能做到100%的覆蓋需求，100%MC的覆蓋，也能做到100%的二進(jìn)制，這是國(guó)內(nèi)唯一能做到這兩點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)。我們通過(guò)了十多次全面測(cè)試和第三方機(jī)構(gòu)的測(cè)試，這是我們操作系統(tǒng)的主要特性。
在操作系統(tǒng)之上，我們提供了符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的一套控制開(kāi)發(fā)編程軟件，這個(gè)軟件也兼容相關(guān)的國(guó)際通用總線協(xié)議和AUTBUS總線。
總線具備什么樣的特點(diǎn)？首先，這是一個(gè)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的總線；再次，這個(gè)協(xié)議和AUTBUS總線芯片，目前已經(jīng)成為中國(guó)石化領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。在中俄的能源生命線西部管道這個(gè)項(xiàng)目中，所有的傳感控制通信的設(shè)備都要和接入總線去傳送和采集數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。
在方案應(yīng)用方面，科東有典型的應(yīng)用案例。一個(gè)是宜昌東土工廠，因?yàn)闁|土科技原來(lái)是做交換機(jī)的，在交換機(jī)的裝配線上，在一臺(tái)工業(yè)電腦上面運(yùn)行了13個(gè)PLC的控制軟件，實(shí)現(xiàn)了裝配線上的各種機(jī)械臂、傳動(dòng)相關(guān)控制功能的實(shí)施，通過(guò)這個(gè)方案實(shí)現(xiàn)了OT、IT的打通，提高了效率，降低了庫(kù)存成本。
在石化方面，基于PC架構(gòu)的服務(wù)器，上面運(yùn)行了操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了HMI和相關(guān)的控制，還有一些控制系統(tǒng)的整合，所有這些應(yīng)用都是通過(guò)一臺(tái)機(jī)器實(shí)現(xiàn)的。
在工業(yè)機(jī)器人控制領(lǐng)域，科東軟件和某機(jī)器人合作伙伴做了一個(gè)方案，兩個(gè)6軸機(jī)械臂，各加一個(gè)轉(zhuǎn)軸，一共14個(gè)軸，加上視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)。我們可以通過(guò)視覺(jué)識(shí)別去傳遞和控制一些指令，來(lái)控制機(jī)械臂的速度和運(yùn)動(dòng)的軌跡，這都是通過(guò)一臺(tái)英特爾i7CPU的PC實(shí)現(xiàn)的全部功能。
在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們正在把自動(dòng)駕駛的功能和算法放在操作系統(tǒng)上面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。目前在道路施工攤鋪工程車上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)攤鋪操作，車上需要人，后面就不需要人了，它可以根據(jù)圖像識(shí)別實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，自動(dòng)執(zhí)行攤鋪動(dòng)作，這個(gè)預(yù)計(jì)在明年初會(huì)實(shí)現(xiàn)。
最后一個(gè)是打造芯片缺陷檢測(cè)顯微鏡的案例，通過(guò)邊緣控制器和操作系統(tǒng)，接入5G信號(hào)，芯片封裝后存在缺陷率，會(huì)導(dǎo)入圖像識(shí)別算法，部署工業(yè)相機(jī)抓拍，通過(guò)圖像識(shí)別去判斷缺陷，然后操縱產(chǎn)線去做記錄、分選相關(guān)工作，把感知、決策、控制整合到PC架構(gòu)上去完成所有的工作。
