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在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，創(chuàng)新成果的迭代速度一直非常驚人。就拿最基礎(chǔ)的電機(jī)啟動(dòng)來(lái)說(shuō)，從最古早的星角啟動(dòng)、軟啟動(dòng)，到如今廣泛應(yīng)用的變頻機(jī)、伺服產(chǎn)品，工控行業(yè)里“你方唱罷我登場(chǎng)”的熱烈景象已是常態(tài)。

如今，隨著工業(yè)4.0時(shí)代的悄然而至，人們對(duì)更高精度、更強(qiáng)算力與可靠性的需求，給基于PC的控制技術(shù)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展天地。在國(guó)內(nèi)的PC控制領(lǐng)域，中科時(shí)代雖然剛起步兩年，卻已積累了豐富的產(chǎn)品線(xiàn)和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，聲名鵲起的秘訣是什么？為了攻克PC控制的核心難題，他們做出了哪些努力和貢獻(xiàn)？為解答這些疑問(wèn)，CONTROL ENGINEERING China獨(dú)家采訪(fǎng)了中科時(shí)代資深副總裁劉生富。

01

浪潮已至：PC控制國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)行時(shí)

其實(shí)早在1990年代中期, 基于PC的控制器就已經(jīng)開(kāi)始承擔(dān)PLC、運(yùn)動(dòng)控制器和HMI等功能。隨著技術(shù)持續(xù)迭代，工業(yè)PC已經(jīng)能充當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、邊緣計(jì)算設(shè)備和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)等多重角色，大家對(duì)PC架構(gòu)的接受度也越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)的廠(chǎng)商也開(kāi)始躍躍欲試，而中科時(shí)代正是在這一前進(jìn)浪潮中的佼佼者。

變幻無(wú)常的工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)，無(wú)時(shí)無(wú)刻都涌動(dòng)著新鮮的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。劉生富分享道，像在光伏行業(yè)，過(guò)去多晶硅的價(jià)格昂貴，生產(chǎn)者很少需要關(guān)注精益算法和優(yōu)化控制，但隨著科技進(jìn)步、競(jìng)爭(zhēng)加劇和收益漸薄，高效生產(chǎn)、工藝優(yōu)化和節(jié)能減排的命題已備受矚目，這也是時(shí)代車(chē)輪前進(jìn)和市場(chǎng)發(fā)展的必然。

誠(chéng)然，近年來(lái)，不僅限于光伏、半導(dǎo)體這類(lèi)爆炸性增長(zhǎng)的新興行業(yè)，伴隨著大量視覺(jué)應(yīng)用的引入、現(xiàn)場(chǎng)軸數(shù)的大幅增加，以及AI深度學(xué)習(xí)、高級(jí)控制需求的不斷挖掘，傳統(tǒng)的PLC僅憑接入更多IO，顯然無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)高運(yùn)動(dòng)速度、高控制精度的要求。如何用更強(qiáng)的算法和算力，來(lái)應(yīng)對(duì)多算力、多任務(wù)融合帶來(lái)的挑戰(zhàn)，是自動(dòng)化廠(chǎng)商和用戶(hù)期望解決的首要問(wèn)題。

走過(guò)全盤(pán)引進(jìn)和山寨模仿的發(fā)展歷史，如今，中國(guó)的工業(yè)革命已邁入用“智能制造”實(shí)現(xiàn)趕超的新階段。然而，“在自動(dòng)化行業(yè)摸爬滾打是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程，”劉生富表示，需要企業(yè)投入大量時(shí)間和行業(yè)專(zhuān)家資源。不同于DCS等國(guó)產(chǎn)替代起步較早的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)PC控制仍存在較為嚴(yán)峻的卡脖子問(wèn)題。因此，許多廠(chǎng)商會(huì)選擇從驅(qū)動(dòng)起家，逐步覆蓋控制系統(tǒng)，而中科時(shí)代選擇了在控制端更難攻克的PLC作為起點(diǎn)，劉生富表示，這也讓中科時(shí)代的堅(jiān)持和如今的成就更有意義。

02

用PC架構(gòu)的容器，釋放“算控一體”生命力

為什么選擇PC架構(gòu)？從硬件來(lái)看，PC架構(gòu)為擴(kuò)展卡提供了開(kāi)放的硬件總線(xiàn)，能激發(fā)開(kāi)發(fā)人員的創(chuàng)造力；從軟件的視角看，PC操作系統(tǒng)的開(kāi)放性能為開(kāi)發(fā)人員提供適應(yīng)各種場(chǎng)景應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的機(jī)會(huì)。由此可見(jiàn)，PC控制并不是一個(gè)多么時(shí)髦的概念，而更多是被視為是承載算力的容器。

多年來(lái)，工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量和種類(lèi)繁多，且多是控制程序單一的工業(yè)計(jì)算機(jī)。對(duì)用戶(hù)而言，使用這類(lèi)硬件和拓?fù)涞某杀靖?，且由于系統(tǒng)封閉，二次開(kāi)發(fā)的周期長(zhǎng)、編程代價(jià)高。與此同時(shí)，在傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上增加智能化與業(yè)務(wù)工藝，會(huì)和實(shí)時(shí)性產(chǎn)生巨大矛盾，影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。

針對(duì)于此，劉生富表示，算法是為自動(dòng)化賦能的靈魂和核心，能很好地解決自動(dòng)化實(shí)時(shí)性、控制精度、響應(yīng)性和可靠性的問(wèn)題。作為中科院計(jì)算所孵化的產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)型企業(yè)，中科時(shí)代主張用“PLC+工控機(jī)+運(yùn)動(dòng)控制器＋邊緣服務(wù)器”的“算控一體”理念幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)破局。

03

潛心研發(fā)，開(kāi)啟“工智機(jī)”新時(shí)代

無(wú)論是數(shù)字化工廠(chǎng)，還是智能制造這些當(dāng)下熱門(mén)話(huà)題中，人們口中的“智能”都可以被理解為用軟件代替人，來(lái)規(guī)避人工的弱點(diǎn)、缺陷和高成本。劉生富表示，中科時(shí)代一直致力于用核心算法驅(qū)動(dòng)PLC，讓客戶(hù)可以用一臺(tái)可靈活拓展、接口豐富的工智機(jī)，同時(shí)滿(mǎn)足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下不同的控制需求，其中工智機(jī)就是“工業(yè)智能計(jì)算機(jī)”的簡(jiǎn)稱(chēng)。

值得一提的是，就工智機(jī)產(chǎn)品而言，中科時(shí)代雖然才成立短短兩年，但已經(jīng)有了從機(jī)架式到嵌入式等多種類(lèi)型。劉生富表示，這得益于此前中科院計(jì)算所投入的多年心血，這份厚積薄發(fā)也給了中科時(shí)代將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)和底氣?，F(xiàn)如今，針對(duì)不同算力需求、不同應(yīng)用場(chǎng)景的客戶(hù)，中科時(shí)代基本上一個(gè)季度就能推出一款新品。

此外毋庸置疑，對(duì)于自動(dòng)化領(lǐng)域的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定和可靠性最為重要。在一層面，劉生富表示，中科時(shí)代的企業(yè)規(guī)模雖然不大，但80~90%都是研發(fā)人員，擁有包括嵌入式軟件、硬件以及自動(dòng)化應(yīng)用開(kāi)發(fā)在內(nèi)的三支強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)。與此同時(shí)，中科時(shí)代的所有工智機(jī)硬件的主板設(shè)計(jì)和生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，都通過(guò)了全球權(quán)威認(rèn)證（包括電磁兼容EMC、防撞、UL等）。

當(dāng)前，中科時(shí)代包括CH20X系列、SX2系列、SX5系列和SP系列等在內(nèi)的機(jī)型，基本都在聯(lián)想集團(tuán)南方智能制造基地完成。對(duì)于中科時(shí)代而言，將這份重要工作交由計(jì)算機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)豐富的聯(lián)想來(lái)完成，不但保障了產(chǎn)品質(zhì)量，也更具成本優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，劉生富表示，中科時(shí)代也正在蘇州新建專(zhuān)門(mén)的產(chǎn)品測(cè)試中心，這也將為未來(lái)公司更敏捷的響應(yīng)與服務(wù)打造堅(jiān)實(shí)堡壘。

04

攻克卡脖子，矢志成為偉大的自動(dòng)化公司

放眼國(guó)內(nèi)，做傳統(tǒng)PLC的廠(chǎng)家其實(shí)非常多，但PC架構(gòu)卻鮮有涉足，這也從側(cè)面驗(yàn)證這確實(shí)是一塊難啃的“硬骨頭”。劉生富表示，做基于PC的控制最難的問(wèn)題不是做硬件，想要滿(mǎn)足安全可靠與實(shí)時(shí)性的性能指標(biāo)，操作系統(tǒng)和IDE編譯生態(tài)是非常關(guān)鍵的，這需要一套理論的知識(shí)體系來(lái)支撐，要企業(yè)付出大量的研發(fā)時(shí)間、人員和成本，并且是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。

從中科時(shí)代的發(fā)展歷程來(lái)看，其面向市場(chǎng)推出的第一款工智機(jī)，就采用了同為中科院計(jì)算所孵化的海光的x86 CPU以及寒武紀(jì)的GPU，這些也都是容易被國(guó)外卡脖子的核心元器件。當(dāng)然，由于公司仍處于起步初期，為了讓工智機(jī)產(chǎn)品更快切入和推向市場(chǎng)，其編譯環(huán)境依然采用Codesys的Runtime，借助海量算法庫(kù)和強(qiáng)大生態(tài)，其提供的整體解決方案也收獲了自動(dòng)化工程師和用戶(hù)的青睞。當(dāng)然面向未來(lái)，中科時(shí)代也期望逐步壯大，讓全線(xiàn)產(chǎn)品向100%國(guó)產(chǎn)化替代的理想進(jìn)發(fā)。

毫無(wú)疑問(wèn)，在自動(dòng)化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的今天，中科時(shí)代一路走來(lái)潛心研發(fā)、腳踏實(shí)地的態(tài)度，已然令人心生欽佩。放眼未來(lái)，中科時(shí)代也將繼續(xù)緊跟“中國(guó)智造”的大旗，與更多細(xì)分行業(yè)用戶(hù)站在一起，秉持赤誠(chéng)匠心，讓國(guó)產(chǎn)化替代這艘乘風(fēng)破浪之船，載著更多遠(yuǎn)航的決心與夢(mèng)想，駛向更遠(yuǎn)的地方。

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