打造自主可控的新型工業操作系統是我國加速新型工業化進程，在新一輪科技革命中實現“換道超車”的重要契機。東土科技期待憑借Intewell鴻道新型工業操作系統的創新與應用，打造100%自主可控的工業網絡和工業控制底層技術，為我國新型工業化貢獻底座力量。
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業變革蓬勃興起，產業數字化、智能化、綠色化轉型不斷加速，全球已進入數字經濟快速發展期。而作為新一代信息技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、數字化轉型的核心載體，工業互聯網正成為數字經濟創新和產業數字化的關鍵支撐。
近年來，我國深入實施工業互聯網創新發展工程，不斷深化新一代信息技術與制造業融合發展，如何快速推進傳統產業的數字化、智能化轉型由探索起步向縱深發展？北京東土科技股份有限公司董事長李平表示：“工業操作系統是工業互聯網的引擎，也是工業產業生態的核心，更是工業時代安全的基石。打造自主可控的新型工業操作系統是我國加速新型工業化進程，在新一輪科技革命中實現‘換道超車’的重要契機。東土科技期待憑借Intewell鴻道新型工業操作系統的創新與應用，打造100%自主可控的工業網絡和工業控制底層技術，為我國新型工業化貢獻底座力量。”
“缺芯少魂”一直是我國信息產業發展的一大難題，而“少魂”即指操作系統等基礎軟件薄弱。“拿來主義”這種傳統解決方式在給我們帶來便利的同時，也桎梏了我們的創新。在李平看來，新型工業操作系統正是我國構建新型工業化的“魂”之所在。
“眾所周知，智能手機的出現在民用互聯網的推廣應用中發揮了關鍵作用，而智能手機演變的核心在于操作系統。基于操作系統，支撐起豐富的生態應用，通用人工智能的普及應用才成為可能。” 李平表示，“在工業領域，要從工業互聯網發展到工業人工智能，也需要類似的發展歷程。傳統的DCS、PLC等控制器就相當于過去的功能手機，要做到互聯互通、協議統一，就要發展工業行業的‘智能手機’——智能控制器。只有整個工業使用通用的智能控制器，才能實現真正意義的數字工廠。而新型的智能控制器需要新型的工業操作系統做支撐。基于新型操作系統，為數字工廠及智能裝備提供標準化的通用技術平臺，構建新型工業軟件生態。”
東土科技的Intewell操作系統正是因此應運而生，其獨特的發展歷程和顯著的成就都賦予它深遠的影響力。這款操作系統源于1990年誕生的“道”操作系統，在兩彈一星元勛朱光亞院士的指導下，歷經30年的不懈努力和研發迭代，在功能和性能上已經可以替代VxWorks操作系統。發展至今，Intewell已在軍工等多種嚴苛環境下運行檢驗，廣泛商用于工業控制、智能制造、汽車電子、軌道交通、能源電力、航天航空等實時性要求極高的領域。
作為一款新型工業操作系統，Intewell以軟件定義為核心，采用微內核架構設計，具有高實時、確定性、高安全、高可靠和虛擬化等特性，可為工業現場層多種類型的設備提供統一的互聯互通服務能力，實現控制、計算、網絡、云服務技術的融合統一。
微內核架構提升分區（進程）的時空隔離性，使得系統更加穩定、安全，同時提高了系統的可擴展性。虛擬化技術支持GPOS+RTOS等多種操作系統架構，可實現實時和非實時業務融合應用。經測試，Intewell系統的實時性抖動可達5us，調度精度達us級，切換時間<5us，其高實時的特性可滿足現場工業生產設備高精度控制，實現工業控制與工業人工智能的并發協同。更為值得一提的是，Intewell通過了工信部電子五所的測試，內核及部分關鍵代碼自主率100%，支持指令級別的安全管控，在操作系統底層為整個設備運行提供了安全可靠可信的基礎運行環境。
Intewell操作系統已在國內國際贏得了廣泛的認可和贊譽。2006年，在加拿大宇航局關于全球嵌入式操作系統的分析評比中名列第三。2019年榮獲首屆中國工業互聯網大賽一等獎，2020在年聯合國工業署主辦的第三屆世界人工智能大會上，與西門子的工業大腦技術共同獲得技術創新獎。2022年，獲得了工業、汽車和軌道交通功能安全最高等級認證SIL4 & ASIL D。這使得Intewell成為了目前國內唯一通過汽車、工業控制、醫療儀器、軌道交通四項功能安全認證的操作系統，進一步提升了其在國內外的影響力和競爭力。
李平表示，東土科技的目標就是構建自主的工業控制標準化和通用化的技術平臺，避免未來在新型工業互聯網陣地上出現受制于人的局面。他相信，隨著Intewell操作系統的廣泛應用，我國的工業軟件生態將得到進一步完善，為我國實現新型工業化提供強大的“魂”之所在。
數字化技術創新只有融入行業場景中，才能真正釋放出自身的價值。東土科技以Intewell為核心打造了面向不同工業應用場景的三大產品，包括應用于協同制造、工業云等場景的虛擬化產品Intewell-V，應用于CNC/機器人/運動控制等智能裝備的實時擴展產品Intewell-H，以及專用于嵌入式儀器儀表的純實時產品Intewell-C。當前，Intewell鴻道操作系統已在飛控、航電、數控機床、工程機械、工業機器人等領域得到廣泛的應用與實踐。
在卷煙廠制絲產線，基于Intewell操作系統的一套智能控制器即可替代原有多臺PLC，實現加水、加香料、滾筒攪拌等制絲工藝的精準控制；在手機中框檢測中，一臺智能控制器整合工位邏輯控制+多軸運動控制+機器視覺缺陷檢測，實現中框掃描一周用時由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，一個智能控制器掛載16個軸（4個SCARA機械手），代替原來一個SCARA 機械手由一個控制器控制的架構，節省了3個控制器的硬件成本；從4套分布式IO板升級迭代為1套集中式IO板，便于維護管理，在成本方面可以節省3個IO板和3個編碼器；并實現高速高精度控制：總線平均循環周期低至112us，抖動時間低至1us。
從降本節能、效率提升到數字化、智能化轉型，東土科技的Intewell新型工業操作系統，正在支撐中國制造由內到外的全局升級。專家認為，基于新型工業操作系統打造智能控制器，將從三個層面推動我國新型工業化發展。首先是保障國家工業安全；其次是推動我國工業向數字化、智能化轉型，為數字工廠及智能裝備提供標準化的通用技術平臺，構建新型工業軟件生態；其三是承接工業人工智能。
為推動Intewell操作系統與工業場景的深入融合，東土科技也一直持續致力于相關支撐技術的創新。東土智能控制工業工具軟件MaVIEW，實現了工業現場感知、實時控制、工業視覺、人機互動、數字孿生等多業務融合協同，讓工業控制實現方式更高效、更簡單，從而減少開發過程中重復地進行基礎技術開發和基礎資源構建，降低開發的門檻。
針對當前數智化轉型所面臨的大量工業設備、工業產品和工業軟件的互聯互通問題，東土研制了基于TSN、IPv6和OFDM技術的AUTBUS寬帶總線。AUTBUS已于2023年正式成為IEC組織新一代工業網絡國際標準，該技術可實現我國在數字工廠、機器人、汽車、飛機、新能源、船舶等領域控制網絡技術的統一，為我國新型工業化引領全球工業通信技術的發展而賦能。AUTBUS總線實現了控制網絡寬帶化、控制協議IP化，有效滿足了新型工業化全面數字化的要求。
此外，東土也期待通過Intewell操作系統加速工業人工智能落地。“工業操作系統需要結合人工智能技術才能更好地發揮其作用。通過引入深度學習、機器學習等技術，可使系統自動識別和處理工業現場的數據和信息，從而更好地實現自動化控制和優化。”李平表示，“Intewell操作系統微內核虛擬化技術實現了實時業務、非實時業務、物聯網采集和云服務等功能的融合，為智能控制和工業人工智能的應用發展奠定了基礎。”
雖然Intewell的技術先進性已獲得廣泛認可，并在眾多領域取得了成功的應用，但李平認為Intewell的創新和發展將永無止境：“任何操作系統的發展和完善都需要不斷地研發迭代，對于Intewell來說，同樣如是。”
首先，東土科技將針對不同行業用戶的需求，不斷發展提升用戶體驗的開發工具，從而適應工業行業不同的應用場景，滿足用戶多業務融合以及便捷、低成本開發需求。
其次，東土科技將針對Intewell提供基于互聯網的云開發平臺，滿足合作伙伴及工業用戶對于遠程協同開發的需求，同時構建互聯網化的新一代工業控制體系基礎平臺，為我國工業互聯網和工業人工智能的發展奠定基礎。
再次，完善工業大數據服務，通過數據的提取和分析，助力工業用戶實現業務協同和優化，賦能工業領域邁向少人化和無人化。
此外，我國工業領域行業眾多、制造模式多種多樣，以工業操作系統為核心的工業軟件體系建設，離不開工業軟件開發商、系統服務商、科研機構、工業企業等多方聯合參與。對此，李平表示，未來東土科技也將致力開源開放的工業操作系統生態建設，以合作共贏的模式聚眾同行、聚力創新，從而實現工業企業的高質量賦能。
變革時代，勇立潮頭。在這個求新求變的時代，科技向前的脈絡無限延展，但對創新的渴望、對打破桎梏的執著和對自主可控的堅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新為立身之本，不斷沉淀技術、打磨產品，在新型工業操作系統自主創新征程中砥礪前行，以Intewell鴻道操作系統構建支撐數智轉型的技術底座，持續推動前沿技術與行業場景的全方位融合，做千行百業數字化轉型的領航者。”
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本文來源 | 《自動化博覽》2023年11月刊
