從工業發展的歷程來看,蒸汽、電力、信息技術、智能化完整的四代演進,到第四代,最核心的是智能化。什么是智能化?簡單來講,一個是智慧,一個是能力,中間還需要“+”,綜合起來就是“智慧+能力”。傳統的IT更多是解決智慧的問題,大數據分析、人工智能這些內容解決的是計算的方法、算力,或者是智慧的問題;而傳統的OT部分,就像人一樣,是解決肌肉端的能力問題。科東軟件重點解決“+”的問題。

在解決技術智能化的需求上,根據國家的戰略,解決卡脖子問題。卡在三個部分:芯片、操作系統、協議。智能化就是從傳統的控制系統的基礎上,引入一些新的互聯網技術,形成新的工業互聯網的應用場景,比如5G、人工智能、視覺系統和圖像識別,結合傳統的服務化應用發展的思路及軟件定義的技術發展趨勢,形成智能制造新的架構。在這個基礎上,我們需要功能更復雜、適用范圍更廣、安全可靠性更高的工業級網絡操作系統。

首先,它是基于通用的工業PC或者嵌入式板卡的操作系統,從主流的X86、ARM、MIPS架構;其次是微內核,確保操作系統內核能夠通過SIL類安全功能認證,滿足一些高安全關鍵系統應用的需求,第三,它還能支持實時和非實時應用,同時在一個場景上,就像大腦分左右半區,會分成視覺區、邏輯思維以及其他控制區,通過這種方式分成不同區來滿足不同類型的業務需要,這是我們操作系統的核心。
科東提供了一個智能化的基礎平臺,這個平臺助力工業控制系統打通任督二脈。總線技術,符合IEC61158-28標準的AUTBUS總線技術,幫助大腦和肌肉系統打通筋脈,形成完整的工業控制計算解決方案,這個方案具備融合、虛擬化、硬件支持廣泛等特性。

主要強調幾個問題:
第一,是支持的應用,從實時應用控制,包括運動控制、機器人控制、CNC數控系統、嵌入式計算等,都可以支撐;同時我們能夠提供小于50微秒的運動控制的精度支持。我們可以將機器視覺、數據庫、視頻、音頻、圖形仿真等等非實時應用也能在操作系統上面做一個融合。當然,這整個系統是在統一的架構上,可以根據我們應用的需求做不同的定義。所謂軟件定義,是在標準化硬件之上根據業務需求,支持實時或者非實時業務,或者支持兩者融合運行,提供一個非常靈活的部署環境。
第二,總線可以兼容或者接納其他的國際標準總線,如EtherCAT、Profinet、Canopen、Modbus等,這樣我們在與國際接軌的基礎上,發展出一套新的總線,形成一套符合工業現場控制場景的完整解決方案。
第三,通過工業級網絡操作系統,可以非常靈活地和云端的各種應用做銜接,比如說騰訊云、阿里云等,可以很方便靈活地提供對接的機制來為用戶解決數字化生產問題。
操作系統基本的特性,提供的功能比較豐富,包括故障記錄、文件系統、協議等。最典型的是微內核的驗證,另外還有分區的時空隔離性,把不同的控制功能和非實時功能在不同的空間和時間運行,這樣做到任何一個區以在開發階段做到并行開發。
不同的應用可以并行開發,在運行階段分區內的應用發生故障不會影響到操作內核,以及其他的應用。這樣可以降低部分軟件、個體的問題,對整體系統的破壞或者影響。
公司跟國外的嵌入式操作系統Vxworks6.8版本也做了一個測試。其內核及部分關鍵模塊源碼自主率達到100%,目前,科東能做到100%的覆蓋需求,100%MC的覆蓋,也能做到100%的二進制,這是國內唯一能做到這兩點的嵌入式操作系統。我們通過了十多次全面測試和第三方機構的測試,這是我們操作系統的主要特性。
在操作系統之上,我們提供了符合IEC61131-3標準的一套控制開發編程軟件,這個軟件也兼容相關的國際通用總線協議和AUTBUS總線。

總線具備什么樣的特點?首先,這是一個符合國際標準的總線;再次,這個協議和AUTBUS總線芯片,目前已經成為中國石化領域的標準。在中俄的能源生命線西部管道這個項目中,所有的傳感控制通信的設備都要和接入總線去傳送和采集數據進行控制。
在方案應用方面,科東有典型的應用案例。一個是宜昌東土工廠,因為東土科技原來是做交換機的,在交換機的裝配線上,在一臺工業電腦上面運行了13個PLC的控制軟件,實現了裝配線上的各種機械臂、傳動相關控制功能的實施,通過這個方案實現了OT、IT的打通,提高了效率,降低了庫存成本。
在石化方面,基于PC架構的服務器,上面運行了操作系統,實現了HMI和相關的控制,還有一些控制系統的整合,所有這些應用都是通過一臺機器實現的。
在工業機器人控制領域,科東軟件和某機器人合作伙伴做了一個方案,兩個6軸機械臂,各加一個轉軸,一共14個軸,加上視覺識別系統。我們可以通過視覺識別去傳遞和控制一些指令,來控制機械臂的速度和運動的軌跡,這都是通過一臺英特爾i7CPU的PC實現的全部功能。
在這個基礎上,我們正在把自動駕駛的功能和算法放在操作系統上面,實現自動駕駛。目前在道路施工攤鋪工程車上實現了自動攤鋪操作,車上需要人,后面就不需要人了,它可以根據圖像識別實現自動駕駛,自動執行攤鋪動作,這個預計在明年初會實現。
最后一個是打造芯片缺陷檢測顯微鏡的案例,通過邊緣控制器和操作系統,接入5G信號,芯片封裝后存在缺陷率,會導入圖像識別算法,部署工業相機抓拍,通過圖像識別去判斷缺陷,然后操縱產線去做記錄、分選相關工作,把感知、決策、控制整合到PC架構上去完成所有的工作。

