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CONTROL ENGINEERING China專(zhuān)訪中科時(shí)代資深副總裁劉生富
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,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,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。現(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。
▲中科時(shí)代可計(jì)算制造方案控制架構(gòu)圖
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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