在工業(yè)自動化領(lǐng)域，創(chuàng)新成果的迭代速度一直非常驚人。就拿最基礎(chǔ)的電機啟動來說，從最古早的星角啟動、軟啟動，到如今廣泛應(yīng)用的變頻機、伺服產(chǎn)品，工控行業(yè)里“你方唱罷我登場”的熱烈景象已是常態(tài)。
如今，隨著工業(yè)4.0時代的悄然而至，人們對更高精度、更強算力與可靠性的需求，給基于PC的控制技術(shù)帶來了廣闊的發(fā)展天地。在國內(nèi)的PC控制領(lǐng)域，中科時代雖然剛起步兩年，卻已積累了豐富的產(chǎn)品線和項目經(jīng)驗，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，CONTROL ENGINEERING China獨家采訪了中科時代資深副總裁劉生富。
（CONTROL ENGINEERING China專訪中科時代資深副總裁劉生富）
01
浪潮已至：PC控制國產(chǎn)替代進(jìn)行時
其實早在1990年代中期, 基于PC的控制器就已經(jīng)開始承擔(dān)PLC、運動控制器和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)、邊緣計算設(shè)備和數(shù)據(jù)分析平臺等多重角色，大家對PC架構(gòu)的接受度也越來越高，國內(nèi)的廠商也開始躍躍欲試，而中科時代正是在這一前進(jìn)浪潮中的佼佼者。
變幻無常的工業(yè)自動化市場，無時無刻都涌動著新鮮的挑戰(zhàn)與機遇。劉生富分享道，像在光伏行業(yè)，過去多晶硅的價格昂貴，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、競爭加劇和收益漸薄，高效生產(chǎn)、工藝優(yōu)化和節(jié)能減排的命題已備受矚目，這也是時代車輪前進(jìn)和市場發(fā)展的必然。
誠然，近年來，不僅限于光伏、半導(dǎo)體這類爆炸性增長的新興行業(yè)，伴隨著大量視覺應(yīng)用的引入、現(xiàn)場軸數(shù)的大幅增加，以及AI深度學(xué)習(xí)、高級控制需求的不斷挖掘，傳統(tǒng)的PLC僅憑接入更多IO，顯然無法滿足人們對高運動速度、高控制精度的要求。如何用更強的算法和算力，來應(yīng)對多算力、多任務(wù)融合帶來的挑戰(zhàn)，是自動化廠商和用戶期望解決的首要問題。
走過全盤引進(jìn)和山寨模仿的發(fā)展歷史，如今，中國的工業(yè)革命已邁入用“智能制造”實現(xiàn)趕超的新階段。然而，“在自動化行業(yè)摸爬滾打是一個相對緩慢的過程，”劉生富表示，需要企業(yè)投入大量時間和行業(yè)專家資源。不同于DCS等國產(chǎn)替代起步較早的領(lǐng)域，國內(nèi)PC控制仍存在較為嚴(yán)峻的卡脖子問題。因此，許多廠商會選擇從驅(qū)動起家，逐步覆蓋控制系統(tǒng)，而中科時代選擇了在控制端更難攻克的PLC作為起點，劉生富表示，這也讓中科時代的堅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)？從硬件來看，PC架構(gòu)為擴展卡提供了開放的硬件總線，能激發(fā)開發(fā)人員的創(chuàng)造力；從軟件的視角看，PC操作系統(tǒng)的開放性能為開發(fā)人員提供適應(yīng)各種場景應(yīng)用程序開發(fā)的機會。由此可見，PC控制并不是一個多么時髦的概念，而更多是被視為是承載算力的容器。
多年來，工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量和種類繁多，且多是控制程序單一的工業(yè)計算機。對用戶而言，使用這類硬件和拓?fù)涞某杀靖撸矣捎谙到y(tǒng)封閉，二次開發(fā)的周期長、編程代價高。與此同時，在傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上增加智能化與業(yè)務(wù)工藝，會和實時性產(chǎn)生巨大矛盾，影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。
針對于此，劉生富表示，算法是為自動化賦能的靈魂和核心，能很好地解決自動化實時性、控制精度、響應(yīng)性和可靠性的問題。作為中科院計算所孵化的產(chǎn)品驅(qū)動型企業(yè)，中科時代主張用“PLC+工控機+運動控制器＋邊緣服務(wù)器”的“算控一體”理念幫助用戶實現(xiàn)破局。
03
潛心研發(fā)，開啟“工智機”新時代
無論是數(shù)字化工廠，還是智能制造這些當(dāng)下熱門話題中，人們口中的“智能”都可以被理解為用軟件代替人，來規(guī)避人工的弱點、缺陷和高成本。劉生富表示，中科時代一直致力于用核心算法驅(qū)動PLC，讓客戶可以用一臺可靈活拓展、接口豐富的工智機，同時滿足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下不同的控制需求，其中工智機就是“工業(yè)智能計算機”的簡稱。
值得一提的是，就工智機產(chǎn)品而言，中科時代雖然才成立短短兩年，但已經(jīng)有了從機架式到嵌入式等多種類型。劉生富表示，這得益于此前中科院計算所投入的多年心血，這份厚積薄發(fā)也給了中科時代將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)和底氣。現(xiàn)如今，針對不同算力需求、不同應(yīng)用場景的客戶，中科時代基本上一個季度就能推出一款新品。
此外毋庸置疑，對于自動化領(lǐng)域的用戶來說，穩(wěn)定和可靠性最為重要。在一層面，劉生富表示，中科時代的企業(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、硬件以及自動化應(yīng)用開發(fā)在內(nèi)的三支強大的團隊。與此同時，中科時代的所有工智機硬件的主板設(shè)計和生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，都通過了全球權(quán)威認(rèn)證（包括電磁兼容EMC、防撞、UL等）。
當(dāng)前，中科時代包括CH20X系列、SX2系列、SX5系列和SP系列等在內(nèi)的機型，基本都在聯(lián)想集團南方智能制造基地完成。對于中科時代而言，將這份重要工作交由計算機制造經(jīng)驗豐富的聯(lián)想來完成，不但保障了產(chǎn)品質(zhì)量，也更具成本優(yōu)勢。與此同時，劉生富表示，中科時代也正在蘇州新建專門的產(chǎn)品測試中心，這也將為未來公司更敏捷的響應(yīng)與服務(wù)打造堅實堡壘。
04
攻克卡脖子，矢志成為偉大的自動化公司
放眼國內(nèi)，做傳統(tǒng)PLC的廠家其實非常多，但PC架構(gòu)卻鮮有涉足，這也從側(cè)面驗證這確實是一塊難啃的“硬骨頭”。劉生富表示，做基于PC的控制最難的問題不是做硬件，想要滿足安全可靠與實時性的性能指標(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體系來支撐，要企業(yè)付出大量的研發(fā)時間、人員和成本，并且是一個循序漸進(jìn)的過程。
▲中科時代可計算制造方案控制架構(gòu)圖
從中科時代的發(fā)展歷程來看，其面向市場推出的第一款工控機，就采用了同為中科院計算所孵化的海光的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，為了讓工智機產(chǎn)品更快切入和推向市場，其編譯環(huán)境依然采用Codesys的Runtime，借助海量算法庫和強大生態(tài)，其提供的整體解決方案也收獲了自動化工程師和用戶的青睞。當(dāng)然面向未來，中科時代也期望逐步壯大，讓全線產(chǎn)品向100%國產(chǎn)化替代的理想進(jìn)發(fā)。
毫無疑問，在自動化市場競爭異常激烈的今天，中科時代一路走來潛心研發(fā)、腳踏實地的態(tài)度，已然令人心生欽佩。放眼未來，中科時代也將繼續(xù)緊跟“中國智造”的大旗，與更多細(xì)分行業(yè)用戶站在一起，秉持赤誠匠心，讓國產(chǎn)化替代這艘乘風(fēng)破浪之船，載著更多遠(yuǎn)航的決心與夢想，駛向更遠(yuǎn)的地方。
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