CEO专访 算控一体：中国工业智能化升级的必然之路

发布时间: 2024-07-30 05:13:01

作者: 伟德最新官网

  发展先进制造业，全方位推进工业智能化，是快速推进新型工业化的必然选择，是中国工业制造业迈向中高端的重要路径。

  智能制造、工业互联网基于云计算、大数据、人工智能等技术栈，他们共同的底座是工业控制管理系统，如工控机、控制器、PLC(可编程逻辑控制器)等。但是，这些基于传统架构、大范围的应用的控制设备在新的数字化转型需求下，已成为处理大量实时数据，实现设备与设备之间，设备和工厂之间的数据交换和实时控制的“堵点”。

  不仅如此，中国工业制造业的“上游”，也就是工业通用自动化市场，长期以来国外品牌占据主导地位，国产化率较低。中国工业制造业要迈向新型工业化，需要从根本上“升维”，以自主技术“打穿”通用自动化市场，实现产业升级。

  这是一条新路。中科时代(深圳)计算机系统有限公司(下称“中科时代”)CEO马君在接受中国工业报专访时说，(工业)自动化的未来就是计算机化，并且是IT与OT的深层次地融合，“算控一体”。

  工业控制管理系统通常指上位机+下位机分体式架构，由工控机(工业电脑)、多种PLC控制器等共同组成。上位机(Host Computer)是指具有计算和数据处理能力的计算机，负责整个控制管理系统的监控、指令下发、数据采集、处理分析以及用户交互。下位机(Slave Device)则是在控制管理系统中直接与传感器、执行器等硬件相连的设备或控制器。

  上位机的硬件通常包括个人电脑、工业PC或服务器，他们通过种种通信接口与下位机进行数据交换。下位机通常负责执行上位机的控制指令(任务)，如开关信号的输出、模拟量的调节、数据的采集等。多年来，上位机+下位机架构支撑了现代工业的长足发展。

  与此同时，一种新型架构也随着PC的问世而逐渐发展起来。1986年，工业控制领域有名的公司德国倍福推出全球首个PC架构(一种计算机体系结构)的控制管理系统。倍福的理念就是“所有工作由一个平台上的软件完成”。沿着这一主线，倍福、奥地利贝利莱、巴赫曼公司等发展成为PC架构工业控制管理系统的领导者。

  PC架构的工业控制管理系统，就是把工业现场上位机及其复杂应用，包括人机交互软件(HMI)、AI算法、上位机专用软件、数据库等，“搬”到算力更强的计算机里运行。同时，把下位机如PLC、运动控制器和运动控制卡里运行的控制程序，也“搬”到计算机里。通过软件控制，实现一个计算平台运行。

  发展到今天，工业控制管理系统两种架构同时存在，但却形成传统分体式架构“一家独大”的格局。尽管如此，一方面，PC架构的工业控制管理系统已在新能源等部分行业和场景占据优势;另一方面，新的契机已然浮现，这就是新技术的发展和应用。

  当前，随着网络、云计算、大数据、人工智能等新技术的发展，工业视觉、工业机器人等深入应用，人、机、料、法、环全面连接，工业现场越来越复杂，数据量飞速增加，对控制管理系统的算力与控制能力提出了更高的要求。传统架构已不足以满足工业设施的数据交互和实时控制需求，即便提升工控机的算力，也没有办法解决系统复杂性与实时性难题。

  工业控制管理系统通过综合运用控制理论、仪器仪表、计算机和别的信息技术，实现对工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理和决策，以达到稳定、安全以及降本、提质、增效、降耗等目的，其实现需要软件、硬件、系统等协同运行。

  从产业链的角度，工业制造业可大致分为“上游”“中游”和下游。上游即工业控制管理系统，包括工业计算设备如工控机、PLC控制器、IO设备、伺服产品等，他们是工业体系的核心。中游即各种生产设备、装备，如通用机械、3C电子设备、光伏设备、锂电设备制造。下游就是工厂。

  如果说工业自动化是现代工业的基石，那么工业控制管理系统就是现代工业的支柱。遗憾的是，中国连续11年成为全世界制造业大国，但工业通用自动化产业自主能力欠佳，上游产业非常薄弱。尤其是在中高端制造场景，工业控制管理系统国产化率较低。

  根据《PC control》全球自动化公司排名，前50强中无中国企业身影。排名领先企业如西门子、艾默生、ABB、施耐德、罗克韦尔、霍尼韦尔等，基本分布在美国、德国、奥地利、日本、英国等欧美地区。

  在国内，具有自主技术和产品的上游上市公司并不多见。汇川技术、浙大中控、柏楚电子，以及雷赛智能、东土科技、和利时、合川技术、信捷电气等，这一些企业大部分行业垂直。在中高端制造场景，中国工业控制管理系统企业与国外品牌存在很大的差距。

  此外，从技术路线和产品层面看，放眼国内，基于传统架构，提供通用工业自动化产品的厂商非常多，但基于PC和软件定义的工业控制管理系统却鲜有企业涉足。

  中国航空工业集团信息技术中心原首席顾问宁振波多次指出中国人机一体化智能系统“缺芯少魂”，这是指缺乏自主芯片与工业软件。而缺乏自主工业控制管理系统，工业就没有“大脑”。中国工业制造业要迈向中高端，工控尤其是高端工控系统的国产化已迫在眉睫。

  2022年，中科时代推出首款工业智能计算机(“工智机”)产品，以算控一体的独有理念和技术路线，迅速获得市场认可。两年后，公司产品已扩展到机架式、嵌入式等多种类型。

  据介绍，与传统的上位机+下位机组合相比，“工智机”将计算与控制相结合，通过一套控制器搭配一套软件和一套程序，可同时具备运动控制、逻辑控制、机器视觉、组态显示等功能，能够使工业控制设备更好地适应复杂和多变的生产环境，并具有更高的实时性和算力可伸缩性。

  “工智机”不仅有效解决了OT与IT之间的融合难题，还具备解决传统工控存在的大算力需求不足以满足、程序相互干扰，以及高成本和可靠性不足等核心问题的能力。

  马君告诉中国工业报记者，算控一体带来了四大好处：一是使工业计算的硬件成本一下子就下降;二是系统运行性能大幅度的提高;三是一个IDE环境(集成开发环境)实现混合编程，编程效率大幅度提高;四是由于PC架构可以让控制程序工作速度更快、抖动更低，这使机械制造更稳定，有利于实现高端制造。

  “工智机”技术源自中科院计算所，其基于国家重点行业、重大课题的研发，诞生了工业智能计算机+软件定义的技术体系，变革当前由传统PLC、运动控制器、工业电脑、边缘服务器主导的工业计算市场格局。

  “换道超车”。这一技术体系也成为中科时代笃定的技术路线。得益于此前中科院计算所投入的多年心血，这份厚积薄发也给了中科时代将技术产业化的基础和底气。

  据悉，中科时代第一款“工智机”，采用了同为中科院计算所孵化的海光x86 CPU以及寒武纪GPU。面向未来，公司将让全线%国产化，打破长久以来高端工业计算设备的“卡脖子”困境。

  对企业而言，看清大势，选择赛道，有时并不难，难的在于如何建立自已的核心优势，将最好的产品、技术、服务真正落实，赢得客户，得到长期资金市场的认可。

  中科时代位居工业制造业上游，是一个非常大的赛道，并且工业上游足够重要，是新型工业化的基础。工业控制管理系统迈向计算机化，更将是一次巨大的产业跃迁机会。例如云计算、智能手机、智能汽车，其计算机化就体现出产业跃迁的鲜明特征。

  数据显示，在一个有关创业项目(公司)的热度排名中，中科时代公司位居前列。过去两年来，公司完成总计超3亿元A轮及A+轮融资，侧面说明长期资金市场对公司的发展趋势和愿景的认可。

  新架构的成长很强劲。马君指出，在新增市场，PC架构占有率大概是20%，而且还在一直上升。目前，中科时代的产品已经在先进制造(半导体、激光、3C电子)、新能源(光伏、风电)、流程工业(石油、钢铁)等行业拿到了标杆客户的批量订单。

  当前，软件定义工业控制已成业界关键课题。传统架构的代表企业西门子公司全球CEO博乐仁(Roland Busch)曾说，工业制造转变发展方式与经济转型有四大方向，首当其冲就是软件定义PLC。西门子已开启转型，方向之一就是软件化。

  随着人机一体化智能系统、工业互联网的推进，连接与融合正在重构工业数字化、智能化，业务重构、产业重构、价值重构接连不断。从上往下，从业务到管理到车间到产线，数据驱动工业制造业升级，必将面临工业控制层的转型。IT与OT融合，是工业迈向智能化的必然选择。

  发展先进制造业，全方位推进工业智能化，是快速推进新型工业化的必然选择，是中国工业制造业迈向中高端...

  用镜头捕捉瞬间，用文字诉说记忆为纪念世界地质公园网络及黄山、庐山、云台山、石林、丹霞山、张家界、...

  SKI欧洲进口瓷砖 免责声明：市场有风险，选择需谨慎！此文仅供参考，不作买卖依据。

  3月底的广东遂溪县，农户们丰收的喜悦挂在脸上。如今，作为全国冬薯种植大县的遂溪，在春天也能挖出成千...

  三月秦风，春意正浓。在陕西深入学习贯彻全国两会精神、持续推动三个年活动走深走实之际，3月31日上午，...

  在借款交易中，借条是一种重要的书面证据，用于确认借款人和出借人之间的借款事项。然而，在借条中注明...

  据央视新闻报道，3月31日凌晨，南昌市突遭强对流天气，肆虐。当晚南昌县伟梦清水湾小区因此发生...