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以工业互联网底层“根技术”,构建产业生态圈——访科东 ( 广州 ) 软件科技有限公司总经理 张学兵

时间:2021-12-17

来源:中国传动网

导语:我国的制造业正在经历着产业数字化深刻的洗礼和变革,打造原始创新技术,是国家工业强国之基。作为民族企业,科东(广州)软件科技有限公司(以下简称:科东软件)致力于工业互联网底层“根技术”的创新突破,公司历时 20 年、投入 10 余亿资金研发 100% 自主可控的 Intewell 工业级网络操作系统,目前在工业控制、工业通信、汽车电子等领域均有成熟应用。

 近期,本刊对科东(广州)软件科技有限公司总经理张学兵先生进行了一次采访,请他从公司发展履历、Intewell 工业级网络操作系统的技术特性、开发重点、发展方向、市场推广等方面提出看法与见解。

  张学兵先生.png

       20 载沉淀,厚积薄发

  科东软件成立于 2019 年 11 月,由北京东土科技股份有限公司和科学城(广州)投资集团有限公司共同出资组建。公司坐落于珠三角智能制造聚集核心区广州市,在四川省成都市设有研发基地。

  科东软件主营产品——Intewell 工业级网络操作系统, 是机器世界控制驱动与管理、信息交互、任务协同及工业大数据应用的系统平台,其产品及其解决方案已广泛应用于飞机、工业机器人、核电、汽车、CNC、运动控制等多个领域,可靠性、安全性等得到了充分验证。

科东软件.png

  Intewell 工业级网络操作系统的内核立足于 1990 年成都电子科技大学课题教研室研发的嵌入式操作系统;2000 年, 北京科银京成技术有限公司正式组建,于同期运行国产设备软件基础运行平台;2003 年,公司发布“道”操作系统。

  经历 20 余年的行业应用积累与沉淀,科东软件成为了国内能够全面覆盖航空、汽车等各领域在役、在研重要装备的嵌入式操作系统及开发工具的极具代表性供应商。自 2017 年起, 科东软件正式开启工业领域商业化进程,并迅速在工业网络交换机、边缘通用控制器、工程机械、工业机器人等设备领域中取得了令人瞩目的成绩。

  国产化“根技术”成就斐然

  Intewell 工业级网络操作系统具备的软件定义控制、强实时性、功能安全完善、自主可控、安全可信等一系列特性,促使工业控制应用的开发更简单、互联更容易、业务更智能、体验更顺畅、数据更安全。

  张学兵介绍:科东所定义的 Intewell 工业级网络操作系统具备以下特质,其一是高实时性,在 Cyclitest 测试中,与部分嵌入式 Linux+RT 操作系统的抖动延时为 232μs 相比, Intewell 操作系统的抖动延时低于 50μs 的控制周期,调度精度仅为 5μs,其强实时性指标大幅超过业界平均水平。其次, 在与国外同类型操作系统的实时性能指标测试对比来看,从核心中断响应、任务解挂、任务切换、信号量获取、信息发送等多方面比较,Intewell 系统损耗时间均小于前者,在高频电流传感器、机器人运动控制等应用控制层面,可满足时间严苛业务的高实时抖动需要。

  其二是虚拟化,就工业自动化发展的趋势而言,越来越多的操作系统需要在边缘层将以往的现场层、控制层、操作层、管理层进行高度融合与聚焦,这对算力的提升提出了更高的要求。

  张学兵进一步指出 Intewell 工业级网络操作系统具备在同一硬件场景上运行多个高实时系统和非高实时系统的混合运行能力,集边缘计算、工业控制、运动控制、数据采集、人工智能等多任务控制为一体。在实时应用控制层面,包括运动控制、机器人控制、CNC 数控系统、嵌入式计算等均可实现支撑; 而机器视觉、数据库、视频、音频、图形仿真等非实时应用则可以在操作层面进行融合与统一。

  其三是微内核,相对于宏内核在实时灵活度方面的劣势, 微内核代码在 1 万行以内,复杂度较低,验证难度小,充分性更高,其架构功能确定、精炼,可方便对多种运行环境(实时与非实时、安全关键与非安全关键)实现综合支持,保持各个运行环境的独立性,并确保操作系统内核能够通过 SIL 类安全功能认证,满足高安全关键系统应用的需求,实现硬件资源的软件定义,可靠性更高。

  该微内核及部分关键模块源码自主率达到 100%,使得Intewell 操作系统成为具备多态运行、分区隔离的安全保障机制,并实现 100%MC 覆 盖 100% 二进制的嵌入式操作系统。

  协同创新、构建产业生态圈

  张学兵指出,在近年来国家整体制造业和工业发展中遇到核心技术被国外企业“卡脖子”的背景下,作为东土集团子公司,科东软件的 Intewell 操作系统、芯片以及总线技术在工业设备控制领域,发挥着日益重要的共享共用与战略承载的作用。Intewell 工业级网络操作系统被誉为底座、基础的“根” 技术,以完全国产化的技术来支撑国内 AI 控制、运动控制、通讯控制等具体应用,填补国内工业软件的空白与瓶颈。

  软件生态是国产操作系统推广应用的最大障碍。在操作系统的开发上,产业生态建设尤为重要。从硬件方面来看, Intewell 操作系统与国外英特尔 X86、恩智浦 ARM 平台、国内的飞腾、龙芯、全志、国讯芯微等中低功耗、高性能、大算力硬件 CPU 进行适配。

  从应用层面来看,科东软件就工业互联网与中国联通展开 5G 运动控制技术研究与生态合作,与此同时,针对机床CNC、运动控制、工业机器人、激光切割、轨道交通、电力等不同行业,Intewell 操作系统就工业现场的高实时运动控制、视觉识别、预测性维护、轻量化 mac 系统、工业控制 APP 等需求提供各类定制化服务。

  就未来工控网络操作系统值得关注的发展动向而言,张学兵认为:包含CNC 控制系统、工业机器人、工业自动化控制、5G 云化控制、核电 / 风电控制系统以及轨道交通的列控系统是未来工业操作系统重点发力的方向。科东软件致力于通过Intewell 操作系统、Intewell Developer 工具软件、MaVIEW 工业编程平台等产品,围绕国家重大战略和产业发展需求,加强基础研究和前沿技术研究,在关键“卡脖子”领域开展科技攻关,努力实现引领性原创成果重大突破,为我国实现关键核心技术自主可控作出应有的贡献。

  科东软件作为工业级网络操作系统的领跑者,拥有 60 多项专利、40 多项软著储备,构建了公司的核心竞争力,并赢得了首届全球工业智能领域“湛卢奖”、首届工业互联网大赛一等奖等诸多重要奖项。

  公司先后加入了广州市轨道交通产业联盟、广东省工业互联网产业联盟、边缘计算产业联盟、广东省信息技术应用创新产业联盟等组织,携手英特尔深化操作系统与芯片全球布局, 联合东北大学工业自动化国家重点实验室,共同创立全球领先的新一代工业互联网架构控制系统,并与国家新能源汽车创新中心加强合作,助力汽车智能控制平台国产化。

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