深圳华北工控股份有限公司市场部经理向仁涛
智能时代工控机技术与应用之变
众所周知,工控机就是工业控制计算机,它具有计算机的基本属性和特征,如可以提供计算机CPU、内存、外设计接口、控制网络和协议、操作系统、计算能力和友好的人机界面等,但更注重在不同工业环境下的稳定性,通常会通过加固、防尘、防潮、防腐蚀、防辐射等特殊设计,确保产品能够在高温、低温、温度骤变、震动、冲击、高湿、粉尘、复杂电磁环境等恶劣环境下可靠工作。但随着计算机技术和信息技术的快速发展,工控机的技术和应用环境也发生了很大变化。
从工控机的技术发展方面来看,由于工控机属于中间产品,是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。在新时期下,传统制造业向智能时代加速迈进,客户不再满足单一的工控机硬件服务,而是更倾向于以工控机为核心,融合应用计算、存储等信息化技术产生的更开放、更高集成度、更高智能化水平的整体系统解决方案。在这样的情况下,工控机厂商的服务模式也开始由单一硬件转向软硬件兼顾。
由于不同行业领域客户的差异化需求增多,对于定制化、专用化的需求更加明显,工控机的类别也越来越丰富,目前市面上应用较为广泛的有IPC(PC总线工业电脑)、PLC(可编程控制系统)、DCS(分散型控制系统)、FCS(现场总线系统)及CNC(数控系统)五种。其中,以IPC为基础的低成本工业控制自动化和以CNC为支撑的计算机数控系统在机械制造、自动控制等领域用途广泛。而能进行逻辑控制,还具有数据处理、通信、网络等功能的PLC、DCS系统能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求,近年来也发展迅速。但新型的FCS虽然具备了DCS和PLC的特点而获得广泛关注,却还存在部分技术发展并不成熟的问题,未来一段时间里还无法取代传统的DCS。
另一方面,在社会走向信息化、智能化、网络化的进程中,关键性行业的关键任务将越来越多地依靠工控机,使得工控机的应用环境也呈现出了新的局面。从传统的石化、冶金、电力、轨道交通、环境保护、汽车制造等行业到新兴起的物联网、人工智能(智能机器人、人脸识别、语音识别等)、工业自动化(机器视觉、工业机器人、非标自动化等)、智慧医疗、智能交通(电子警察、智慧停车等)、仓储物流和智慧金融、智慧政务等行业高频率、大容量数据信息传输、存储与处理的需求不断增加,需要更安全可信、专业可靠的计算机平台为其提供基础支撑,而定制化、专用化的工控机可以满足这些不同行业领域的应用所需,未来还可能服务更多的行业客户,市场前景广阔。
定制化、专用化发展势在必行
在华北工控看来,定制化和专用化确实是未来工控机行业重要的发展趋势之一。随着社会信息化的发展,工控机的应用已从传统工业生产领域扩大至医疗、交通、机器人、电力、新能源等众多行业,各行各业对工控机产品和技术也提出了智能化、数字化、信息化等方面的新要求,工控机需要应对的差异化因素也在增多,定制化、专用化发展势在必行。
从市场需求出发,华北工控也开始越来越重视产品定制能力和自主创新能力的提升。首先,在持续开发新的知识产权项目过程中强化核心技术和产品专利布局,保证公司研发投入安全,避免侵犯他人专利的同时提高公司产品的市场附加值。凭借自身专业的技术和研发优势,根据客户需求打造各类嵌入式计算机产品的定制化方案,如系统/整机定制、单板定制、客制化功能接口等。其次,基于工控机软硬兼顾的市场发展需求,华北工控还建设了一支强大的ARM软件技术团队,可根据原发布代码,及时有效地为客户提供软件开发、系统定制、驱动移植等软件技术支持,并成功将板卡类产品定制时间压缩至30个工作日,结构类产品定制时间压缩至10个工作日,从而更好地满足不同行业领域客户高度弹性且定制化的产品及服务需求。
“自主可控、安全可信”面临诸多挑战
华北工控是一家集行业专用计算机产品研发、生产、销售及服务于一体的国家高新技术企业,在工控机领域已深耕多年,与英特尔、AMD、恩智浦、瑞芯微、海思、海光、飞腾、兆芯、龙芯等国内外知名芯片企业协同合作,成功打造了X86和ARM架构两大成熟的嵌入式工控机产品供应链,产品涉及计算机板卡、工业平板电脑、嵌入式准系统、工业整机等,可广泛应用于智慧医疗、人工智能、智慧零售、仓储物流、智慧城市、轨道交通、灯光工程、网络安全、智慧电网、国产化、工业自动化等行业领域。
前一段时间,为响应国家核心技术“国产化”的号召,华北工控加强了与本土芯片组企业合作,例如飞腾、海光、兆芯、龙芯等,并不断提高自身的企业自主创新能力,针对政务系统、安全单位、金融系统、航空航天、数据中心等关键领域推出了一系列高品质、高性能、高国产化率的嵌入式计算机产品,抢先布局了国产工控机市场,并获得了客户的高度认可。同时,围绕“智能化制造”、“数字化发展”两大主题,华北工控积极引入了人工智能、物联网、机器视觉、互联网、大数据等先进技术赋能工控产品创新,致力于打造具有高度定制化、专业化的工控机产品方案,在工业自动化的关键细分领域——机器视觉、工业机器人、非标自动化设备等市场和智能医疗器械、智能机器人、智能车联网汽车等新兴领域频频发力,为进一步拓宽华北工控产品应用范围打下基础。
截至目前,华北工控打造的系列高国产化率嵌入式计算机已广泛应用于国内政务系统、安全单位、智慧电网、交通等行业领域。基于物联网、大数据等先进技术打造的工控机先后在无人配送车、智能机器人、物流自动分拣系统等智能物联网领域成功应用,取得了良好的经济效益。
“自主可控、安全可信”是说要依靠自身技术手段和安全机制,实现信息系统从硬件到软件的自主研发设计、生产、升级、维护的全过程可控,其核心特性是“自主”,强调核心产品与关键技术的自研与把控。在华北工控看来,当下发展“自主可控、安全可信”已成为中国科技和经济产业向前发展的必然选择,同时也面临着诸多挑战。
2021年是我国“十四五”规划开局之年,人工智能、5G、物联网、云计算等信息技术快速发展的同时,全球政治经济却发生着复杂的变化。国际方面,受到新冠疫情全球大蔓延的影响,世界经济面临衰退,全球供应链面临重构。国内方面,相关数字化产业迅猛发展,却与核心技术长期“受制于人”的矛盾激化,从而很容易致使我国低端产业与高端产业供应链失衡,在互联网技术加速向前发展的过程中还威胁到产业安全和国家安全。在这样的大环境下,要想为国内科技与经济的可持续发展保驾护航,就必须建立起自主可控、安全可靠的供应链体系,突破核心产品与关键技术国产化难题。
华北工控作为嵌入式计算机产品专业提供商,为响应发展的“自主可控、安全可信”号召,通过相关知识产权项目和专利技术的持续布局,不断强化企业自身的自主创新能力。同时,公司与飞腾、海思、海光、兆芯、瑞芯微、龙芯等国产自主可控平台协同合作,成功推出了一系列高国产化率嵌入式计算机产品,实现了嵌入式板卡、嵌入式准系统、网络安全整机等X86架构和ARM架构嵌入式产品全覆盖,与国产系统Linux、Kyli等深度适配,支持政务系统、金融系统、数据中心、安全单位、航空航天等多行业领域的广泛应用,并可针对不同行业领域客户的实际应用所需进行产品设计、定制和生产。
截至目前,华北工控已成功搭建起系统完善的国产自主可控嵌入式计算机产品框架。坚持以创新促进企业发展,未来还将推出更多高品质、高性能、高国产化率的嵌入式计算机产品,助力嵌入式计算机产业国产化发展不断深入.
摘自《自动化博览》2021年11月刊