封面故事 | 鸿道Intewell操作系统: 以“鸿”鹄之志, 创未来之“道”

发布日期: 2023-12-20




打造自主可控的新型工业操作系统是我国加速新型工业化进程,在新一轮科技革命中实现“换道超车”的重要契机。东土科技期待凭借Intewell鸿道新型工业操作系统的创新与应用,打造100%自主可控的工业网络和工业控制底层技术,为我国新型工业化贡献底座力量。


新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,产业数字化、智能化、绿色化转型不断加速,全球已进入数字经济快速发展期。而作为新一代信息技术与工业经济深度融合的新型基础设施、数字化转型的核心载体,工业互联网正成为数字经济创新和产业数字化的关键支撑。


近年来,我国深入实施工业互联网创新发展工程,不断深化新一代信息技术与制造业融合发展,如何快速推进传统产业的数字化、智能化转型由探索起步向纵深发展?北京东土科技股份有限公司董事长李平表示:“工业操作系统是工业互联网的引擎,也是工业产业生态的核心,更是工业时代安全的基石。打造自主可控的新型工业操作系统是我国加速新型工业化进程,在新一轮科技革命中实现‘换道超车’的重要契机。东土科技期待凭借Intewell鸿道新型工业操作系统的创新与应用,打造100%自主可控的工业网络和工业控制底层技术,为我国新型工业化贡献底座力量。”





 铸新型工业之“魂”




“缺芯少魂”一直是我国信息产业发展的一大难题,而“少魂”即指操作系统等基础软件薄弱。“拿来主义”这种传统解决方式在给我们带来便利的同时,也桎梏了我们的创新。在李平看来,新型工业操作系统正是我国构建新型工业化的“魂”之所在。


“众所周知,智能手机的出现在民用互联网的推广应用中发挥了关键作用,而智能手机演变的核心在于操作系统。基于操作系统,支撑起丰富的生态应用,通用人工智能的普及应用才成为可能。” 李平表示,“在工业领域,要从工业互联网发展到工业人工智能,也需要类似的发展历程。传统的DCS、PLC等控制器就相当于过去的功能手机,要做到互联互通、协议统一,就要发展工业行业的‘智能手机’——智能控制器。只有整个工业使用通用的智能控制器,才能实现真正意义的数字工厂。而新型的智能控制器需要新型的工业操作系统做支撑。基于新型操作系统,为数字工厂及智能装备提供标准化的通用技术平台,构建新型工业软件生态。”


东土科技的Intewell操作系统正是因此应运而生,其独特的发展历程和显著的成就都赋予它深远的影响力。这款操作系统源于1990年诞生的“道”操作系统,在两弹一星元勋朱光亚院士的指导下,历经30年的不懈努力和研发迭代,在功能和性能上已经可以替代VxWorks操作系统。发展至今,Intewell已在军工等多种严苛环境下运行检验,广泛商用于工业控制、智能制造、汽车电子、轨道交通、能源电力、航天航空等实时性要求极高的领域。


作为一款新型工业操作系统,Intewell以软件定义为核心,采用微内核架构设计,具有高实时、确定性、高安全、高可靠和虚拟化等特性,可为工业现场层多种类型的设备提供统一的互联互通服务能力,实现控制、计算、网络、云服务技术的融合统一。


微内核架构提升分区(进程)的时空隔离性,使得系统更加稳定、安全,同时提高了系统的可扩展性。虚拟化技术支持GPOS+RTOS等多种操作系统架构,可实现实时和非实时业务融合应用。经测试,Intewell系统的实时性抖动可达5us,调度精度达us级,切换时间<5us,其高实时的特性可满足现场工业生产设备高精度控制,实现工业控制与工业人工智能的并发协同。更为值得一提的是,Intewell通过了工信部电子五所的测试,内核及部分关键代码自主率100%,支持指令级别的安全管控,在操作系统底层为整个设备运行提供了安全可靠可信的基础运行环境。


Intewell操作系统已在国内国际赢得了广泛的认可和赞誉。2006年,在加拿大宇航局关于全球嵌入式操作系统的分析评比中名列第三。2019年荣获首届中国工业互联网大赛一等奖,2020在年联合国工业署主办的首届世界人工智能大会上,与西门子的工业大脑技术共同获得技术创新奖。2022年,获得了工业、汽车和轨道交通功能安全最高等级认证SIL4 & ASIL D。这使得Intewell成为了目前国内唯一通过汽车、工业控制、医疗仪器、轨道交通四项功能安全认证的操作系统,进一步提升了其在国内外的影响力和竞争力。


李平表示,东土科技的目标就是构建自主的工业控制标准化和通用化的技术平台,避免未来在新型工业互联网阵地上出现受制于人的局面。他相信,随着Intewell操作系统的广泛应用,我国的工业软件生态将得到进一步完善,为我国实现新型工业化提供强大的“魂”之所在。





 践数智转型之“路”




数字化技术创新只有融入行业场景中,才能真正释放出自身的价值。东土科技以Intewell为核心打造了面向不同工业应用场景的三大产品,包括应用于协同制造、工业云等场景的虚拟化产品Intewell-V,应用于CNC/机器人/运动控制等智能装备的实时扩展产品Intewell-H,以及专用于嵌入式仪器仪表的纯实时产品Intewell-C。当前,Intewell鸿道操作系统已在飞控、航电、数控机床、工程机械、工业机器人等领域得到广泛的应用与实践。


在卷烟厂制丝产线,基于Intewell操作系统的一套智能控制器即可替代原有多台PLC,实现加水、加香料、滚筒搅拌等制丝工艺的精准控制;在手机中框检测中,一台智能控制器整合工位逻辑控制+多轴运动控制+机器视觉缺陷检测,实现中框扫描一周用时由7s降至3.5s,轨迹位移偏差绝对值由0.1mm降至0.076mm,轨迹角度偏差由±0.25°降至 ±0.247°。在智能洗碗线上,一个智能控制器挂载16个轴(4个SCARA机械手),代替原来一个SCARA 机械手由一个控制器控制的架构,节省了3个控制器的硬件成本;从4套分布式IO板升级迭代为1套集中式IO板,便于维护管理,在成本方面可以节省3个IO板和3个编码器;并实现高速高精度控制:总线平均循环周期低至112us,抖动时间低至1us。


从降本节能、效率提升到数字化、智能化转型,东土科技的Intewell新型工业操作系统,正在支撑中国制造由内到外的全局升级。专家认为,基于新型工业操作系统打造智能控制器,将从三个层面推动我国新型工业化发展。首先是保障国家工业安全;其次是推动我国工业向数字化、智能化转型,为数字工厂及智能装备提供标准化的通用技术平台,构建新型工业软件生态;其三是承接工业人工智能。


为推动Intewell操作系统与工业场景的深入融合,东土科技也一直持续致力于相关支撑技术的创新。东土智能控制工业工具软件MaVIEW,实现了工业现场感知、实时控制、工业视觉、人机互动、数字孪生等多业务融合协同,让工业控制实现方式更高效、更简单,从而减少开发过程中重复地进行基础技术开发和基础资源构建,降低开发的门槛。


针对当前数智化转型所面临的大量工业设备、工业产品和工业软件的互联互通问题,东土研制了基于TSN、IPv6和OFDM技术的AUTBUS宽带总线。AUTBUS已于2023年正式成为IEC组织新一代工业网络国际标准,该技术可实现我国在数字工厂、机器人、汽车、飞机、新能源、船舶等领域控制网络技术的统一,为我国新型工业化引领全球工业通信技术的发展而赋能。AUTBUS总线实现了控制网络宽带化、控制协议IP化,有效满足了新型工业化全面数字化的要求。


此外,东土也期待通过Intewell操作系统加速工业人工智能落地。“工业操作系统需要结合人工智能技术才能更好地发挥其作用。通过引入深度学习、机器学习等技术,可使系统自动识别和处理工业现场的数据和信息,从而更好地实现自动化控制和优化。”李平表示,“Intewell操作系统微内核虚拟化技术实现了实时业务、非实时业务、物联网采集和云服务等功能的融合,为智能控制和工业人工智能的应用发展奠定了基础。”





 聚未来创新之“力”




虽然Intewell的技术先进性已获得广泛认可,并在众多领域取得了成功的应用,但李平认为Intewell的创新和发展将永无止境:“任何操作系统的发展和完善都需要不断地研发迭代,对于Intewell来说,同样如是。”


首先,东土科技将针对不同行业用户的需求,不断发展提升用户体验的开发工具,从而适应工业行业不同的应用场景,满足用户多业务融合以及便捷、低成本开发需求。


其次,东土科技将针对Intewell提供基于互联网的云开发平台,满足合作伙伴及工业用户对于远程协同开发的需求,同时构建互联网化的新一代工业控制体系基础平台,为我国工业互联网和工业人工智能的发展奠定基础。


再次,完善工业大数据服务,通过数据的提取和分析,助力工业用户实现业务协同和优化,赋能工业领域迈向少人化和无人化。


此外,我国工业领域行业众多、制造模式多种多样,以工业操作系统为核心的工业软件体系建设,离不开工业软件开发商、系统服务商、科研机构、工业企业等多方联合参与。对此,李平表示,未来东土科技也将致力开源开放的工业操作系统生态建设,以合作共赢的模式聚众同行、聚力创新,从而实现工业企业的高质量赋能。


变革时代,勇立潮头。在这个求新求变的时代,科技向前的脉络无限延展,但对创新的渴望、对打破桎梏的执着和对自主可控的坚守却是东土科技始终不变的精神力量。面向未来,李平表示:“东土科技将始终以创新为立身之本,不断沉淀技术、打磨产品,在新型工业操作系统自主创新征程中砥砺前行,以Intewell鸿道操作系统构建支撑数智转型的技术底座,持续推动前沿技术与行业场景的全方位融合,做千行百业数字化转型的领航者。”


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本文来源 | 《自动化博览》2023年11月刊

  • 张经理 18127958867