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大咖观点Ι张学兵:AI+控制:智能智造领域的实时虚拟化系统实现
东土科技副总经理 张学兵,
“AI+控制:智能智造领域的实时虚拟化系统实现”主题演讲。
提文:现在企业数字化转型,其实工业互联网的本质也是一种企业的数字化转型。
工业互联网是2019年开始的国家新基建领域,工业互联网就是其中之一,现在工业互联网的产业规模已经超过了3万亿,而且传统工业正向工业互联网产业体系演变。
1、工业互联网的发展迭代
传统的工业装备产业、工业自动化产业、专业软件产业,这都是原来传统的工业产业,现在正在变成工业互联网产业体系,包括工业装备产业会变成数字化专业常产业。工业自动化是工业互联自动化,包含了一些边缘计算、大数据技术,工业软件产业可能会变成工业互联网的平台,变成工业平台有一个工业软件和APP,整个体系架构就发生了转变和演进。
进入工业4.0时代,工业互联网发展的核心是工业操作系统OS和工业APP生态建设。在我国,现在工业APP的数量已经达到了40多万个,工信部信息发展司提到下一步重点就是推进操作系统,与芯片、数据库、中间件和各类应有软件的融合和优化。
工业互联网的操作系统承载着工业互联网信息底座,把工业所有大数据的采集、分析、处理、共享。同时还承载着工业APP、工业互联网引擎,通过这些提升企业价值。
工业互联网的操作特点,一定是高实时的操作系统,要适应工业数字化的生产,要适应机床、机器人,这些都是高实时的,最高的实时性可能达到微妙级的响应,同时高可靠性,包括各种机器人场景、过程控制、运动控制,这些所有的工业场景都要能够匹配。
2、搭建第四代工业互联网架构控制系统
通过智能性,提供数字工厂的工具包,比如说监测管理平台,有我们的方针、数字孪生这些功能,同时需要架构灵活,不仅可以部署在终端,也可以部署在边缘侧。实现数字化和智能化,一定要把IT技术和自动化技术、OT技术融合,才能实现整个工业互联网,实现工业智能化。所以,有虚拟化多业务融合,最后就是高可靠和自主可控,自主可控这一点很重要,尤其在我们基础领域、工业领域,工业操作系统一定要自主可控。
通过虚拟化实现边缘化、多系统的融合,就可以打通这个隔阂,实现智能化的转型,这就是我们工业互联网以后实现的目标。
东土科技跟东北大学的国家流程和控制实验室、国家重点实验室一起合作提出来:第四代工业互联网架构的控制系统,这个控制系统可以看到,原来是一个金字塔型的,包括现场执行层、控制层、操作层、管理层,以后会演变成一个扁平型的,后面可能还是现场侧的,但是是个数字化的装备,带有数字化的传感器,中间就变成了边缘智能层,就是通过软件定义控制的方式来实现边缘层。它把IT和OT融合在一起,通过边缘计算、大数据、人工智能这些技术,自动化控制都融合成一个层次,上面就是一些工业APP软件、工业云,演变成一个新的第四代工业互联网架构。
这个工业互联网架构的本质就是,优秀知识工作者和智能自主控制系统,会有认知、有分析决策、有感知。首先感知有视觉、听觉、各种传感器的感知,分析决策、认知学习,同时形成自成长的知识库和认知学习系统,通过这个系统反馈给高性能的智能控制,实现智能性的预测和自由化、智能感知和工况识别,这个就是工业互联网架构的一个技术本质。
我们的Intewell操作系统和鸿蒙系统架构是一样的,都采用V内核,有以下优点:
第一,安全可靠。因为它的内核只有任务的调度,还有内存的一些管理,其他的像文件的读取、外设的操作,全部都在总线上,如果你需要这个功能就把这个模块加上,如果不需要这个功能可以裁减这个模块。他的内核比较简单,安全可靠,像Windows这种是恒内核的,如果文件出现故障整个系统会崩溃掉,但Intewell操作系统不会,可靠性很高。
第二,可裁减,可以应用在各种应用场景下。比如说可以嵌入到传感器里,可以应用到边缘控制里面,同时如果功能丰富还可以应用到工业云的操作系统中,所以他的应用场景是多种多样的。
这个操作系统还有一大特点,就是通过虚拟化除了支持非实时系统和实时系统的融合,同时支持多个实时系统在一个物理硬件上运行。
3、操作系统的应用:控制AI的深度融合
操作系统的应用领域,主要是控制AI的深度融合,在工业互联网主要就是体现工业的智能化。所以,我们在工业智能化方面的操作系统是非常符合、非常匹配的选择。
可以实现AI的智能制造,包括数字卵生,包括机器视觉,还有融合的控制和数字化精益生产。这是基于AI和视觉控制缺陷检测的解决方案,这个解决方案融合了5G技术,用5G+AI+视觉检测,可以代替人工的检测,这个检测效率可以提升15倍。
三坐标的测量,实现数据云边协同。我们三坐标的测量计算软件可以运行在边缘控制器上,同时跟云和端都可以做协同。这是在机床里的一个应用,CNC就是现在最热的工业母机概念,我们跟广州数控,通过Intewell操作系统可以实现控制、HMI、视觉检测相互融合,实现机床精益的应用,降低整个综合成本。
因为我们是做操作系统的,注重平台和生态的建设,在生态这块首先是在硬件上已经支持的多个处理器,就是CPU,包括因特尔全系列的CPU,还有恩智浦,还有现在在移动领域用的比较多的是RUP的CPU。这些处理器芯片全部已经兼容支持,同时在工业通信领域,我们支持所有主流的工业总线,包括现在的TFN,5G技术已经全部融合这个操作系统平台。
我们支持很多应用的生态,包括:MIS系统、激光、点云、工业安全、工业AR、仓储管理系统,这些应用生态都可以进入到我们的操作系统。
我们的操作目标是,承载人工智能、软件定义未来。
谢谢大家!