北京東土科技股份有限公司（以下簡稱“東土科技”）憑借在工業(yè)通信領(lǐng)域向上層工業(yè)操作系統(tǒng)和底層交換芯片的積極拓展，近年來一直著力于打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大格局，扎根于網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)控制整體解決方案的研究實踐，主要研究方向為工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)、基于IPv6的寬帶實時現(xiàn)場總線技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)控制的現(xiàn)場控制器技術(shù)、基于云控制的工業(yè)服務(wù)器技術(shù)以及適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化控制的精密時鐘技術(shù)、控制數(shù)據(jù)安全可信等技術(shù)。
在2018中國能效管理創(chuàng)新技術(shù)高峰論壇的現(xiàn)場，東土科技高級副總經(jīng)理兼總工程師薛百華先生面對采訪，又一次強調(diào)說：“我們的發(fā)展基調(diào)不會改變，那就是要打破過去在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中受制于人的技術(shù)和產(chǎn)品，夯實我國智能制造發(fā)展的根基，打造自主可控的智能制造完整生產(chǎn)鏈?！惫I(yè)領(lǐng)域是實現(xiàn)整個創(chuàng)新價值的關(guān)鍵，除了芯片級的自主可控，還有操作系統(tǒng)級的自主可控、協(xié)議自主可控以及產(chǎn)品級的自主可控。
什么是自主可控
從芯片的角度來說，自主可控最簡單的解釋就是：所有東西都要掌握在自己手里。從設(shè)計理念上來說，自主可控是指，從前端到后端的自主設(shè)計與驗證，到芯片流片與制造，再到芯片的封裝測試，所有過程都在中國本土完成。不難看出，自主可控既保證了產(chǎn)業(yè)信息安全，又保證了國家信息安全。這一點對于能效管理來說亦是如此。
“能效管理是很重要的事情，雖然工作已經(jīng)做得比較完善了，但還是需要我們再向前走一步。因為在能效管理的過程中，還有很多基礎(chǔ)的部分沒有發(fā)展起來，比如開關(guān)的發(fā)熱問題等等，這與基礎(chǔ)傳感器沒有做好、與傳感器和元器件的結(jié)合沒有做好這些問題是密切相關(guān)的?！?/div>
自主可控與安全問題
在能效管理過程中，能源的安全問題非常重要。目前，我國很多的發(fā)電廠、變電站中，很多基礎(chǔ)的系統(tǒng)都來自于外國企業(yè)，如果出現(xiàn)惡意病毒事件，安全就無從談起。“這也就是東土科技為什么一直強調(diào)我國應(yīng)該在基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件、傳感器元器件方面做更多工作和研究的原因。”薛總表示，在這些方面，我國和國外的差距還是很大的，因此從三年前開始，東土科技就著力于做基礎(chǔ)的元器件、基礎(chǔ)的芯片、基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)。
2017年，東土科技研發(fā)的國內(nèi)首顆A級自主可控網(wǎng)絡(luò)交換芯片KD5660誕生，它的出現(xiàn)打破了我國芯片長期受制于人的窘境。薛總介紹說，KD5660是中國唯一實現(xiàn)芯片設(shè)計、驗證、流片、封裝、測試在大陸完成的芯片，是完全自主可控、安全可信的全國產(chǎn)化工業(yè)通信芯片。KD5660集成高可靠緩存與大容量MAC表，并獨特地集成了以太網(wǎng)時鐘同步特性，每一款東土芯片系列產(chǎn)品都支持二層交換、三層路由、IPv4/IPv6單播與多播、防攻擊、ACL與QoS特性。KD5660系列支持24個千兆端口，最多支持 4個萬兆端口作為上聯(lián)，以及1個千兆端口作為系統(tǒng)管理接口。
在工業(yè)總線這個領(lǐng)域，東土科技的代表作是Intebus二線寬帶總線及芯片。今年第二季度完成了該芯片MAC的驗證，今年第三季度完成了芯片模擬前端的驗證，11月27日完成了Intebus3000的投片。它的傳輸帶寬可達100M，這樣就可以給能源管理提供一個很寬的傳輸通道，“原來我們的能效管理不能自主可控，就是因為基礎(chǔ)總線掌握在別人手里，基礎(chǔ)CPU掌握在別人手里，東土科技的這款寬帶總線芯片，很及時地解決了這一問題?！毖偙硎尽?/div>
在能效管理過程中，還有一個問題會涉及安全，就是管理過程中難免會用到無線傳輸手段。無線傳輸?shù)姆绞接泻芏喾N，用軟件定義無線電，要能兼容多模的方式?！岸嗦返娜哂嗍枪I(yè)控制和能效安全管理的過程中必然會遇到的問題。只有通道安全可靠了，數(shù)據(jù)才能有效傳輸。”Intebus二線寬帶總線芯片擁有一個很強大的技術(shù)特點，就是寬帶冗余的多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，“工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是要容錯的，出現(xiàn)問題不能癱瘓，我們在工業(yè)控制器上設(shè)置一個主用端口、一個備用端口，當(dāng)中間斷掉之后，數(shù)據(jù)仍然可以向兩個方向傳輸，保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性?！?/div>
此外，一個能效管理系統(tǒng)，首先要自身安全，主動防御，通過密文加密，才會更可靠。Intebus二線寬帶總線芯片設(shè)計有秘鑰快速變化引擎：秘鑰變化率1000次/s，破譯起來是比較難的。但密碼加密，不是越深越好，因為它是有時效性的，只要不讓別人掌握變化規(guī)律就好，這是系統(tǒng)最關(guān)鍵的一個點。東土科技可以實現(xiàn)全線速100Mbit/s、200Mbit/s的變化。
越簡單 越智能
東土科技從成立開始就立足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，也就是工業(yè)以太網(wǎng)，一做就是10年。工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展出了TSN時間敏感網(wǎng)絡(luò)，又繼而發(fā)展出更多其他網(wǎng)絡(luò)，包括跟OPCUA的結(jié)合，都是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的方向?！巴ㄟ^這些發(fā)展，工業(yè)將變得簡單化，工業(yè)簡單化以后，工業(yè)的制造的各種成本才能降下來，比如管理成本、能效成本。”薛總說明了能效與智能的另一層關(guān)系。
“這些年，我國工業(yè)控制的發(fā)展其實有一個誤區(qū)，工業(yè)控制做得很復(fù)雜，復(fù)雜之后就會導(dǎo)致問題產(chǎn)生?！毖傊赋?，越簡單的系統(tǒng)才越可靠，因此，東土科技從工業(yè)網(wǎng)絡(luò)走到了基礎(chǔ)元器件——工業(yè)芯片，去探尋最簡單有效的解決方案。除此之外，東土科技還做工業(yè)服務(wù)器，把原來的PLC、DCS等很多產(chǎn)品整合在一起，形成一個新的產(chǎn)品?！澳秒娏π袠I(yè)的服務(wù)器舉例，一個服務(wù)器可以替代變電站?？貙铀械难b置，而且效果非常好?！?/div>
“?？貙邮且苑植际礁拍畎l(fā)展起來的，但發(fā)展過程中受到單個CPU能力的限制。如果一個CPU的能力足夠大，可以同時負(fù)責(zé)多項工作，就可以把所有的裝備整合起來，這就是東土科技的工業(yè)服務(wù)器所具備的能力。一個110kV的變電站可以采用2~4臺東土科技的工業(yè)服務(wù)器進行整合，系統(tǒng)變得簡單了，可靠性就會提高。目前，東土科技的工業(yè)服務(wù)器已經(jīng)在南網(wǎng)開始實踐應(yīng)用，而且效果非常好。”
中國制造2025的關(guān)鍵
在操作系統(tǒng)方面，東土科技布局的Intewell工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)/云平臺已于2017年底舉辦的烏鎮(zhèn)世界互聯(lián)網(wǎng)大會期間發(fā)布?！癐nterwell的特點是把所有信息流打通，把OT和IT打通，把底層的傳感器系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)連接起來，形成一個完整的系統(tǒng)。這樣做既節(jié)省能源又提高效率，還可以提高產(chǎn)品品質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量的波動性就會變得很小。這才是智能工廠、中國制造2025最關(guān)鍵的地方。”
Intewell采用全球首創(chuàng)基于IPV6的實時寬帶現(xiàn)場總線，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)控制及智能制造的各個領(lǐng)域，實現(xiàn)軟件定義工業(yè)控制單元、軟件定義工業(yè)控制流程，廣泛推進人工智能在智能工廠和協(xié)同制造中的深度應(yīng)用，實現(xiàn)實時性和云服務(wù)統(tǒng)一。東土科技將Intewell視為網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)在制能制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的支撐平臺軟件，是中國智能制造技術(shù)國產(chǎn)化自主可控的核心技術(shù)。目前，Intewell 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)技術(shù)成熟、穩(wěn)定性好，已成功應(yīng)用于飛機控制、艦船控制及工業(yè)控制。
結(jié)語
唯有自主可控，才能不受制于人；唯有自主可控，才是真正的安全。在新時代下，需要更多像東土科技這樣極具創(chuàng)新及開拓精神的民族品牌，助力中國工業(yè)乃至中國能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)中國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
東土科技致力于網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)控制整體解決方案的研究實踐，是中國工業(yè)互聯(lián)技術(shù)創(chuàng)新探索的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，建立互聯(lián)網(wǎng)化的新一代工業(yè)控制體系，是東土科技的發(fā)展使命。 東土科技的主要研究方向為工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)、基于IP的以太網(wǎng)總線技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)控制…
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