在工业自动化领域，创新成果的迭代速度一直非常惊人。就拿最基础的电机启动来说，从最古早的星角启动、软启动，到如今广泛应用的变频机、伺服产品，工控行业里“你方唱罢我登场”的热烈景象已是常态。
如今，随着工业4.0时代的悄然而至，人们对更高精度、更强算力与可靠性的需求，给基于PC的控制技术带来了广阔的发展天地。在国内的PC控制领域，中科时代虽然刚起步两年，却已积累了丰富的产品线和项目经验，声名鹊起的秘诀是什么？为了攻克PC控制的核心难题，他们做出了哪些努力和贡献？为解答这些疑问，CONTROL ENGINEERING China独家采访了中科时代资深副总裁刘生富。
（CONTROL ENGINEERING China专访中科时代资深副总裁刘生富）
01
浪潮已至：PC控制国产替代进行时
其实早在1990年代中期, 基于PC的控制器就已经开始承担PLC、运动控制器和HMI等功能。随着技术持续迭代，工业PC已经能充当物联网网关、边缘计算设备和数据分析平台等多重角色，大家对PC架构的接受度也越来越高，国内的厂商也开始跃跃欲试，而中科时代正是在这一前进浪潮中的佼佼者。
变幻无常的工业自动化市场，无时无刻都涌动着新鲜的挑战与机遇。刘生富分享道，像在光伏行业，过去多晶硅的价格昂贵，生产者很少需要关注精益算法和优化控制，但随着科技进步、竞争加剧和收益渐薄，高效生产、工艺优化和节能减排的命题已备受瞩目，这也是时代车轮前进和市场发展的必然。
诚然，近年来，不仅限于光伏、半导体这类爆炸性增长的新兴行业，伴随着大量视觉应用的引入、现场轴数的大幅增加，以及AI深度学习、高级控制需求的不断挖掘，传统的PLC仅凭接入更多IO，显然无法满足人们对高运动速度、高控制精度的要求。如何用更强的算法和算力，来应对多算力、多任务融合带来的挑战，是自动化厂商和用户期望解决的首要问题。
走过全盘引进和山寨模仿的发展历史，如今，中国的工业革命已迈入用“智能制造”实现赶超的新阶段。然而，“在自动化行业摸爬滚打是一个相对缓慢的过程，”刘生富表示，需要企业投入大量时间和行业专家资源。不同于DCS等国产替代起步较早的领域，国内PC控制仍存在较为严峻的卡脖子问题。因此，许多厂商会选择从驱动起家，逐步覆盖控制系统，而中科时代选择了在控制端更难攻克的PLC作为起点，刘生富表示，这也让中科时代的坚持和如今的成就更有意义。
02
用PC架构的容器，释放“算控一体”生命力
为什么选择PC架构？从硬件来看，PC架构为扩展卡提供了开放的硬件总线，能激发开发人员的创造力；从软件的视角看，PC操作系统的开放性能为开发人员提供适应各种场景应用程序开发的机会。由此可见，PC控制并不是一个多么时髦的概念，而更多是被视为是承载算力的容器。
多年来，工业基础设施数量和种类繁多，且多是控制程序单一的工业计算机。对用户而言，使用这类硬件和拓扑的成本高，且由于系统封闭，二次开发的周期长、编程代价高。与此同时，在传统体系结构上增加智能化与业务工艺，会和实时性产生巨大矛盾，影响最终的产品质量。
针对于此，刘生富表示，算法是为自动化赋能的灵魂和核心，能很好地解决自动化实时性、控制精度、响应性和可靠性的问题。作为中科院计算所孵化的产品驱动型企业，中科时代主张用“PLC+工控机+运动控制器＋边缘服务器”的“算控一体”理念帮助用户实现破局。
03
潜心研发，开启“工智机”新时代
无论是数字化工厂，还是智能制造这些当下热门话题中，人们口中的“智能”都可以被理解为用软件代替人，来规避人工的弱点、缺陷和高成本。刘生富表示，中科时代一直致力于用核心算法驱动PLC，让客户可以用一台可灵活拓展、接口丰富的工智机，同时满足复杂工业环境下不同的控制需求，其中工智机就是“工业智能计算机”的简称。
值得一提的是，就工智机产品而言，中科时代虽然才成立短短两年，但已经有了从机架式到嵌入式等多种类型。刘生富表示，这得益于此前中科院计算所投入的多年心血，这份厚积薄发也给了中科时代将技术产业化的基础和底气。现如今，针对不同算力需求、不同应用场景的客户，中科时代基本上一个季度就能推出一款新品。
此外毋庸置疑，对于自动化领域的用户来说，稳定和可靠性最为重要。在一层面，刘生富表示，中科时代的企业规模虽然不大，但80~90%都是研发人员，拥有包括嵌入式软件、硬件以及自动化应用开发在内的三支强大的团队。与此同时，中科时代的所有工智机硬件的主板设计和生产等环节，都通过了全球权威认证（包括电磁兼容EMC、防撞、UL等）。
当前，中科时代包括CH20X系列、SX2系列、SX5系列和SP系列等在内的机型，基本都在联想集团南方智能制造基地完成。对于中科时代而言，将这份重要工作交由计算机制造经验丰富的联想来完成，不但保障了产品质量，也更具成本优势。与此同时，刘生富表示，中科时代也正在苏州新建专门的产品测试中心，这也将为未来公司更敏捷的响应与服务打造坚实堡垒。
04
攻克卡脖子，矢志成为伟大的自动化公司
放眼国内，做传统PLC的厂家其实非常多，但PC架构却鲜有涉足，这也从侧面验证这确实是一块难啃的“硬骨头”。刘生富表示，做基于PC的控制最难的问题不是做硬件，想要满足安全可靠与实时性的性能指标，操作系统和IDE编译生态是非常关键的，这需要一套理论的知识体系来支撑，要企业付出大量的研发时间、人员和成本，并且是一个循序渐进的过程。
▲中科时代可计算制造方案控制架构图
从中科时代的发展历程来看，其面向市场推出的第一款工控机，就采用了同为中科院计算所孵化的海光的x86 CPU以及寒武纪的GPU，这些也都是容易被国外卡脖子的核心元器件。当然，由于公司仍处于起步初期，为了让工智机产品更快切入和推向市场，其编译环境依然采用Codesys的Runtime，借助海量算法库和强大生态，其提供的整体解决方案也收获了自动化工程师和用户的青睐。当然面向未来，中科时代也期望逐步壮大，让全线产品向100%国产化替代的理想进发。
毫无疑问，在自动化市场竞争异常激烈的今天，中科时代一路走来潜心研发、脚踏实地的态度，已然令人心生钦佩。放眼未来，中科时代也将继续紧跟“中国智造”的大旗，与更多细分行业用户站在一起，秉持赤诚匠心，让国产化替代这艘乘风破浪之船，载着更多远航的决心与梦想，驶向更远的地方。
