本文來自微信公眾號(hào)“新工業(yè)網(wǎng)”，作者/熊東旭。
一個(gè)國(guó)家真正強(qiáng)大的標(biāo)志是什么？有人說是經(jīng)濟(jì)規(guī)模世界第一，有人說是軍事實(shí)力冠絕全球，也有人說是工業(yè)技術(shù)領(lǐng)先和人民生活富足。當(dāng)然，這些說法都沒錯(cuò)，但更深層次講，在當(dāng)下復(fù)雜的世界局勢(shì)下，一個(gè)國(guó)家要真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)成長(zhǎng)，軍力不斷發(fā)展和工業(yè)全球領(lǐng)先，必須依靠強(qiáng)大的原創(chuàng)科技實(shí)力。
正如華龍訊達(dá)信息技術(shù)股份有限公司（以下稱：華龍訊達(dá)）總經(jīng)理龍小昂接受新工業(yè)網(wǎng)記者采訪時(shí)所說，“世界科技發(fā)展的實(shí)踐告訴我們，一個(gè)國(guó)家只有擁有強(qiáng)大的自主創(chuàng)新能力，才能在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中把握先機(jī)，贏得主動(dòng)。”
華龍訊達(dá)信息技術(shù)股份有限公司總經(jīng)理龍小昂
作為一位深耕工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域30多年的專家，這些年龍總的主要工作是帶領(lǐng)華龍訊達(dá)打通工業(yè)控制數(shù)據(jù)要素，幫助企業(yè)打造數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施，并圍繞這一目標(biāo)自主開發(fā)了包括數(shù)據(jù)采集和邊緣計(jì)算設(shè)備“機(jī)器寶”、木星工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)、木星數(shù)字孿生平臺(tái)、木星SCADA平臺(tái)、木星智能控制等在內(nèi)的一系列產(chǎn)品。2022年還研制出了基于龍芯的國(guó)產(chǎn)化離散裝備控制系統(tǒng)JIC IPC控制器，性能已做到業(yè)界領(lǐng)先，成為中國(guó)工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域第一家“吃螃蟹”的企業(yè)。
二十年磨一劍，從“仰望”到“平視”
美國(guó)《財(cái)富》雜志曾對(duì)中國(guó)企業(yè)平均壽命做過統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，中國(guó)中小企業(yè)平均壽命在3到7年。以此看來，從2003年成立算起華龍訊達(dá)至今已整整走過20個(gè)年頭，算得上是中國(guó)民營(yíng)企業(yè)里面的壽星。雖然是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的老公司，但從華龍訊達(dá)這幾年市場(chǎng)表現(xiàn)觀察，絲毫未顯現(xiàn)蹣跚步履。特別是隨著中國(guó)智能制造進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，中國(guó)制造企業(yè)對(duì)數(shù)智化改造升級(jí)需求的迅猛增長(zhǎng)，華龍訊達(dá)業(yè)務(wù)正呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
龍總介紹，華龍訊達(dá)主要提供兩大類產(chǎn)品，第一類是工業(yè)控制產(chǎn)品，其中最具代表產(chǎn)品是基于國(guó)產(chǎn)龍芯研發(fā)的國(guó)產(chǎn)化離散裝備控制系統(tǒng)JIC IPC控制器，是國(guó)內(nèi)首款基于龍芯3A5000芯片自主研發(fā)的大中型PLC，當(dāng)然還包括工業(yè)網(wǎng)關(guān)、邊緣計(jì)算等設(shè)備。第二類是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生平臺(tái)。通過“數(shù)據(jù)采集軟件平臺(tái)+機(jī)器寶”提供設(shè)備的接入和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，由木星物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)的傳輸，木星數(shù)據(jù)建模平臺(tái)提供數(shù)字孿生的建模規(guī)范、規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，最后由木星數(shù)字孿生平臺(tái)提供從設(shè)備、車間、工廠的三級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行，為企業(yè)提供數(shù)字孿生服務(wù)。
圖1新能源電池裝配車間數(shù)字孿生
20年時(shí)間，從幫助企業(yè)做工業(yè)控制系統(tǒng)改造升級(jí)到自主開發(fā)工控產(chǎn)品和打造數(shù)字孿生平臺(tái)，華龍訊達(dá)的發(fā)展史是中國(guó)企業(yè)探索工業(yè)技術(shù)自主化的一個(gè)縮影。當(dāng)然這種發(fā)展也非一帆風(fēng)順，而是有困難也有收獲。龍小昂將公司的發(fā)展大致分為三個(gè)階段，即自動(dòng)化控制階段、信息技術(shù)與控制技術(shù)融合階段、數(shù)字孿生應(yīng)用階段。
公司成立之初，國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍處于信息化建設(shè)推廣階段，中小企業(yè)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)需求并不強(qiáng)烈，這一時(shí)期華龍訊達(dá)憑借豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為先進(jìn)裝備等大型企業(yè)提供工業(yè)控制系統(tǒng)改造升級(jí)服務(wù)，基本吃透了國(guó)外主流自動(dòng)化廠商的工業(yè)控制技術(shù)。隨著十七大的召開，國(guó)家提出信息化與工業(yè)化融合戰(zhàn)略，華龍訊達(dá)調(diào)整方向開啟信息技術(shù)與控制技術(shù)融合新征程，致力于解決企業(yè)所面臨的OT到IT互聯(lián)互通難題，基于前期工業(yè)控制系統(tǒng)改造實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，這一階段的目標(biāo)是幫助企業(yè)把車間的傳感器、工位、設(shè)備、生產(chǎn)線、車間、工廠全部管起來，同時(shí)向上實(shí)現(xiàn)與ERP、MES、物流、WMS等信息化系統(tǒng)的對(duì)接，這為下一階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生平臺(tái)開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2015年中國(guó)制造2025發(fā)布，提出推動(dòng)制造過程智能化，重點(diǎn)建設(shè)數(shù)字化工廠，深化互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)的應(yīng)用，華龍訊達(dá)結(jié)合當(dāng)時(shí)比較受關(guān)注的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等概念和技術(shù)，用3年時(shí)間關(guān)注和研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，正是這段經(jīng)歷，讓華龍訊達(dá)重新歸回工業(yè)自動(dòng)化屬性，瞄準(zhǔn)工業(yè)自動(dòng)化底層架構(gòu)，專注編譯器、低代碼開發(fā)工具、SCADA等技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)，并成功打造工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)。
如今華龍訊達(dá)的工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)對(duì)標(biāo)國(guó)外同類產(chǎn)品，成為基于控制模型驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)仿真模型的數(shù)字孿生應(yīng)用企業(yè)，參與了數(shù)字孿生、智能制造、兩化融合、信息物理系統(tǒng)等10余項(xiàng)國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定工作。
引領(lǐng)工業(yè)自主化，打造可信的數(shù)字孿生平臺(tái)
如果從1991年國(guó)務(wù)委員宋健提出“甩掉繪圖板”算起，中國(guó)信息化到智能制造的發(fā)展已走過32年，這期間中國(guó)制造業(yè)發(fā)展以“制造業(yè)信息化科技工程”、“兩化融合”、“兩化深度融合”以及“智能制造”等國(guó)家政策為牽引。今天的我們幾乎將看到工業(yè)發(fā)展的最終形態(tài)，至少在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間，這種工業(yè)形態(tài)將主導(dǎo)中國(guó)乃至全球工業(yè)發(fā)展進(jìn)程，這就是數(shù)字孿生。
對(duì)于數(shù)字孿生，龍小昂是這樣解釋的——數(shù)字孿生是通過創(chuàng)建出與物理世界具有一樣特性和規(guī)則的虛擬世界，并在虛擬世界中開展創(chuàng)新方案的研究、分析和模擬實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新方案的快速驗(yàn)證、選擇與優(yōu)化，推進(jìn)創(chuàng)新模式演進(jìn)。他指出，要將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于工廠，指導(dǎo)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，則必須克服諸多技術(shù)難題。
例如，如何確保數(shù)字孿生系統(tǒng)不僅“算得了”，還要“算得準(zhǔn)”和“算得快”，并真實(shí)地反映工廠車間中系統(tǒng)、產(chǎn)線、設(shè)備、物料等實(shí)時(shí)狀態(tài)。這要求像華龍訊達(dá)這樣的企業(yè)從根本上解決物理模型的高保真性，確保數(shù)據(jù)完備性和安全性，以及保證更新過程的實(shí)時(shí)性，即以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型更新參數(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)虛實(shí)共生迭代和動(dòng)態(tài)自主決策。這對(duì)任何一家工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)企業(yè)都是難題，但對(duì)華龍訊達(dá)而言，在這個(gè)難題上沒有退路。
圖2制藥車間數(shù)字孿生
龍小昂表示，將公司的定位為“踐行工業(yè)控制，從芯技術(shù)揚(yáng)帆起航的工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)”公司，主要是看好新型工業(yè)控制技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)未來的應(yīng)用前景，同時(shí)也對(duì)自身研發(fā)實(shí)力有信心。據(jù)了解，華龍訊達(dá)自主研發(fā)始于2005年，從研究編譯器開始，用了18年時(shí)間、投入了數(shù)億元，在研究各家編譯器技術(shù)特點(diǎn)后，2018年成功開發(fā)了JIC IAP的編譯器。2022年華龍訊達(dá)又基于龍芯3A5000芯片開發(fā)了首個(gè)國(guó)產(chǎn)化離散裝備控制系統(tǒng)JIC IPC控制器，帶寬延時(shí)控制在30微妙（0.03毫秒）以內(nèi)，已達(dá)到世界同類水平。
實(shí)踐證明，通過18年的持續(xù)研發(fā)摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，華龍訊達(dá)已掌握了高速?gòu)?fù)雜控制系統(tǒng)的自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)采集、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生的技術(shù)和Knowhow，通過項(xiàng)目實(shí)施共計(jì)建立了數(shù)百萬的實(shí)體模型和數(shù)據(jù)模型。
圖3 JIC IPC Cloud木星工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)
目前，華龍訊達(dá)提供從數(shù)采、互聯(lián)、建模、分析以及展現(xiàn)的全系列工業(yè)產(chǎn)品。比如木星機(jī)器寶提供源碼級(jí)數(shù)據(jù)采集，對(duì)接歐、美、日和國(guó)內(nèi)70%以上的PLC控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集上云秒級(jí)響應(yīng)。木星數(shù)據(jù)采集平臺(tái)為連接各類設(shè)備提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集軟件，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的互聯(lián)互通，通過即插即用的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，以安全的方式從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備里實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)安全的傳送到云端。木星數(shù)據(jù)建模平臺(tái)基于CPS技術(shù)提供人、機(jī)、料、法、環(huán)等要素，圍繞工廠、車間、生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備及構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，能建立數(shù)據(jù)模型的概念實(shí)體關(guān)系圖、邏輯圖和實(shí)體模型等。木星工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供泛在連接的工業(yè)數(shù)據(jù)采集、工業(yè)機(jī)理庫(kù)建模、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析及產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)共享等服務(wù)。
依托完善的工業(yè)控制產(chǎn)品，木星數(shù)字孿生平臺(tái)基于數(shù)采、建模、仿真、分析等能力，構(gòu)建工廠虛擬空間、將物理空間的人、機(jī)、物等控制參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、物耗數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)等融入到虛擬空間，建立生產(chǎn)線的虛擬模型，基于模型進(jìn)行生產(chǎn)模擬仿真、智能排產(chǎn)、智能監(jiān)控、智能分析，并將仿真結(jié)果作用于物理空間現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體資源優(yōu)化配置能力、生產(chǎn)過程控制能力、均質(zhì)生產(chǎn)保障能力、柔性制造能力、敏捷生產(chǎn)能力的螺旋式上升，達(dá)到透明化、有價(jià)值、能自治的優(yōu)選運(yùn)行管控的目標(biāo)。
圖4汽車制造裝配車間數(shù)字孿生
目前，木星數(shù)字孿生平臺(tái)已成功應(yīng)用在飛機(jī)制造、汽車制造、軌道交通、公共交通、新能源裝備、醫(yī)藥、煙草等行業(yè)和領(lǐng)域?；谀拘菙?shù)字孿生平臺(tái)，在廣西汽車建設(shè)了數(shù)字孿生車間，無縫集成30多個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)部件、工裝、人員、設(shè)備、環(huán)境等要素的實(shí)時(shí)感知、智能分析、科學(xué)決策和實(shí)時(shí)反向控制；同時(shí)在深圳巴士，香港水務(wù)、欣旺達(dá)等企業(yè)基于木星數(shù)字孿生平臺(tái)，快速構(gòu)建了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程運(yùn)維、虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)等數(shù)字孿生應(yīng)用。
國(guó)產(chǎn)當(dāng)自強(qiáng)，以技術(shù)創(chuàng)新夯實(shí)制造強(qiáng)國(guó)根基
黨的二十大報(bào)告指出，與世界先進(jìn)水平相比，工業(yè)仍缺乏關(guān)鍵核心技術(shù)，處于國(guó)際產(chǎn)業(yè)鏈中低端，究其原因，主要是基礎(chǔ)研究能力不強(qiáng)，技術(shù)創(chuàng)新能力不足，解決制造業(yè)關(guān)鍵技術(shù)源頭和基礎(chǔ)性問題，夯實(shí)制造強(qiáng)國(guó)的根基。十四五規(guī)劃則講的更明確，必須將工業(yè)控制軟件作為核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，突破國(guó)外對(duì)我們卡脖子問題。
龍小昂認(rèn)為，企業(yè)要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，除了政策上持續(xù)引導(dǎo)支持企業(yè)轉(zhuǎn)型，在科技創(chuàng)新上企業(yè)必須跨越四大鴻溝，即芯片、操作系統(tǒng)、編譯器和控制器。他提到基于PC技術(shù)做出比嵌入式控制系統(tǒng)更快的IPC，就是一種方向。但并非說中國(guó)人做不出來，只是長(zhǎng)期以來國(guó)外芯片制造商和操作系統(tǒng)提供商不能開放指令集，限制了中國(guó)企業(yè)對(duì)工業(yè)控制底層技術(shù)的探索，而中國(guó)又缺乏自主指令集的CPU和操作系統(tǒng)，導(dǎo)致中國(guó)工業(yè)技術(shù)自主化進(jìn)程緩慢。
當(dāng)2021年龍芯中科發(fā)布自主指令系統(tǒng)龍架構(gòu)之后，華龍訊達(dá)與龍芯中科接洽討論，并組織精干力量投入到國(guó)產(chǎn)控制器研發(fā)，于2022年5月-11月，僅用6個(gè)月的時(shí)間就研發(fā)出了基于龍芯3A5000芯片的國(guó)產(chǎn)化離散裝備控制系統(tǒng)JIC IPC控制器，配套開發(fā)了自動(dòng)化編譯、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、人機(jī)交互、SCADA等工具集產(chǎn)品。
對(duì)于這次國(guó)產(chǎn)化試水，龍總講述了兩個(gè)不同的地方。
首先是龍芯中科改變了以往國(guó)外廠商所采用的商業(yè)IP授權(quán)模式，提供CPU IP核、GPU IP核、內(nèi)存控制器及PHY、高速總線控制器及PHY等上百種自主開發(fā)的IP核，生態(tài)伙伴可基于這些IP核做開發(fā)，不存在版本迭代后再授權(quán)問題，企業(yè)想用可以一直用下去。
其次龍芯中科提供基于LoongArch遷移或研發(fā)了操作系統(tǒng)的核心模塊，以及面向工控類應(yīng)用的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)LoongOS。在開發(fā)過程中龍芯將最核心的技術(shù)參數(shù)和代碼向華龍訊達(dá)開放，極大地提升了研發(fā)效率，保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定可靠。
從近年華龍訊達(dá)市場(chǎng)動(dòng)作看，他們正選擇走更穩(wěn)健的技術(shù)路線。一方面仍圍繞國(guó)外工業(yè)控制系統(tǒng)做軟件開發(fā)，支持對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)的升級(jí)改造，這是當(dāng)下業(yè)務(wù)核心。二是基于龍芯做自主工業(yè)控制器技術(shù)開發(fā)，打造純國(guó)產(chǎn)工業(yè)控制系統(tǒng)，這是未來布局重點(diǎn)。這種戰(zhàn)略即契合了國(guó)家提出的工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和國(guó)產(chǎn)化工業(yè)系統(tǒng)替代政策需求；在技術(shù)和業(yè)務(wù)上，也避免關(guān)鍵時(shí)刻被卡脖子，保障自己和客戶業(yè)務(wù)行穩(wěn)致遠(yuǎn)。相信隨著關(guān)鍵行業(yè)核心系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)替代加速，將會(huì)有越來越多國(guó)內(nèi)工業(yè)技術(shù)企業(yè)加入進(jìn)來，圍繞龍芯構(gòu)建自主化工業(yè)技術(shù)產(chǎn)品，助力中國(guó)制造強(qiáng)筋健骨，為中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)夢(mèng)夯實(shí)基礎(chǔ)。
原標(biāo)題：專訪華龍訊達(dá)總經(jīng)理龍小昂：深耕工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，打造可信數(shù)字孿生平臺(tái)
