裝備制造業(yè)是國之重器，是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。2023年以來，我國裝備制造業(yè)成為推動工業(yè)增長的重要引擎，高端裝備制造業(yè)發(fā)展勢頭良好。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2023年裝備制造業(yè)全年增加值比上年增長6.8%，占全部規(guī)上工業(yè)增加值比重為33.6%，比上年提高1.8個(gè)百分點(diǎn)。高端裝備制造業(yè)正不斷輸出先進(jìn)生產(chǎn)力，推動我國制造業(yè)加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力。
然而高端裝備制造業(yè)取得矚目成就的同時(shí)，其發(fā)展道路上的痛點(diǎn)和挑戰(zhàn)也愈發(fā)凸顯。隨著市場需求、消費(fèi)行為的快速變化，個(gè)性化、定制化的需求越來越多，加上制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐加快，對裝備功能和智能化程度提出了更高的要求；同時(shí)，裝備的實(shí)時(shí)性、確定性、可靠性、安全性、協(xié)同性等都成為需要考量的重點(diǎn)。
在“軟件定義產(chǎn)品”的趨勢下，工業(yè)嵌入式系統(tǒng)作為高端裝備產(chǎn)品的智慧核心，其重要性也攀升至前所未有的高度，復(fù)雜需求大規(guī)模爆發(fā)，表現(xiàn)為從最初的小內(nèi)核、占先式調(diào)度向更復(fù)雜的高端裝備全生命周期系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，帶動著嵌入式系統(tǒng)開發(fā)走實(shí)向深。
優(yōu)中取優(yōu)，打造創(chuàng)新工業(yè)嵌入式軟件開發(fā)平臺
在工業(yè)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域，開放式集成化開發(fā)平臺已成為主流趨勢，其兩大分支——基于計(jì)算機(jī)高級語言的開發(fā)模式和基于工業(yè)軟件的開發(fā)模式，各有其獨(dú)特的優(yōu)勢和應(yīng)用場景。
基于計(jì)算機(jī)高級語言的開發(fā)模式通常采用如C、C++、Java等高級編程語言，以高度的自由度和靈活性受到眾多開發(fā)者的青睞。在開源操作系統(tǒng)的支撐下，這一模式緩解了技術(shù)封鎖的難題。然而，其依賴性高、解耦性差、軟件重用性低、跨平臺能力受限等問題，加上對開發(fā)者專業(yè)知識、業(yè)務(wù)知識的嚴(yán)格要求，使得開發(fā)周期延長。特別是在團(tuán)隊(duì)協(xié)作日益緊密的今天，該模式在促進(jìn)多部門快速協(xié)同方面顯得力不從心。
而基于工業(yè)軟件的開發(fā)模式，以軟件抽象程度高、平臺解耦性強(qiáng)和豐富的工業(yè)知識庫，減少開發(fā)者在基礎(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)上的投入，降低了學(xué)習(xí)曲線，優(yōu)化了開發(fā)流程與驗(yàn)證環(huán)節(jié)，同時(shí)支持多種語言混合編程，提升了開發(fā)效率與直觀性。美中不足的是，由于工業(yè)軟件通常針對特定行業(yè)和應(yīng)用場景設(shè)計(jì)，不同軟件在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、底層架構(gòu)等方面存在差異，一定程度上限制了軟件間的互操作性和可移植性。此外，一些高端工業(yè)軟件往往伴隨著高昂的授權(quán)費(fèi)用和技術(shù)支持成本，這對于預(yù)算有限的項(xiàng)目或初創(chuàng)企業(yè)而言，構(gòu)成了不小的負(fù)擔(dān)。
兩種模式各有千秋，亦各有局限。同時(shí)，在工控軟件領(lǐng)域，遭遇技術(shù)封鎖與依賴?yán)Ь车陌咐龑乙姴货r。面對這樣的現(xiàn)狀，用戶渴望一個(gè)將二者優(yōu)勢融于一體，剔除各自瑕疵，既開放靈活又具備工業(yè)軟件特征的國產(chǎn)工業(yè)嵌入式開發(fā)平臺。
曙光網(wǎng)絡(luò)科技有限公司總工程師陳冰冰表示，早在2009年，這一構(gòu)想便在中科曙光人的心中生根發(fā)芽。
結(jié)合多年的積累和實(shí)踐，中科曙光推出了以“可靠、高效、快速組裝”為特色的工業(yè)編程平臺SugonRI2.0。在曙光自研國產(chǎn)化工業(yè)硬件的基礎(chǔ)上，集成滿足工業(yè)需求的各類中間件、基于自研SugonC++工業(yè)編程語言，提供符合工業(yè)研制習(xí)慣的圖形化低代碼開發(fā)平臺、工業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及使工業(yè)軟件可跨平臺運(yùn)行的RunTime程序，具備支撐數(shù)字知識與工業(yè)實(shí)踐融合轉(zhuǎn)化的全平臺能力，為高端裝備制造業(yè)提供創(chuàng)新的工業(yè)嵌入式軟件開發(fā)平臺。
一站式開發(fā)，SugonRI2.0為企業(yè)降本增效
SugonRI2.0基于首個(gè)國產(chǎn)工業(yè)數(shù)字化全棧平臺曙睿SugonRI™，能夠同時(shí)覆蓋工業(yè)半實(shí)物仿真、實(shí)時(shí)控制、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與安全、高端儀器儀表等應(yīng)用領(lǐng)域，融合實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，支持多種處理器架構(gòu)，支持需求輸入、功能建模仿真、形式化驗(yàn)證、代碼實(shí)現(xiàn)、軟件測試、遠(yuǎn)程運(yùn)維等軟件工程化能力的工業(yè)嵌入式軟件開發(fā)平臺。
SugonRI2.0由用戶開發(fā)層、通信層和目標(biāo)硬件設(shè)備層組成。用戶開發(fā)層包含工業(yè)集成開發(fā)環(huán)境、人機(jī)交互界面開發(fā)環(huán)境以及各類管理工具、調(diào)試工具和編譯器，具有完善的在線和離線編程調(diào)試測試功能，同時(shí)提供大量可視化工業(yè)中間件，滿足用戶快速構(gòu)建業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求；通信層則由SugonRI2.0中的安全網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)，使用TCP/IP協(xié)議支持編程平臺和目標(biāo)平臺之間的調(diào)試、遠(yuǎn)程訪問和運(yùn)維，確保遠(yuǎn)程運(yùn)維條件下的數(shù)據(jù)和指令安全；目標(biāo)設(shè)備層除了底層硬件外，還包含實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、板級支持包、Runtime、中間件庫、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件等。
從開發(fā)用戶的角度來看，SugonRI2.0工業(yè)編程平臺無疑融合了計(jì)算機(jī)高級語言開發(fā)的靈活性和工業(yè)軟件開發(fā)模式深度專業(yè)化的典范之作，滿足了業(yè)界對于理想化工業(yè)嵌入式開發(fā)平臺的所有憧憬與需求。圍繞降本增效，為企業(yè)提供了高效、智能、靈活、安全的工業(yè)嵌入式一站式開發(fā)平臺。
駕馭多編程能力，實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)
“工業(yè)平臺需要滿足絕大多數(shù)用戶的訴求”，陳冰冰坦言，“SugonRI2.0瞄準(zhǔn)了這一點(diǎn)，進(jìn)行了IT和OT的深度融合”。為此，SugonRI2.0集成了多類型編程能力，以適應(yīng)不同開發(fā)者的需求。
在文本方面，中科曙光借鑒了C和C++的語法特點(diǎn)和靈活性，自創(chuàng)了基于面向?qū)ο蟮奈谋揪幊陶Z言SugonC++。在圖形方面，引入SFC、CFC、LD等圖形化編程組態(tài)工具,使編程更加直觀，同時(shí)兼容PLC和DCS的用戶編程習(xí)慣，更加符合工業(yè)習(xí)慣。
SugonRI2.0引入了程序組織單元（POU）的概念，既支持客戶利用C/C++開發(fā)底層的模塊和組件也同時(shí)支持客戶利用POU功能，從頂層做各級別的模塊組裝，實(shí)現(xiàn)了自頂向下和自底向上的產(chǎn)品開發(fā)的方法論。
為了使編程更加高效，SugonRI2.0引入了實(shí)時(shí)任務(wù)（Task）和圖形化配置，通過運(yùn)行時(shí)對各類RTOS進(jìn)行抽象，無論用戶采用哪類操作系統(tǒng)，在SugonRI2.0中均呈現(xiàn)統(tǒng)一的編程方式，圖形化的配置方式極大的簡化了用戶對RTOS的使用，提升了軟件的可靠性。
值得一提的是，SugonRI2.0摒棄了需要通過API調(diào)用實(shí)現(xiàn)圖形化人機(jī)交互的復(fù)雜功能，選擇引入HMI編程組態(tài)功能，使用戶在平臺上可以將變量與HMI控件做關(guān)聯(lián)，直接實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行的可視化，嵌入式編程更加簡單方便。
SugonRI2.0不僅滿足了工業(yè)自動化工程師開發(fā)需求，還兼顧了傳統(tǒng)的IT工程師的使用習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)無縫銜接與高效協(xié)作。
兼容多場景需求，滿足智能發(fā)展
在陳冰冰看來，IT、OT的深度融合的趨勢勢不可擋，SugonRI2.0在場景端同樣實(shí)現(xiàn)了全面滿足。
利用統(tǒng)一的技術(shù)平臺和架構(gòu)，SugonRI2.0實(shí)現(xiàn)了ITOT一站式開發(fā)，用戶在統(tǒng)一平臺上，就能實(shí)現(xiàn)嵌入式軟件全生命周期開發(fā)，包括支持需求輸入、形式化驗(yàn)證、編程實(shí)現(xiàn)、代碼調(diào)試、測試、系統(tǒng)標(biāo)定、人機(jī)交互等功能，覆蓋半實(shí)物仿真、儀器儀表、控制系統(tǒng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多場景需求一站式解決。
SugonRI2.0還包含了各類工業(yè)中間件。例如用于計(jì)算的傅里葉變換、字信號處理；用于安全的工業(yè)內(nèi)網(wǎng)零信任中間件、基于協(xié)處理器的國密2,3,4算法包、行為審計(jì)等；用于控制的ICE61859變電站、數(shù)位加工、帶坐標(biāo)運(yùn)動控制等；用于通信的EtherCAT、ESTALK、MQTT等。據(jù)悉，這些中間件可以通過實(shí)時(shí)加載，實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整，快速響應(yīng)工業(yè)數(shù)字化、智能化多種應(yīng)用場景。
滿足多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，跨平臺靈活運(yùn)用
在追求技術(shù)突破的同時(shí)，中科曙光還積極投身于標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)之中。曙光副總裁、曙光網(wǎng)絡(luò)科技有限公司總裁劉立表示，在尊重并融合市場中海量現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，中科曙光的最終目標(biāo)是打破“七國八制”的桎梏，建立中國自主的新標(biāo)準(zhǔn)體系，支撐中國工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。
談及標(biāo)準(zhǔn)制定的策略，陳冰冰表示，制定標(biāo)準(zhǔn)主要分為三步：首先，是打造用戶導(dǎo)向的卓越產(chǎn)品，唯有滿足市場需求、贏得用戶青睞的產(chǎn)品，方能為標(biāo)準(zhǔn)的建立賦予實(shí)際意義與價(jià)值；其次，需積極拓展生態(tài)版圖，通過廣泛的合作與聯(lián)盟，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的廣泛認(rèn)知與采納；最終，則需匯聚點(diǎn)滴之力，形成規(guī)模效應(yīng)與正向反饋機(jī)制，確保標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)固確立與持續(xù)優(yōu)化。
當(dāng)前，SugonRI2.0正穩(wěn)步推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系建立的第一步，按照國際慣例定義了標(biāo)準(zhǔn)化的體系架構(gòu)，包括軟件模型、公共元素、編程語言、運(yùn)行框架、數(shù)據(jù)接口等，并秉持開放包容的原則，允許廣大的社會第三方的開發(fā)者在框架上開發(fā)集成他們的知識和成果。
同時(shí)，SugonRI2.0不僅是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框架，更是一個(gè)持續(xù)進(jìn)化的生態(tài)系統(tǒng)。通過緊密貼合業(yè)務(wù)與市場的發(fā)展脈搏，不斷迭代升級，匯聚多樣化的標(biāo)準(zhǔn)資源，以靈活應(yīng)對并滿足來自各行各業(yè)的多元化應(yīng)用開發(fā)需求，為中國工業(yè)數(shù)字化貢獻(xiàn)“曙光”智慧與力量。
全面國產(chǎn)化，守護(hù)產(chǎn)品安全
在描繪中國工業(yè)企業(yè)發(fā)展的未來藍(lán)圖上，中科曙光堅(jiān)持推進(jìn)信創(chuàng)、國產(chǎn)化。劉立解釋國產(chǎn)化是未來很長一段時(shí)間中國工業(yè)擺脫國外技術(shù)牽制，從計(jì)算、通信、安全等維度現(xiàn)代化發(fā)展的有力支撐。
為此，除了各種形態(tài)的工控機(jī)之外，SugonRI2.0在技術(shù)上完全實(shí)現(xiàn)了自主化，操作系統(tǒng)、工業(yè)通信協(xié)議、工業(yè)編輯器平臺、仿真平臺等軟件，全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化的自研，支持國產(chǎn)處理器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、中間件和工業(yè)知識的集成，滿足實(shí)時(shí)性和確定性剛需，保證產(chǎn)品符合工業(yè)要求。
此外，SugonRI2.0對操作系統(tǒng)、板級支持包、庫、編程語言等進(jìn)行了封裝或限制，極大提升了軟件開發(fā)的可靠性。
開放共贏，賦能產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)
劉立表示，發(fā)展新型工業(yè)化、跨越信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的鴻溝，需要舉產(chǎn)業(yè)生態(tài)之力。在堅(jiān)持培育我國制造業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的過程中，中科曙光始終堅(jiān)持商業(yè)模式創(chuàng)新條件下的生態(tài)建設(shè)。
在推動工業(yè)嵌入式軟件開發(fā)平臺健康發(fā)展的戰(zhàn)略上，中科曙光借鑒蘋果、安卓等成功案例，構(gòu)建良好的商業(yè)模式，以激發(fā)SugonRI2.0的無限活力。
SugonRI2.0致力于通過開發(fā)者社區(qū)、IP交易平臺、產(chǎn)學(xué)研合作平臺、工程師進(jìn)階培養(yǎng)等方式，吸引國內(nèi)乃至全球的開發(fā)者，利用軟件平臺貢獻(xiàn)力量，從而推動全社會的力量參與生態(tài)的熱情。
目前，中科曙光已攜手眾多終端用戶企業(yè)、OEM制造商、垂直領(lǐng)域軟件模塊提供商、各類硬件制造商、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)等，編織起一張緊密而強(qiáng)大的生態(tài)合作網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用的深度融合，更在構(gòu)建開放共享、協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系上邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。
結(jié)語
在工業(yè)數(shù)字化時(shí)代，構(gòu)筑自主技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與繁榮的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，是國家工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、技術(shù)破冰的關(guān)鍵路徑。中科曙光從未停止前進(jìn)的腳步。
展望未來，中科曙光將繼續(xù)深耕工業(yè)底座層面的技術(shù)與應(yīng)用，構(gòu)建全方位、多層次支持體系，從軟件開發(fā)入手，不斷創(chuàng)新，護(hù)航我國工業(yè)數(shù)字化進(jìn)程穩(wěn)健前行。
