北京東土科技股份有限公司（以下簡稱“東土科技”）憑借在工業通信領域向上層工業操作系統和底層交換芯片的積極拓展，近年來一直著力于打造工業互聯網大格局，扎根于網絡化工業控制整體解決方案的研究實踐，主要研究方向為工業以太網通信技術、基于IPv6的寬帶實時現場總線技術、基于網絡控制的現場控制器技術、基于云控制的工業服務器技術以及適應網絡化控制的精密時鐘技術、控制數據安全可信等技術。
在2018中國能效管理創新技術高峰論壇的現場，東土科技高級副總經理兼總工程師薛百華先生面對采訪，又一次強調說：“我們的發展基調不會改變，那就是要打破過去在工業互聯網發展中受制于人的技術和產品，夯實我國智能制造發展的根基，打造自主可控的智能制造完整生產鏈。”工業領域是實現整個創新價值的關鍵，除了芯片級的自主可控，還有操作系統級的自主可控、協議自主可控以及產品級的自主可控。
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。從設計理念上來說，自主可控是指，從前端到后端的自主設計與驗證，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業信息安全，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，還有很多基礎的部分沒有發展起來，比如開關的發熱問題等等，這與基礎傳感器沒有做好、與傳感器和元器件的結合沒有做好這些問題是密切相關的。”
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，我國很多的發電廠、變電站中，很多基礎的系統都來自于外國企業，如果出現惡意病毒事件，安全就無從談起。“這也就是東土科技為什么一直強調我國應該在基礎產業、基礎半導體器件、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的元器件、基礎的芯片、基礎的操作系統。
2017年，東土科技研發的國內首顆A級自主可控網絡交換芯片KD5660誕生，它的出現打破了我國芯片長期受制于人的窘境。薛總介紹說，KD5660是中國唯一實現芯片設計、驗證、流片、封裝、測試在大陸完成的芯片，是完全自主可控、安全可信的全國產化工業通信芯片。KD5660集成高可靠緩存與大容量MAC表，并獨特地集成了以太網時鐘同步特性，每一款東土芯片系列產品都支持二層交換、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，以及1個千兆端口作為系統管理接口。
在工業總線這個領域，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，就是因為基礎總線掌握在別人手里，基礎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。”薛總表示。
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。無線傳輸的方式有很多種，用軟件定義無線電，要能兼容多模的方式。“多路的冗余是工業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，數據才能有效傳輸。”Intebus二線寬帶總線芯片擁有一個很強大的技術特點，就是寬帶冗余的多業務數據傳輸，“工業網絡是要容錯的，出現問題不能癱瘓，我們在工業控制器上設置一個主用端口、一個備用端口，當中間斷掉之后，數據仍然可以向兩個方向傳輸，保證了網絡的可靠性和安全性。”
此外，一個能效管理系統，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律就好，這是系統最關鍵的一個點。東土科技可以實現全線速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網絡，也就是工業以太網，一做就是10年。工業以太網發展出了TSN時間敏感網絡，又繼而發展出更多其他網絡，包括跟OPCUA的結合，都是工業網絡未來發展的方向。“通過這些發展，工業將變得簡單化，工業簡單化以后，工業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系。
“這些年，我國工業控制的發展其實有一個誤區，工業控制做得很復雜，復雜之后就會導致問題產生。”薛總指出，越簡單的系統才越可靠，因此，東土科技從工業網絡走到了基礎元器件——工業芯片，去探尋最簡單有效的解決方案。除此之外，東土科技還做工業服務器，把原來的PLC、DCS等很多產品整合在一起，形成一個新的產品。“拿電力行業的服務器舉例，一個服務器可以替代變電站專控層所有的裝置，而且效果非常好。”
“專控層是以分布式概念發展起來的，但發展過程中受到單個CPU能力的限制。如果一個CPU的能力足夠大，可以同時負責多項工作，就可以把所有的裝備整合起來，這就是東土科技的工業服務器所具備的能力。一個110kV的變電站可以采用2~4臺東土科技的工業服務器進行整合，系統變得簡單了，可靠性就會提高。目前，東土科技的工業服務器已經在南網開始實踐應用，而且效果非常好。”
中國制造2025的關鍵
在操作系統方面，東土科技布局的Intewell工業互聯網操作系統/云平臺已于2017年底舉辦的烏鎮世界互聯網大會期間發布。“Interwell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和自動化系統連接起來，形成一個完整的系統。這樣做既節省能源又提高效率，還可以提高產品品質，產品質量的波動性就會變得很小。這才是智能工廠、中國制造2025最關鍵的地方。”
Intewell采用全球首創基于IPV6的實時寬帶現場總線，將工業互聯網技術應用到工業控制及智能制造的各個領域，實現軟件定義工業控制單元、軟件定義工業控制流程，廣泛推進人工智能在智能工廠和協同制造中的深度應用，實現實時性和云服務統一。東土科技將Intewell視為網絡信息化技術在制能制造領域廣泛應用的支撐平臺軟件，是中國智能制造技術國產化自主可控的核心技術。目前，Intewell 工業互聯網操作系統技術成熟、穩定性好，已成功應用于飛機控制、艦船控制及工業控制。
結語
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新及開拓精神的民族品牌，助力中國工業乃至中國能源產業的轉型升級，實現中國經濟的可持續發展。