在全球新一輪科技革命與產業變革浪潮之中，作為國之重器的製造業正在經歷一場漫長的大考。

隨著製造業數字化轉型與智慧製造的持續深入，中國正加速實踐由低端製造到高階製造的重點跨越。曾經助推中國製造迅速騰飛的“人口紅利”已經很難滿足從數量型發展到質量型發展的需求轉變。與此同時，以物聯網、大資料、邊緣計算為代表的“技術紅利”大放異彩，為智慧時代指明瞭方向。

智慧工廠作為工業智慧化發展的重要實踐模式，

成為行業共同規劃建設的目標。

然而當下所使用的技術與裝備仍無法將製造過程自動化來代替人工，最終導致了時間與人力成本增高，大大降低了製造業在經濟舞臺的競爭力。

技術與裝備跟不上需求——這便是目前製造業在實施高度自動化時所面臨的巨大瓶頸與挑戰。製造業欲實現全面智慧化的首要條件，就是實現全面“換帥”，以“機器換人”，以真正的智慧裝備替代傳統裝備/系統。

工欲善其事，必先利其器。在此格局下，製造業急需完善出裝思路，升級裝備，進而整體提升製造業的創新能力與競爭力。

亟待升級的工業控制系統

在製造業裝備升級和未來產業轉型的之路上，工業控制系統的網路化、數字化和智慧化是必經的一環。

工業控制系統是網路與裝置的結合，透過採集大量資料並對其進行分析，以自動化製造過程。其中程式設計邏輯控制器（PLC）是目前製造業廣泛使用的工業控制器，這是一種基於微處理器的控制器，使用可程式設計儲存器以儲存指令並實現諸如邏輯、排序、定時、計數和算術等功能來控制機器和過程，擁有可靠性高、穩定性好、程式設計靈活、開發週期短等優點。

目前 PLC 主要採用 ARM 微處理器。ARM，即進階精簡指令集機器（英：Advanced RISC Machine，前稱為Acorn RISC Machine）是一種專注於降低指令的複雜性並以最快速度執行指令為目標的架構。但是 ARM 微處理器具有諸多弱點，如與 Windows 作業系統等 x86 程式不相容，計算能力有限，不適用於較重的工作負載，效能通常取決於程式設計師正確執行的能力等限制了其作為新一代控制器核心的開發。

過去最大量的需求來自於 OEM 廠商，它們大多屬於外貿加工型企業，在薄利和人口紅利下，PLC 只需完成部分簡單的控制便足以。因此，當人口紅利褪去時，製造業現有基於 ARM 處理器的 PLC 在應對原本由人工完成的複雜協同工作時就往往顧此失彼，難以招架。

突破工業控制系統瓶頸

為突破工業控制系統的瓶頸，深圳市大唐計算機有限公司（以下簡稱“大唐”）透過大唐旗下 U2 Board 獨立品牌推出了 UMIF 邊緣控制器。此邊緣控制器結合了可支援英特爾® 虛擬化技術的工業級硬體、邊緣計算以及英特爾® 工業邊緣控制平臺（ECI）和英特爾® 工業洞見平臺（EII）。

這些硬體與軟體皆由大唐與英特爾按不同市場需求進行了改良最佳化，主要擁有3大特點：高可靠性、高實時性、高靈活性，幫助企業迅速地將各種製造過程全面智慧化、自動化，從而提高效率，降低成本。

工業級硬體

目前製造業大多屬於原始設計製造商（ODM），原始裝置製造商（OEM）或系統整合商（SI），基於三者商業模式上的不同，其所分別面臨的挑戰亦有所不同。因此大唐時刻與客戶保持密切的關係，並不斷地與他們進行溝通，以確保所提供的解決方案能徹底解決客戶的需求與痛點。這款 UMIF 邊緣控制器硬體就“完美”契合了工業級硬體對高可靠性、高實時性、計算力可選、硬體可隨需求組態、符合工業的安裝模式、產品長週期供應的6大需求。

英特爾® 虛擬化技術

UMIF邊緣控制器中所使用的英特爾® 處理器具有英特爾®虛擬化技術（Intel® Virtualization Technology），包括：

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英特爾® VT-x（英特爾® x86平臺上的虛擬化技術）

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英特爾

®

VT-d（定向I/O虛擬化技術）

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英特爾® VT-c（最佳化網路的虛擬化技術）

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英特爾® GVT（顯示卡虛擬化技術）

藉助這些虛擬化技術，使用者能將虛擬機器監控程式（Hypervisor， 又稱為virtual machine monitor）連線到單個計算機硬體系統，從而將一個系統劃分為不同、單獨的安全環境，將計算機資源與硬體分離並適當分配資源，以此實現工作負載整合。工作負載整合能夠實現諸多不勝列舉的好處，隨著這樣的概念逐漸被接受與普及化，它的趨勢對於工業的前景更是至關重要。

英特爾® 工業邊緣控制平臺（ECI）

英特爾®工業邊緣控制平臺（Intel® Edge Controls for Industrial， 簡稱 ECI）是一個模組化的軟體參考平臺。傳統上，工業控制系統是專機專用並且軟硬體繫結的，工廠使用者升級更新都有很高的壁壘。ECI 透過軟體定義工業，在通用硬體（如x86工控機）上打造新一代的多用途工業控制系統，在軟硬體解耦之後，顯著降低工廠使用者的升級更新難度。

ECI 還透過實時計算技術（如英特爾® 時間協調計算 TCC，時間敏感網路 TSN 等），從而在x86系統中實現時間確定性計算，滿足工業級應用對強實時計算和高計算力的雙重效能要求。

ECI 平臺架構圖

另外，英特爾® 工業邊緣控制平臺也可透過使用虛擬化和容器化技術實現負載整合，將多個單功能專用控制器上的不同負載（諸如 HMI，運動控制，PLC 等應用）整合到一個多功能通用控制器上，讓企業能充分利用資源，降低成本。除了實時計算技術和負載整合功能模組之外，ECI 還有許多額外的功能模組可靈活按需配置，如先進的應用程式和平臺管理功能、靈活的基礎架構管理、豐富的工業現場匯流排協議支援、極高的資訊與功能安全等。

總結而言，英特爾® 工業邊緣控制平臺能夠給工廠使用者提供如下好處：

減少開支：軟體定義的解決方案帶來更靈活的管理和簡化的部署，讓企業可以遠端部署和管理軟體，從而降低成本並加快部署速度。

更大的靈活性：預先驗證的系統硬體能將新的工作負載新增到現有的計算資源中，以更快的速度，大規模部署新產品，促進新興創新。

提高可用性：透過在系統升級和故障期間進行工作負載遷移自動化來最佳化控制系統，以減少停機時間。

英特爾® 工業邊緣洞見平臺

英特爾® 工業邊緣洞見平臺（Intel® Edge Insights for Industrial， 簡稱 EII） 是模組化設計、微服務架構、容器化部署的開源軟體。針對影片，影象和時序資料提供了資料收集儲存、分析和視覺化等基礎功能模組，各模組透過資料匯流排進行通訊。模組化、容器化的特徵和匯流排架構使方案更靈活，使用者可根據需求直接使用平臺提供的基礎功能模組，也可進行二次開發或利用匯流排架構實現已開發功能的複用。

EII 是基於英特爾® 硬體架構最佳化過的方案，集成了OpenVINO™ 工具套件，經驗證的英特爾® 參考演算法和第三方演算法，有助於充分發掘硬體效能，加速邊緣人工智慧方案的開發和部署；同時還允許資料和多個雲平臺相連線，實現雲邊協同，提供從雲端到邊緣的資料洞察。

EII 平臺架構圖

英特爾® 工業邊緣洞見平臺幫助使用者縮短方案開發週期，節省開發成本，使方案更快推向市場，助力企業從激烈的市場競爭中脫穎而出。

若製造業想要提高本身在國際市場的競爭力，從低端製造轉型至高階製造，順應智慧化製造過程是必然的。

因而，抱著協助製造業實現轉型程序的理想，大唐推出了基於英特爾® 技術和工業平臺解決方案的 UMIF 邊緣控制器。這款邊緣控制器透過結合工業級硬體和智慧化軟體，融合IT/OT，真正地將製造過程資料化、網路化、智慧化，實現對製造裝置的實時控管、提高產品質量、降低成本、促進創新。