在全球新一轮科技革命与产业变革浪潮之中，作为国之重器的制造业正在经历一场漫长的大考。

随着制造业数字化转型与智能制造的持续深入，中国正加速实践由低端制造到高端制造的重点跨越。曾经助推中国制造迅速腾飞的“人口红利”已经很难满足从数量型发展到质量型发展的需求转变。与此同时，以物联网、大数据、边缘计算为代表的“技术红利”大放异彩，为智能时代指明了方向。

智能工厂作为工业智能化发展的重要实践模式，成为行业共同规划建设的目标。

然而当下所使用的技术与装备仍无法将制造过程自动化来代替人工，最终导致了时间与人力成本增高，大大降低了制造业在经济舞台的竞争力。

技术与装备跟不上需求——这便是目前制造业在实施高度自动化时所面临的巨大瓶颈与挑战。制造业欲实现全面智能化的首要条件，就是实现全面“换帅”，以“机器换人”，以真正的智能装备替代传统装备/系统。

工欲善其事，必先利其器。在此格局下，制造业急需完善出装思路，升级装备，进而整体提升制造业的创新能力与竞争力。

亟待升级的工业控制系统

在制造业装备升级和未来产业转型的之路上，工业控制系统的网络化、数字化和智能化是必经的一环。

工业控制系统是网络与设备的结合，通过采集大量数据并对其进行分析，以自动化制造过程。其中编程逻辑控制器（PLC）是目前制造业广泛使用的工业控制器，这是一种基于微处理器的控制器，使用可编程存储器以存储指令并实现诸如逻辑、排序、定时、计数和算术等功能来控制机器和过程，拥有可靠性高、稳定性好、编程灵活、开发周期短等优点。

目前 PLC 主要采用 ARM 微处理器。ARM，即进阶精简指令集机器（英：Advanced RISC Machine，前称为Acorn RISC Machine）是一种专注于降低指令的复杂性并以最快速度执行指令为目标的架构。但是 ARM 微处理器具有诸多弱点，如与 Windows 操作系统等 x86 程序不兼容，计算能力有限，不适用于较重的工作负载，性能通常取决于程序员正确执行的能力等限制了其作为新一代控制器核心的开发。

过去最大量的需求来自于 OEM 厂商，它们大多属于外贸加工型企业，在薄利和人口红利下，PLC 只需完成部分简单的控制便足以。因此，当人口红利褪去时，制造业现有基于 ARM 处理器的 PLC 在应对原本由人工完成的复杂协同工作时就往往顾此失彼，难以招架。

突破工业控制系统瓶颈

为突破工业控制系统的瓶颈，深圳市大唐计算机有限公司（以下简称“大唐”）通过大唐旗下 U2 Board 独立品牌推出了 UMIF 边缘控制器。此边缘控制器结合了可支持英特尔® 虚拟化技术的工业级硬件、边缘计算以及英特尔® 工业边缘控制平台（ECI）和英特尔® 工业洞见平台（EII）。

这些硬件与软件皆由大唐与英特尔按不同市场需求进行了改良优化，主要拥有3大特点：高可靠性、高实时性、高灵活性，帮助企业迅速地将各种制造过程全面智能化、自动化，从而提高效率，降低成本。

工业级硬件

目前制造业大多属于原始设计制造商（ODM），原始设备制造商（OEM）或系统集成商（SI），基于三者商业模式上的不同，其所分别面临的挑战亦有所不同。因此大唐时刻与客户保持密切的关系，并不断地与他们进行沟通，以确保所提供的解决方案能彻底解决客户的需求与痛点。这款 UMIF 边缘控制器硬件就“完美”契合了工业级硬件对高可靠性、高实时性、计算力可选、硬件可随需求组态、符合工业的安装模式、产品长周期供应的6大需求。

英特尔® 虚拟化技术

UMIF边缘控制器中所使用的英特尔® 处理器具有英特尔®虚拟化技术（Intel® Virtualization Technology），包括：

• 英特尔® VT-x（英特尔® x86平台上的虚拟化技术）

• 英特尔® VT-d（定向I/O虚拟化技术）

• 英特尔® VT-c（优化网络的虚拟化技术）

• 英特尔® GVT（显卡虚拟化技术）

借助这些虚拟化技术，用户能将虚拟机监控程序（Hypervisor, 又称为virtual machine monitor）连接到单个计算机硬件系统，从而将一个系统划分为不同、单独的安全环境，将计算机资源与硬件分离并适当分配资源，以此实现工作负载整合。工作负载整合能够实现诸多不胜枚举的好处，随着这样的概念逐渐被接受与普及化，它的趋势对于工业的前景更是至关重要。

英特尔® 工业边缘控制平台（ECI）

英特尔®工业边缘控制平台（Intel® Edge Controls for Industrial, 简称 ECI）是一个模块化的软件参考平台。传统上，工业控制系统是专机专用并且软硬件绑定的，工厂用户升级更新都有很高的壁垒。ECI 通过软件定义工业，在通用硬件（如x86工控机）上打造新一代的多用途工业控制系统，在软硬件解耦之后，显著降低工厂用户的升级更新难度。

ECI 还通过实时计算技术（如英特尔® 时间协调计算 TCC，时间敏感网络 TSN 等），从而在x86系统中实现时间确定性计算，满足工业级应用对强实时计算和高计算力的双重性能要求。

ECI 平台架构图

另外，英特尔® 工业边缘控制平台也可通过使用虚拟化和容器化技术实现负载整合，将多个单功能专用控制器上的不同负载（诸如 HMI，运动控制，PLC 等应用）整合到一个多功能通用控制器上，让企业能充分利用资源，降低成本。除了实时计算技术和负载整合功能模块之外，ECI 还有许多额外的功能模块可灵活按需配置，如先进的应用程序和平台管理功能、灵活的基础架构管理、丰富的工业现场总线协议支持、极高的信息与功能安全等。

总结而言，英特尔® 工业边缘控制平台能够给工厂用户提供如下好处：

减少开支：软件定义的解决方案带来更灵活的管理和简化的部署，让企业可以远程部署和管理软件，从而降低成本并加快部署速度。

更大的灵活性：预先验证的系统硬件能将新的工作负载添加到现有的计算资源中，以更快的速度，大规模部署新产品，促进新兴创新。

提高可用性：通过在系统升级和故障期间进行工作负载迁移自动化来优化控制系统，以减少停机时间。

英特尔® 工业边缘洞见平台

英特尔® 工业边缘洞见平台（Intel® Edge Insights for Industrial, 简称 EII) 是模块化设计、微服务架构、容器化部署的开源软件。针对视频，图像和时序数据提供了数据收集存储、分析和可视化等基础功能模块，各模块通过数据总线进行通讯。模块化、容器化的特征和总线架构使方案更灵活，用户可根据需求直接使用平台提供的基础功能模块，也可进行二次开发或利用总线架构实现已开发功能的复用。

EII 是基于英特尔® 硬件架构优化过的方案，集成了OpenVINO™ 工具套件，经验证的英特尔® 参考算法和第三方算法，有助于充分发掘硬件性能，加速边缘人工智能方案的开发和部署；同时还允许数据和多个云平台相连接，实现云边协同，提供从云端到边缘的数据洞察。

EII 平台架构图

英特尔® 工业边缘洞见平台帮助用户缩短方案开发周期，节省开发成本，使方案更快推向市场，助力企业从激烈的市场竞争中脱颖而出。

若制造业想要提高本身在国际市场的竞争力，从低端制造转型至高端制造，顺应智能化制造过程是必然的。

因而，抱着协助制造业实现转型进程的理想，大唐推出了基于英特尔® 技术和工业平台解决方案的 UMIF 边缘控制器。这款边缘控制器通过结合工业级硬件和智能化软件，融合IT/OT，真正地将制造过程数据化、网络化、智能化，实现对制造设备的实时控管、提高产品质量、降低成本、促进创新。