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江苏大学研发国产操作系统驱动的智慧工厂安全感知与联动控制平台

2026-09-14 【 字体:

近日,江苏大学自主研发的“国产操作系统驱动的智慧工厂安全感知与联动控制平台”(COS-SafeLink)完成阶段性研发与验证。该平台以国产操作系统为底座,围绕“现场设备自治、实时数据同步、业务服务持久化、多端可视化”构建核心技术架构,面向智慧工厂安全感知与联动控制场景,提供设备统一接入、状态感知、货物计数、告警管理与安全联动控制等能力,为工业领域国产化替代与智能制造安全升级提供了新的技术方案。

图为平台整体运行界面。蒋茂涛供图

随着国内制造业加速推进国产化替代与智能安全升级,传统工业管控平台依赖国外操作系统、数据安全性弱、系统兼容性差、设备联动滞后、安全管控不全面等问题日益突出。江苏大学研发团队瞄准这一刚需,基于国产操作系统搭建平台核心架构,从通信接入、数据模型与安全控制三个层面展开攻关。

针对智慧工厂中OpenHarmony标准系统平板、OpenHarmony轻量系统物联网设备、Windows系统台式机、PLC/IPC3528适配器与MG400机械臂等多类终端并存的实际情况,平台按“接入适配—模型规范—消息同步”展开技术实现:接入层处理各终端的接口差异,模型层统一设备标识、运行状态、采集时间与最近有效时间,消息层依据数据时效与事务要求选择通信通道。团队特别强调,设备端采集时间、服务接收时间与界面呈现时间分别记录,避免将消息到达时间误当作现场状态发生时间。

图为平台多协议接入适配与多端协同通信架构示意。蒋茂涛供图

货物计数是生产统计、批次记录与库存管理的基础数据。针对光电传感器只能感知“光路通断与光强变化”、无法直接认知“货物”这一业务对象所形成的映射间隙,平台设计了“光电主计数、视觉独立复核”的双通道对账机制。光电位置传感器经USB接入电脑主机,主机通过阈值判定、边沿提取与去抖窗口,把连续的光电变化转化为离散的货物通过事件,每个事件携带唯一事件标识,并结合批次标识与顺序号标记批次与顺序;视觉通道使用独立来源标识,保留计数结果、置信度与算法版本。两路结果按批次或时间窗对齐,以差异记录驱动复核。团队明确,两路计数只做对账、不相加,也不以一条来源覆盖另一条来源,对账状态不直接触发库存写入或设备放行。

图为光电与视觉双源独立计数及差异复核流程示意。蒋茂涛供图

在控制链路上,平台遵循“本地保护优先、平台协同在后”的原则。现场设备的急停、硬件互锁与本地保护不依赖网络即可生效;平台承担授权、幂等、超时与状态回读,控制命令携带请求标识,并明确区分“设备在线、请求已下发、动作已完成”三种状态,不以普通心跳或发送成功代替执行确认。

目前,平台以网页端为统一操作入口,通过HTTP接口获取状态快照、通过WebSocket接收实时更新,形成综合态势、环境监测、货物计数、告警管理、设备管理、PLC控制、AGV监测、机械臂监测与通信状态等功能页面,实现设备状态、环境遥测、计数事件与告警信息在同一入口的集中呈现,使现场操作人员、管理人员与运维人员能够对现场形成一致认知。

图为研发团队开展平台联调测试。蒋茂涛供图

平台的技术价值与产业化前景已得到产业界认可。镇江雅迅软件有限责任公司、镇江风华信息科技有限公司、江苏诚志软件科技有限公司、江苏科海智能系统有限公司等四家工业软件企业先后对该项目开展技术调研与性能评估,并出具合作开发应用意向证明、研发合作应用证明与产学研合作应用证明。企业方认为,该平台立足工业领域自主可控的发展刚需,技术创新性突出、架构自主可控、功能贴合工业现场实际需求,具备优秀的工程应用价值与广阔的市场推广前景;并计划与江苏大学联合开展后续深化研发、技术优化、系统迭代、场景适配与性能完善,将平台核心技术与成果融入自有智慧工厂产品体系,面向制造行业推广应用。

图为江苏大学与相关企业开展产学研合作交流。蒋茂涛供图

下一步,研发团队将继续完善平台在国产操作系统深度适配、复杂工业场景精准感知、多设备高效联动与系统稳定运维等方面的能力,持续推进科研成果从实验室技术向产业化产品转化,为工业领域国产化安全体系建设与区域制造业数字化、智能化高质量发展提供支撑。(江苏大学 蒋茂涛)

(来源:江南时报)
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