第391章 另辟蹊径(2/2)
“还有,前瞻控制(Look-ahead)!”姜晨在白板上画出一段曲线和速度规划图,“这个技术并不神秘,就是提前读取多段程序,根据拐角、曲率变化,预先规划好加减速曲线,避免速度突变,保证加工过程的平滑。这更多的是一个软件实现和缓存管理的问题,对硬件要求不高,但对提升高速加工的表面质量和效率至关重要!我们必须把它作为标配!”
“样条插补(Splie/NURBSIterpotio)也是一样!加工复杂曲面离不开它。数学原理是公开的,关键在于如何高效、精确地在实时系统中实现!这些都是软件层面的硬骨头,需要我们下大力气去啃!”
周教授和他的几个得意门生听得两眼放光。
姜晨提出的思路,既指明了超越PID的先进方向,又给出了工程实现的可能性(依赖于RISC处理器和算法优化)。
“模型简化……高效求解……前瞻控制……样条插补……如果真能把这些结合起来,那我们的系统性能,绝对能提升一个档次!甚至在某些特定应用上,不输国外!”一个年轻的副教授激动地说。
姜晨伸出第三根手指,也是最后一点:“第三,体系架构。这一点,我认为是最重要,也是我们最有可能实现‘弯道超车’的地方!”
他看向一位穿着格子衬衫、戴着厚厚眼镜、看起来有些“技术宅”气质的女士,她是从中科院软件所请来的专家,国内操作系统和软件工程领域的权威,姓李,李慧兰研究员。
“李老师,您对国外数控系统的封闭性怎么看?”
李慧兰推了推眼镜,语气冷静但透着一丝锐利:“极度封闭,极度不利于我们的学习和发展。发那科就不说了,完全是个黑箱。”
“西门子看似开放,提供了二次开发接口,但其核心的NC内核、PLC内核是绝对保密的,我们永远只能在他们搭好的台子上跳舞,永远无法触及核心,更无法保证系统的自主可控和信息安全。”
“没错!”姜晨用力点头,“所以,我们的‘红星’(暂定的名字)系统,从一开始,就必须走一条完全不同的道路——开放!模块化!软件化!”
“我们要基于标准化的硬件总线,比如国际上开始流行的VME总线,或者我们国内正在预研的某些标准,实现硬件接口的标准化、通用化。控制板卡、伺服驱动器、IO模块,都应该像搭积木一样,可以灵活插拔、组合、替换!”
“软件层面,我们要基于一个自主可控的、高可靠的实时操作系统内核,可以先基于某些开源内核如RTEMS进行裁剪和加固,最终目标是完全自研,将数控功能划分成独立的、高内聚、低耦合的功能模块——比如插补模块、运动控制模块、PLC模块、人机交互模块等等。模块之间通过标准化的接口进行通信。”
“这样做的好处是什么?”姜晨自问自答,“第一,便于分工协作和并行开发。不同的团队可以负责不同的模块,互不干扰。第二,便于系统的升级和维护。哪个模块落后了,或者有Bug,只需要替换或升级这个模块,而不需要推倒重来。第三,也是最重要的,为未来的智能化、网络化打下基础!开放的架构,才能方便地接入新的传感器、新的算法、新的应用!才能形成我们自己的、充满活力的数控技术生态!”
李慧兰研究员的眼中爆发出异样的光彩。
作为软件专家,她深知开放式、模块化架构的巨大优势和长远意义。
“软硬分离……分层解耦……标准化接口……姜总师,您这个思路,完全符合现代软件工程的发展方向!如果真能实现,那我们的系统,在架构上,就直接站到了世界前沿!甚至比西门子还要彻底!”
“RISC处理器提供高效实时的‘心脏’,先进算法赋予‘大脑’智慧,开放式架构构建灵活强健的‘神经系统’!”姜晨在白板上画了一个清晰的架构图,总结道,“这就是我为‘红星’数控系统规划的技术路线!一条不同于发那科、也不同于西门子的、属于我们龙国自己的道路!”
会议室内,鸦雀无声。
所有专家都被姜晨描绘的这幅蓝图深深震撼了。
这不是简单的模仿,更不是低水平的复制。
这是一条目标明确、逻辑自洽、技术上具有前瞻性、工程上又似乎可以够得着的、完整的自主创新之路!
虽然姜晨没有给出任何一张具体的图纸,没有提供任何一行现成的代码。他只是像一位高明的棋手,布下了几个关键的“棋子”,指明了几条可能的“通路”。
但他提供的这些“提示”与“方向”,却如同拨云见日,瞬间驱散了笼罩在专家们心头的迷茫和绝望。
原本看似高不可攀的技术壁垒,似乎也变得不再那么遥不可及。
因为姜晨将他们遇到的一个复杂问题一步步拆开了,而每一步小的问题他们都可以理解并解决。他们要的,就是一个大的方向。
“RISC……对啊!指令简单,速度快,适合实时控制!咱们怎么没想到把‘磐石’的架构往这个方向优化!”
王志宏教授第一个反应过来,兴奋地拍着大腿。
“前瞻控制……预读多段程序,平滑速度曲线……这个思路如果能实现,加工效率和精度至少能提升一个量级!”周启明教授也激动得站了起来,彷彿看到了困扰自己多年的难题有了新的解法。
“开放式架构……软硬分离……这才是未来!咱们再也不能被发那科那种‘铁盒子’束缚住了!我们要搞出中国人自己的、能不断进化的数控系统!”李慧兰研究员更是握紧了拳头,眼中充满了斗志。
虽然姜晨没有给出完整的“答案”,但他指出的方向,无疑是正确的、可行的,并且是充满潜力的。
一条属于龙国自己的、旨在实现跨越式发展的高性能数控系统之路,在这一刻,被清晰地照亮了。