產品經(jīng)理說 | 工控穩(wěn)“固”之選 賦能智能軌交新變革
本期導讀：
工業(yè)IPC在目前大時代背景下面臨機遇,但挑戰(zhàn)同樣也不少。在軌道交通領域，工控機必須具備高可靠性和穩(wěn)定性，能夠在復雜且嚴苛的工作環(huán)境中長時間無故障運行；需要滿足嚴格的實時性和響應性能要求，確保能夠迅速準確地處理傳感器信號和控制指令。本期《產品經(jīng)理說》邀請到研華科技Blade IPC（刀片式電腦）產品部產品經(jīng)理陳嬌娜，圍繞軌交行業(yè)生態(tài)、產品技術、用戶體驗以及產業(yè)驅動等維度，和大家一起探討賦能智能軌交新變革。
現(xiàn)實與挑戰(zhàn)
高速軌道交通應用需要一種更高性能、更加可靠的計算平臺，這個平臺需要能夠承受高強度的振動環(huán)境、易于擴展，以及更短的平均修復時間（MTTR）,傳統(tǒng)的IPC無法滿足嚴苛的應用環(huán)境。
研華以其豐富的產品組合和高可靠、高品質解決方案，助力軌道交通運營商應對持續(xù)挑戰(zhàn)，從而構建出卓越的IT系統(tǒng)。3U CPCI-Serial作為研華Blade IPC產品部旗下的明星產品，為“關鍵應用領域”提供模塊化、易擴展、緊湊型、加固化的一站式智能解決方案。
“超高性能、超級加固”
3U CPCI-Serial系列產品涵蓋了刀片式主板、背板、電源、機箱、散熱系統(tǒng)、功能板卡等等。其市場定位非常明確，主要聚焦于智能軌道交通、工廠自動化、航天加固、醫(yī)療影像、高端加固模塊化設備等關鍵任務場景。在這些領域中，客戶對設備的穩(wěn)定性、可靠性和性能要求極高，為了滿足這些需求，3U CPCI-Serial應運而生。
研華刀片式電腦（Blade IPC 簡稱BIPC）產品部產品經(jīng)理陳嬌娜介紹與市場上的同類產品相比，3U CPCI-Serial具兩大特色：一是加固特性，二是模塊化設計。
首先是加固特性：3U CPCI-Serial采用加固設計，具有出色的抗震、抗沖擊等性能，能夠在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運行，這一特性使得它在關鍵應用領域具有顯著的優(yōu)勢。
其中，刀片式IPC是專門為特殊應用行業(yè)和高密度計算機環(huán)境設計的，每一塊“刀片”實際上就是一塊獨立的IPC。每一塊“刀片”運行自己的系統(tǒng)，服務于指定的不同用戶群，相互之間沒有關聯(lián)。所有的“刀片”也可以連接起來提供高速的網(wǎng)絡環(huán)境，可以共享資源，為相同的用戶群服務。刀片式IPC占用空間小，對于空間緊張的環(huán)境十分友好。
陳嬌娜介紹，在卡的設計方面，3U CPCI-Serial創(chuàng)新采用獨特的主板與底板連接方式。擴展時，主板直接搭接在底板上，兩者之間無需使用線材或“金手指”連接。3U CPCI-Serial引入高密度連接器，其設計猶如牢固的爪子，緊密抓合主板與底板，確保在任何振動環(huán)境下均能維持穩(wěn)定連接，徹底消除松脫隱患。
二是模塊化設計。模塊化的設計為客戶帶來了極大的便利。
首先，易擴展。無論客戶是要擴展功能還是精簡輸入輸出接口（IO），都可以通過調整模塊數(shù)量與功能來實現(xiàn)。我們的產品既可以是以手掌大小呈現(xiàn)的主板系統(tǒng)，亦可以是上架的機箱。因此，客戶能根據(jù)自身實際需求與應用場景，靈活選擇最為適宜的配置方案。
其次，易兼容。研華3U CPCI-Serial遵循PICMG 組織下CPCI-S系列規(guī)范。這意味著，無論是使用研華的產品還是友商的產品，只要遵循這一規(guī)范，客戶就可以輕松地進行替換或升級，無需重新配置或調試軟硬件。相比之下，傳統(tǒng)的IPC在主板等關鍵部件損壞時，由于結構和電氣不兼容，客戶往往只能購買原廠商的產品進行替換，這無疑增加了客戶的成本和風險。3U CPCI-Serial則打破了這一限制，為客戶提供了更多的選擇和靈活性。
陳嬌娜介紹，3U CPCI-Serial系列產品的平均維護時間（MTTR）可控制在30分鐘內。以串口卡故障為例，維護人員可迅速識別并定位，通過松開兩顆外部面板螺絲，按下助拔器，即可在瞬間將故障的串口卡拔出，再插入新卡并固定，整個過程30分鐘內完成。無需專業(yè)人員即可迅速完成設備修復，顯著提升設備可用性和維護效率。
用戶體驗和市場需求為第一要素
在產品設計和研發(fā)過程中，3U CPCI-Serial如何考慮到用戶體驗和市場需求？
在智能軌道交通、工廠自動化、航天加固、醫(yī)療影像、高端加固模塊化設備等關鍵任務領域，安全性和傳輸穩(wěn)定性是首要因素，同時產品的長壽命也至關重要，因為客戶通常期望產品的使用壽命能超過10年，而不是短短三五年就需要更換。同時，隨著技術的快速發(fā)展，還需要不斷迭代更新。但這并不意味著客戶需要頻繁更換整個產品，而是能夠通過模塊更換實現(xiàn)技術的迭代和性能升級此外，隨AI技術的不斷應用，對于高速率處理的需求也日益增長，算力成為了關鍵要素。研華始終確保解決方案緊密契合客戶所在產業(yè)的核心需求。
在技術平臺選擇上，研華謹慎選擇與大品牌如英特爾或英偉達合作，采用其低功耗、高性能、長壽命的嵌入式CPU，以延長產品生命周期。
在產品模擬量產或交付客戶前，研華會進行加嚴驗證，以研發(fā)部門強大的驗證能力確保產品的可靠性與穩(wěn)定性。比如：信號完整性測試、power 量測、Thermal 散熱、DQA（功能測試，兼容性，性能測試，穩(wěn)定性測試）、環(huán)境測試、電磁兼容性（EMC）的屏蔽和干擾測試等……如此，從設計前的周全考慮，到設計完成后的場內測試，再到量產時符合行業(yè)標準的檢測，再到交付前的加嚴驗證等等，經(jīng)過層層把關，確保產品能在各種應用場景下都表現(xiàn)出色。
“特別是，研華作為標準品制造商，產品設計不僅符合甚至超越鐵路國際認證如EN50155等標準。雖然最終認證由客戶完成，但研華在提供產品時，確保產品符合認證標準，避免集成時核心部件問題而導致的麻煩。交付前，研華將提供測試報告證明產品已通過關鍵測試?！?陳嬌娜強調說。
“下一代軌交綜合監(jiān)控系統(tǒng)的引領者”
軌道交通領域綜合監(jiān)控的實現(xiàn)，實際上是通過在軌道交通車輛上安裝大量的傳感器和IPC，全面監(jiān)控車輛在運行過程中的各種狀態(tài)。這些傳感器和工控機主要負責監(jiān)控供電系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、空調系統(tǒng)等的工作狀態(tài)，以及檢測前方行駛路徑上是否存在障礙物等，以確保軌道交通的安全和順暢。
在傳統(tǒng)的監(jiān)控方式中，通常每個應用場景配備一臺IPC，當用戶需要增加系統(tǒng)密度并且具備更靈活的維護以及硬件升級能力時,傳統(tǒng)分散式IPC 布局架構會較難滿足要求。與此同時，隨著現(xiàn)代軌道交通系統(tǒng)發(fā)展，監(jiān)控的目標數(shù)量和精度要求都在不斷提高。另一方面，IPC的安裝位置也成為了一大難題，由于空間有限，這些IPC通常被安裝在列車的中間設備柜、車頭或者車尾的各個角落，甚至乘客座位底下。當需要增加更多設備數(shù)量以滿足算力需求時，有限的安裝空間和散熱能力往往成為最大瓶頸。為優(yōu)化軌道交通的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，必須尋找更高效、更集成的解決方案。
“在軌道交通領域綜合監(jiān)控，3U CPCI-Serial可謂是下一代綜合監(jiān)控系統(tǒng)的引領者。傳統(tǒng)方案需至少3臺 IPC和一臺交換機處理多個場景，而研華3U CPCI-Serial只需一個CPCI基本系統(tǒng)即可涵蓋3臺IPC和交換機的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)融合優(yōu)化，成為降本增效的專業(yè)推手?！?陳嬌娜表示。
以“產業(yè)驅動”不斷提升產品力
以實際產品平臺來說，研華展現(xiàn)了其可持續(xù)的產品發(fā)展藍圖（roadmap）?！拔覀兙o跟行業(yè)巨頭Intel和Nvidia的技術步伐，不斷將最新的技術成果融入產品之中?！?陳嬌娜介紹說。
在未來，研華將以3U CPCI-Serial應用的成功經(jīng)驗為基礎，不斷提升產品力?！斑@是研華一直貫徹的“以產業(yè)驅動創(chuàng)新”。在千行百業(yè)的發(fā)展推動下，我們需不斷創(chuàng)新產品設計和研發(fā)理念以滿足產業(yè)新需求。” 陳嬌娜表示。
在競爭激烈的市場環(huán)境下，選擇研華的3U CPCI-Serial，就是選擇了一個值得信賴的技術伙伴，共同迎接未來的商業(yè)挑戰(zhàn)。展望未來，研華將繼續(xù)深化技術創(chuàng)新，攜手各行業(yè)合作伙伴，探索更多3U CPCI-Serial的商業(yè)應用可能性。
