引言/導(dǎo)讀
沈機(jī)（上海）智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司（以下稱(chēng)“沈機(jī)智能”），由沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)于2015年投資創(chuàng)建，致力于面向機(jī)床行業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)及云制造技術(shù)的產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備。沈機(jī)智能前身為沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）設(shè)計(jì)研究院有限公司上海分公司（以下稱(chēng)“沈陽(yáng)機(jī)床上海研究院”），歷時(shí)7年完成了i5數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，并推出自主品牌伺服驅(qū)動(dòng)器（HSHA系列產(chǎn)品）和智能工廠管理軟件（WIS系統(tǒng)軟件）。
沈機(jī)智能在完成i5運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)的研發(fā)與i5數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化之后，進(jìn)一步提出社會(huì)化的開(kāi)發(fā)思路，將i5運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)進(jìn)行模塊化封裝，以平臺(tái)形式向數(shù)控行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的參與方（包括大中小型制造企業(yè)、裝備供應(yīng)商、個(gè)體開(kāi)發(fā)者、創(chuàng)客等）開(kāi)放，為數(shù)控技術(shù)在各個(gè)垂直領(lǐng)域的應(yīng)用與推廣打造通用的工業(yè)APP開(kāi)發(fā)、應(yīng)用與分享的平臺(tái)。該平臺(tái)于2017年11月向全世界發(fā)布，即被業(yè)界所熟知i5OS工業(yè)操作系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)為“i5OS”）。
一、關(guān)鍵詞
i5OS、運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)APP平臺(tái)、安全
二、發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式
沈機(jī)（上海）智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司 黃云鷹 18502106759
三、合作公司
智能云科信息科技有限公司 張曉 18918357719
四、測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)和概述
基于i5智能數(shù)控系統(tǒng)的工業(yè)APP平臺(tái)測(cè)試床項(xiàng)目是圍繞數(shù)控行業(yè)各個(gè)垂直領(lǐng)域?qū)τ谥悄芑瘮?shù)控技術(shù)的需求而提出的云端協(xié)同解決方案。沈機(jī)智能基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的i5智能數(shù)控系統(tǒng)，向數(shù)控行業(yè)的裝備制造商、大中小型制造企業(yè)、個(gè)體開(kāi)發(fā)者、創(chuàng)客等提供運(yùn)動(dòng)控制底層技術(shù)支撐，以開(kāi)放的接口和APP開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為其提供工業(yè)APP的開(kāi)發(fā)、測(cè)試及應(yīng)用環(huán)境，使其能夠基于i5運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)，快速開(kāi)發(fā)各自領(lǐng)域內(nèi)的工業(yè)APP；同時(shí)，測(cè)試床項(xiàng)目為成熟的工業(yè)APP提供軟件托管服務(wù)和交易商城，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為工業(yè)APP的交易、授權(quán)、應(yīng)用與產(chǎn)權(quán)保護(hù)提供保障服務(wù)，促進(jìn)工業(yè)APP在行業(yè)內(nèi)分享與復(fù)用。
本測(cè)試床項(xiàng)目的目標(biāo)是以i5運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，打造數(shù)控行業(yè)各個(gè)垂直領(lǐng)域通用的工業(yè)APP開(kāi)發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)，幫助行業(yè)知識(shí)與訣竅以工業(yè)APP的形式沉淀，形成各個(gè)細(xì)分行業(yè)（如激光雕刻、激光打標(biāo)、鋰電池加工、機(jī)械手控制等等，見(jiàn)圖1：i5OS相關(guān)行業(yè)）豐富的工業(yè)APP庫(kù)，并提供可靠的工業(yè)APP交易服務(wù)，使行業(yè)知識(shí)和訣竅可在其相關(guān)的行業(yè)領(lǐng)域得到快速?gòu)?fù)用。
圖1 i5OS相關(guān)行業(yè)
五、測(cè)試床解決方案架構(gòu)
(一) 測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景
本測(cè)試床解決方案適用于豐富的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景：包括以運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)為核心的各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，如金屬切削、激光雕刻、鋰電池加工、機(jī)械臂控制等等，在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)，本測(cè)試床解決方案都能為其提供底層的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和構(gòu)建本領(lǐng)域內(nèi)工業(yè)APP的開(kāi)發(fā)工具鏈、微服務(wù)組件，以及統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境和線上商城。
(二) 測(cè)試床重點(diǎn)技術(shù)
（1） 面向云服務(wù)工業(yè)APP的數(shù)據(jù)接口協(xié)議（iPort協(xié)議）
面向裝備全生命周期服務(wù)（如設(shè)備健康度診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測(cè)性維護(hù)、資產(chǎn)管理等）的工業(yè)APP，需要采集大量的設(shè)備狀態(tài)和過(guò)程數(shù)據(jù)，并進(jìn)行及時(shí)的處理；然而工控系統(tǒng)因有限的IT資源，不能滿足這種基于工業(yè)大數(shù)據(jù)采集和分析的服務(wù)型工業(yè)APP。本測(cè)試床項(xiàng)目的重點(diǎn)技術(shù)之一是自主開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)接口協(xié)議（iPort），以滿足數(shù)控裝備到云服務(wù)平臺(tái)（本項(xiàng)目中為iSESOL工業(yè)云平臺(tái)，亦能接入其他的云服務(wù)平臺(tái)）之間的數(shù)據(jù)交互和邊緣處理需求。數(shù)據(jù)接口協(xié)議（iPort協(xié)議）作為數(shù)控系統(tǒng)和云服務(wù)平臺(tái)之間的橋梁，具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)源的裝備認(rèn)證接入和數(shù)據(jù)采集（除了搭載i5數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床以外，還兼容FANUC、SIEMENS等主流的數(shù)控系統(tǒng)）；（2）基于VPN加密通道，保障工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸安全；（3）支持多種數(shù)據(jù)采集模式（如毫秒級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、非實(shí)時(shí)的周期性采集等），具有消息訂閱機(jī)制，以此建立工業(yè)APP豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。iPort協(xié)議支持兩種聯(lián)網(wǎng)模式：直連模式和間接（基于裝備接入設(shè)施iBox）模式如圖2所示，圖中搭載i5數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床裝備可直接與云服務(wù)平臺(tái)相連，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其他非i5系統(tǒng)的機(jī)床裝備能夠接入iBox，并由iBox間接與云服務(wù)平臺(tái)連接。iBox設(shè)備上部署了iPort協(xié)議，成為其他設(shè)備與云服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)交互的中轉(zhuǎn)站。
圖2 i5OS數(shù)據(jù)接口協(xié)議（iPort）連接模式
iPort協(xié)議架構(gòu)如圖3所示，基于iPort協(xié)議的通訊系統(tǒng)由Agent、iBox和Machine三個(gè)基本部分組成，分為兩種應(yīng)用模式：直連模式和間接模式（iBox中轉(zhuǎn)），圖3 中的名詞解釋如表1。
圖3 iPort協(xié)議架構(gòu)
| 表1 iPort協(xié)議架構(gòu)名詞解釋 | ||
| 術(shù)語(yǔ)名稱(chēng) | 術(shù)語(yǔ)中文 | 術(shù)語(yǔ)解釋 |
| Agent | 代理 | 靠近服務(wù)端（云服務(wù)平臺(tái)或邊緣服務(wù)器），向上兼容不同的服務(wù)平臺(tái)，代表服務(wù)端對(duì)設(shè)備認(rèn)證授權(quán)，以及與設(shè)備進(jìn)行交互。代理是服務(wù)端與設(shè)備通信的主要節(jié)點(diǎn)，根據(jù)部署的環(huán)境，分云服務(wù)代理（Cloud Agent）和邊緣服務(wù)代理（Box Agent），其中邊緣服務(wù)代理部署在接入設(shè)施（iBOX）中。 |
| Adapter | 適配器 | 向下兼容不同品牌的設(shè)備（Machine），用于連接代理和設(shè)備，部署于設(shè)備或接入設(shè)施中。 |
| Machine | 設(shè)備 | 經(jīng)過(guò)認(rèn)證的設(shè)備與代理之間有連接機(jī)制，設(shè)備與代理的交互不區(qū)分云服務(wù)代理或邊緣服務(wù)代理。 |
| iBox | 接入設(shè)施 | 接入設(shè)施中部署有邊緣服務(wù)代理，與云服務(wù)代理之間有連接機(jī)制，同時(shí)邊緣服務(wù)代理還完成設(shè)備與云服務(wù)代理之間的連接機(jī)制。邊緣代理還可以連接支持其他通信協(xié)議的設(shè)備，比如OPC UA設(shè)備。 |
（2） 工業(yè)APP封裝技術(shù)
為增強(qiáng)工業(yè)APP對(duì)不同運(yùn)行環(huán)境的兼容性，本測(cè)試床項(xiàng)目采用開(kāi)放式的開(kāi)發(fā)框架，集成了多種主流的工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)工具（如Python，QT，Kiv等），并進(jìn)行統(tǒng)一的打包封裝，有效縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。以i5OS測(cè)試床的開(kāi)發(fā)工具 Kiv為例，Kiv框架由腳本解析引擎（負(fù)責(zé)解析腳本文件）、插件庫(kù)（封裝了工業(yè)知識(shí)的庫(kù)文件）、圖元（圖形界面的控件）共同組成。Kiv框架基于對(duì)象容器技術(shù)來(lái)管理 UI 中各個(gè)圖形控件，為開(kāi)發(fā)者提供了圖形化的 APP 開(kāi)發(fā)工具。
（3）工業(yè)APP授權(quán)技術(shù)
工業(yè)APP授權(quán)技術(shù)是為有效地保護(hù)工業(yè)APP的知識(shí)產(chǎn)權(quán)而開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，從技術(shù)層面保障工業(yè)APP的所有者通過(guò)授權(quán)機(jī)制來(lái)合理獲得收益。工業(yè)APP的授權(quán)模式分為多種模式，如按使用次數(shù)授權(quán)、按使用時(shí)間授權(quán)、按使用設(shè)備授權(quán)等等。授權(quán)機(jī)制由i5OS云端應(yīng)用商城來(lái)統(tǒng)一管控。
i5OS云端應(yīng)用商城（www.i5osapp.com）允許APP的使用者通過(guò)商城賬戶(hù)在線購(gòu)買(mǎi)APP，獲取APP加密授權(quán)文件，授權(quán)文件的下發(fā)和加密采用了金融領(lǐng)域的防護(hù)技術(shù)，防止授權(quán)文件的破解和更改。完整的授權(quán)機(jī)制如圖4所示。被授權(quán)的工業(yè)APP可以在手機(jī)等智能終端上被查詢(xún)，并在被授權(quán)的指定設(shè)備上被使用。
圖4工業(yè)APP授權(quán)機(jī)制
(三) 技術(shù)創(chuàng)新性及先進(jìn)性
i5OS測(cè)試床運(yùn)動(dòng)控制底層數(shù)據(jù)透明化，將i5運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)進(jìn)行封裝并形成模塊，供上層調(diào)用，既有效地保護(hù)了i5核心技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又向社會(huì)共享了i5運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，需要指出的是，i5OS為有研發(fā)能力的平臺(tái)用戶(hù)提供了一個(gè)完整的操作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。該測(cè)試床作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)性平臺(tái)，具有以下幾個(gè)方面重點(diǎn)的創(chuàng)新技術(shù)，從而區(qū)別了一般的Paas平臺(tái)。
（1）開(kāi)放
其運(yùn)動(dòng)控制底層的相關(guān)技術(shù)i5OS全部對(duì)社會(huì)開(kāi)放，以接口的形式提供給APP開(kāi)發(fā)者，使得運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)得到整個(gè)社會(huì)化的共享。
（2）自主
底層運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)由i5研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)5年自主研發(fā)形成。攻破運(yùn)動(dòng)控制底層關(guān)鍵技術(shù)，例如：軸插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制、龍門(mén)軸控制、五軸RTCP技術(shù)、機(jī)床熱誤差補(bǔ)償?shù)鹊取?br/>
（3）安全
APP安裝包和授權(quán)文件的發(fā)放經(jīng)過(guò)金融級(jí)別的區(qū)塊鏈加密技術(shù)保護(hù)，應(yīng)用商店集成第三方工業(yè)安全品牌，通過(guò)白名單形式安裝，雙重保障開(kāi)發(fā)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
（4）可控
APP應(yīng)用開(kāi)發(fā)方便、簡(jiǎn)單，需經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)測(cè)試人員通過(guò)之后才可上架到i5OS應(yīng)用商城中，并通過(guò)購(gòu)買(mǎi)授權(quán)的方式獲取。通過(guò)商業(yè)模式確保開(kāi)發(fā)者的利益。
(四) 測(cè)試床解決方案架構(gòu)
圖5 測(cè)試床系統(tǒng)架構(gòu)圖
（1）應(yīng)用程序?qū)?br/> i5OS測(cè)試床不僅僅是操作系統(tǒng)，也包含了許多應(yīng)用程序，諸如面向數(shù)控行業(yè)的CNC、面向激光行業(yè)的應(yīng)用、單機(jī)自動(dòng)化應(yīng)用、機(jī)器人應(yīng)用、示波器、熱誤差補(bǔ)償、等應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可以面向不同的行業(yè)領(lǐng)域，并且通過(guò)功能購(gòu)買(mǎi)組合可以搭載不同的設(shè)備性能，這點(diǎn)不同于其他系統(tǒng)固化在系統(tǒng)內(nèi)部的軟件，更加靈活和個(gè)性化，滿足不同用戶(hù)的需求。
（2）應(yīng)用通信框架層
應(yīng)用程序框架層是我們從事i5OS開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，很多核心應(yīng)用程序也是通過(guò)這一層來(lái)實(shí)現(xiàn)其核心功能的，該層簡(jiǎn)化了組件的重用，開(kāi)發(fā)人員可以直接使用其提供的組件來(lái)進(jìn)行快速的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，也可以通過(guò)繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的拓展。
a） iOS/Andriod/Windows通信接口
管理i5OS和其他操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)端口；
b） 應(yīng)用通信
使得不同應(yīng)用程序之間存取或者分享數(shù)據(jù)；
c） 應(yīng)用圖元
構(gòu)建應(yīng)用程序的基本組件；
d） 插件框架
軟件框架中業(yè)務(wù)模型構(gòu)建的基本組成；
e） 腳本解析
對(duì)UI控件解析和為了解決代碼冗余獲取插件的屬性或方法；
f） 權(quán)限管理框架
管理使用者對(duì)系統(tǒng)的操作權(quán)限；
g） iport3.0
管理應(yīng)用程序和云平臺(tái)數(shù)據(jù)共享和交互；
h） iAUTH
基于區(qū)塊鏈技術(shù)的授權(quán)管理平臺(tái)；
i） i5 Console
管理應(yīng)用程序上線和發(fā)布平臺(tái)；
j） 高頻數(shù)據(jù)采集
針對(duì)特定事件下的機(jī)床高頻數(shù)據(jù)采集接口；
k） WIS
車(chē)間級(jí)生產(chǎn)任務(wù)管理框架。
（3）底層運(yùn)動(dòng)控制層
底層運(yùn)動(dòng)控制層是我們從事i5OS開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)功能設(shè)施，是i5OS的核心技術(shù)，很多核心應(yīng)用程序也是通過(guò)調(diào)用CNC中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)其核心功能的。i5OS不是普通的操作系統(tǒng)，是基于運(yùn)動(dòng)控制算法核心，面向主機(jī)廠商/自動(dòng)化方案提供商/自動(dòng)化設(shè)備制造商等對(duì)象的運(yùn)動(dòng)控制核心軟件平臺(tái)。
a）主軸/串聯(lián)軸/輔助軸控制
針對(duì)不同功能屬性的軸的基本運(yùn)動(dòng)控制功能；
b） 速度前看
運(yùn)動(dòng)軌跡提前規(guī)劃算法，使得加工速度更加平穩(wěn)，提高工件表面質(zhì)量；
c） 插補(bǔ)前平滑
針對(duì)小線段程序運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的平滑功能，有效去除加工中的毛刺；
d） 空間誤差補(bǔ)償
基于分布體對(duì)角線測(cè)量方法的空間誤差補(bǔ)償方法，得到3 項(xiàng)定位誤差、 6 項(xiàng)直線度誤差和 3 項(xiàng)垂直度誤差以及反向間隙誤差；
e） G代碼解釋器
自定義開(kāi)發(fā)的G代碼解釋器，圖形化的編程引導(dǎo)工具，提高編程效率；
f） 插補(bǔ)后平滑
單軸運(yùn)動(dòng)速度規(guī)劃，有效去除加工過(guò)程中的加速度突變導(dǎo)致的工件表面質(zhì)量差；
g）Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)層
i5OS是基于Linux實(shí)時(shí)內(nèi)核，其核心系統(tǒng)服務(wù)如安全性、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)路協(xié)議以及驅(qū)動(dòng)模型都依賴(lài)于Linux內(nèi)核。
六、預(yù)期成果
(一) 測(cè)試床的預(yù)期測(cè)試結(jié)果，針對(duì)測(cè)試項(xiàng)
i5OS測(cè)試床提供了運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的操作系統(tǒng)平臺(tái)：向主機(jī)廠商/自動(dòng)化方案提供商/自動(dòng)化設(shè)備制造商提供運(yùn)動(dòng)控制核心軟件平臺(tái)，提供開(kāi)放的APP框架，統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使其能夠快速基于i5運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)進(jìn)行面向各自領(lǐng)域的自動(dòng)化集成方案開(kāi)發(fā)，行成專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的APP。
(二) 商業(yè)價(jià)值
i5OS搭載isesol云制造平臺(tái)的創(chuàng)新模式不僅僅可以用在目前已有的i5設(shè)備上，這種模式可以被復(fù)制到其他的傳統(tǒng)裝備上，讓設(shè)備制造商擁有核心技術(shù)可控的智能裝配，進(jìn)一步搭配isesol的產(chǎn)能交易、租賃等模式，可以進(jìn)一步引發(fā)商業(yè)模式上的變革。
(三) 經(jīng)濟(jì)效益
設(shè)備的制造商、系統(tǒng)的集成商只要掌握自己專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，就可利用APP快速構(gòu)建工具鏈，結(jié)合云平臺(tái)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，快速地構(gòu)建出智能化的、面向行業(yè)的應(yīng)用，定制在行業(yè)領(lǐng)域具有獨(dú)特性和差異性的APP并以產(chǎn)品的形式推向市場(chǎng)，使其具備獨(dú)特的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。通常的行業(yè)應(yīng)用軟件是委托第三方團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)，投入成本高，產(chǎn)品無(wú)法產(chǎn)生額外的價(jià)值。i5OS平臺(tái)使得專(zhuān)家端的成果得到放大，單個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)成本得到降低。
(四) 社會(huì)價(jià)值
在i5OS中對(duì)于應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)采取了安全性保護(hù)功能——區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、無(wú)須信任系統(tǒng)、不可篡改和數(shù)據(jù)加密安全的特性，帶給用戶(hù)在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的高度信任感。應(yīng)用開(kāi)發(fā)者，利用i5的基礎(chǔ)設(shè)置和APP構(gòu)建工具鏈，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作構(gòu)建出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用，經(jīng)過(guò)打包、認(rèn)證、簽名，最終在i5Console平臺(tái)發(fā)布APP。系統(tǒng)管理人員上架審核通過(guò)之后，開(kāi)發(fā)商可以在線登錄賬戶(hù)，通過(guò)給用戶(hù)授權(quán)獲利，i5從中收取服務(wù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)價(jià)值共享。我們的目標(biāo)是越來(lái)越多的人使用i5OS平臺(tái)，快速聚合社會(huì)上的研發(fā)資源和能力，使得行業(yè)的生態(tài)鏈越來(lái)越繁榮。
對(duì)于不同行業(yè)的設(shè)備制造商而言，i5OS測(cè)試床及其背后豐富的工業(yè)APP庫(kù)將為設(shè)備制造商提供豐富的系統(tǒng)功能和應(yīng)用場(chǎng)景，使傳統(tǒng)的工業(yè)控制設(shè)備由“功能機(jī)”向“智能機(jī)”升級(jí)。i5OS平臺(tái)通過(guò)授權(quán)向設(shè)備制造商提供產(chǎn)品及服務(wù)，替代封閉式工控系統(tǒng)的傳統(tǒng)解決方案；同時(shí)，設(shè)備制造商也可以以i5OS為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)其專(zhuān)用的數(shù)控系統(tǒng)，為其降低開(kāi)發(fā)成本，提高開(kāi)發(fā)速度，i5OS上提供了面向數(shù)控行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。
對(duì)于掌握行業(yè)訣竅的開(kāi)發(fā)者而言，i5OS測(cè)試床使得有行業(yè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和訣竅的行業(yè)專(zhuān)家能夠繞開(kāi)研發(fā)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的技術(shù)壁壘，在i5OS這個(gè)開(kāi)放的操作系統(tǒng)上將自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和訣竅以APP的形式沉淀下來(lái)，并通過(guò)有償分享的方式創(chuàng)造價(jià)值。一方面極大地調(diào)動(dòng)了開(kāi)發(fā)者的創(chuàng)造積極性，另一方面也方便了行業(yè)內(nèi)的知識(shí)和訣竅以互聯(lián)網(wǎng)為渠道向全世界推廣。
七、測(cè)試床技術(shù)可行性
(一) 物理平臺(tái)
（正文 小四 宋體。行距1.5倍行距）
i5OS測(cè)試床目前搭載的是i5的硬件平臺(tái)，主板支持X86和Arm兩種架構(gòu)，i5硬件均經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，可以搭載i5OS軟件系統(tǒng)，包括：主機(jī)、PLC、DAC、HSHA伺服驅(qū)動(dòng)等。
(二) 軟件平臺(tái)
i5OS測(cè)試床作為軟件操作系統(tǒng)平臺(tái)，其本身就是操作系統(tǒng)，它是基于Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境下的Ubuntu進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)。
八、和AII技術(shù)的關(guān)系
(一) 與AII總體架構(gòu)的關(guān)系
圖6AII 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)圖
本測(cè)試床驗(yàn)證了AII總體架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)功能中應(yīng)用支撐、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)部分，i5OS測(cè)試床通過(guò)iport協(xié)議和云平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析結(jié)合再一起，大大豐富了i5OS上工業(yè)APP的種類(lèi)，驗(yàn)證了數(shù)據(jù)部分的產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)采集交換、生產(chǎn)反饋控制、數(shù)據(jù)集成處理等部分，i5OS平臺(tái)由于其安裝在設(shè)備上在數(shù)據(jù)采集上具有天然的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)不同的APP采集的數(shù)據(jù)，可以使得產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)采集得到交換、生產(chǎn)過(guò)程得到反饋、數(shù)據(jù)能夠集中處理。測(cè)試床同時(shí)驗(yàn)證了安全模塊中的設(shè)備安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全部分，其基于區(qū)塊鏈技術(shù)的授權(quán)技術(shù)保證了用戶(hù)的應(yīng)用安全，通過(guò)應(yīng)用商城安裝添加白名單的操作，防止應(yīng)用程序的拷貝。
(二) AII安全（可選）
(三) 詳細(xì)清單（可選）
(四) 風(fēng)險(xiǎn)模型（可選）
(五) 安全聯(lián)系人
(六) 與已存在AII測(cè)試床的關(guān)系
（1）與智能云科信息科技有限公司入選的iSESOL云制造平臺(tái)測(cè)試床的區(qū)別與聯(lián)系：
第一，應(yīng)用場(chǎng)景不同。i5OS是應(yīng)用一個(gè)在工業(yè)裝備，終端機(jī)器上的，控制設(shè)備運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)；而云平臺(tái)是應(yīng)用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，它通過(guò)和設(shè)備互通具有采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、下發(fā)數(shù)據(jù)的功能。
第二，實(shí)現(xiàn)功能不同。云制造平臺(tái)和i5OS平臺(tái)共同合作和聯(lián)通能打造出面向工業(yè)領(lǐng)域的新型APP功能，舉個(gè)例子，如果只有i5OS我們能實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備的智能管控功能，但由于設(shè)備端采集的數(shù)據(jù)量不夠，分析能力較弱、沒(méi)有對(duì)整個(gè)車(chē)間管理的功能，如果只有云制造平臺(tái)采集來(lái)的數(shù)據(jù)就沒(méi)有實(shí)際的落地的應(yīng)用，沒(méi)有終端的操作系統(tǒng)配合開(kāi)發(fā)的特色APP這些數(shù)據(jù)也是產(chǎn)生不了價(jià)值的。
（2）與北京航天智造科技發(fā)展有限公司入選的基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的制造服務(wù)測(cè)試床項(xiàng)目的區(qū)別，該測(cè)試床項(xiàng)目將工業(yè)APP作為一個(gè)服務(wù)層嵌入在INDICS云制造服務(wù)平臺(tái)中，由云制造服務(wù)平臺(tái)提供基于工業(yè)大數(shù)據(jù)采集和分析處理的工業(yè)APP服務(wù)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能診斷、售后服務(wù)、資產(chǎn)管理；這些工業(yè)APP提供的是工業(yè)領(lǐng)域通用的智能化服務(wù)，不涉及細(xì)分行業(yè)內(nèi)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的沉淀，同時(shí)，該測(cè)試床項(xiàng)目沒(méi)有工業(yè)APP交易和授權(quán)使用機(jī)制。
九、交付件
（1）設(shè)計(jì)階段:
需求設(shè)計(jì)文檔；
（2）實(shí)現(xiàn)階段：
i5OS測(cè)試床平臺(tái)，包含完整的開(kāi)發(fā)工具鏈。
十、測(cè)試床使用者
i5OS測(cè)試床是開(kāi)放的測(cè)試床，其開(kāi)發(fā)環(huán)境的獲取需要通過(guò)網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)者身份注冊(cè)和開(kāi)發(fā)者身份認(rèn)證之后，申請(qǐng)開(kāi)發(fā)者環(huán)境即可獲取。
十一、 知識(shí)產(chǎn)權(quán)說(shuō)明
i5OS測(cè)試床的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于沈機(jī)（上海）智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司，但是i5OS測(cè)試床上的工業(yè)APP的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸開(kāi)發(fā)者所有。
十二、 部署，操作和訪問(wèn)使用
i5OS測(cè)試床開(kāi)發(fā)環(huán)境是部署在電腦通用的操作軟件中，是經(jīng)過(guò)加密狗保護(hù)的開(kāi)發(fā)環(huán)境套裝，可通過(guò)i5OS開(kāi)發(fā)者中心網(wǎng)站www.i5osapp.com，認(rèn)證成為i5OS開(kāi)發(fā)者免費(fèi)獲取。開(kāi)發(fā)環(huán)境中的虛擬機(jī)是經(jīng)過(guò)簽名定制和加密狗雙重保障，配套相關(guān)的安裝說(shuō)明文檔。
i5OS的運(yùn)行環(huán)境部署在i5 CNC-box上，如下圖所示，它是應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的主機(jī)，具有防水防塵防油污的特點(diǎn)；內(nèi)置RFID讀卡模塊，方便用戶(hù)管理人員權(quán)限等級(jí)；全鋁合金機(jī)身，可回收再制造；便捷的觸屏操作，更友好的交互體驗(yàn)；高達(dá)百萬(wàn)次的按鍵使用壽命。
十三、 資金
十四、 時(shí)間軸
（1）2018年6月
里程碑：測(cè)試床床面向市場(chǎng)化的底層穩(wěn)定版本和配套開(kāi)發(fā)輔助；
特色功能：車(chē)間批量推送安裝、軟件管家的應(yīng)用白名單保護(hù)。
（2）2018年9月
里程碑：針對(duì)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的主流產(chǎn)品，如車(chē)床、銑床、五軸機(jī)床，開(kāi)發(fā)完整的工業(yè)APP解決方案，并擴(kuò)展至其他2~3個(gè)行業(yè)的解決方案。
（3）2019年3月
里程碑：基于測(cè)試床形成各行業(yè)的解決方案，開(kāi)發(fā)平臺(tái)聚集一定量開(kāi)發(fā)者，上線較多數(shù)量的第三方工業(yè)APP。
十五、 附加信息
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)（Motion Control）的發(fā)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律，是推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最重要的是控制各個(gè)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)，這是運(yùn)動(dòng)控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來(lái)控制各個(gè)電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制器直接相關(guān)。比如數(shù)控機(jī)床里面要協(xié)調(diào)XYZ軸電機(jī)，完成插補(bǔ)動(dòng)作；在機(jī)器人里面，協(xié)調(diào)各個(gè)關(guān)節(jié)的電機(jī)，使得末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)軌跡/速度符合要求并達(dá)到目標(biāo)位置。
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是裝備制造領(lǐng)域一項(xiàng)非常通用的核心技術(shù)，類(lèi)似機(jī)器人、注塑機(jī)、紡織、印刷等領(lǐng)域都需要運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)的支撐。但是運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)又是一項(xiàng)投入巨大，收獲緩慢的基礎(chǔ)核心技術(shù)研發(fā)。