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    產品經理說 | 工控穩“固”之選 賦能智能軌交新變革
    工業IPC在目前大時代背景下面臨機遇,但挑戰同樣也不少。在軌道交通領域,工控機必須具備高可靠性和穩定性,能夠在復雜且嚴苛的工作環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。

    本期導讀:

    工業IPC在目前大時代背景下面臨機遇,但挑戰同樣也不少。在軌道交通領域,工控機必須具備高可靠性和穩定性,能夠在復雜且嚴苛的工作環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《產品經理說》邀請到研華科技Blade IPC(刀片式電腦)產品部產品經理陳嬌娜,圍繞軌交行業生態、產品技術、用戶體驗以及產業驅動等維度,和大家一起探討賦能智能軌交新變革。


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    現實與挑戰


    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境、易于擴展,以及更短的平均修復時間(MTTR),傳統的IPC無法滿足嚴苛的應用環境。


    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挑戰,從而構建出卓越的IT系統。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。


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    “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、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,能夠在惡劣環境下穩定運行,這一特性使得它在關鍵應用領域具有顯著的優勢。

     

    其中,刀片式IPC是專門為特殊應用行業和高密度計算機環境設計的,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,服務于指定的不同用戶群,相互之間沒有關聯。所有的“刀片”也可以連接起來提供高速的網絡環境,可以共享資源,為相同的用戶群服務。刀片式IPC占用空間小,對于空間緊張的環境十分友好。

     

    陳嬌娜介紹,在卡的設計方面,3U CPCI-Serial創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,確保在任何振動環境下均能維持穩定連接,徹底消除松脫隱患。


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    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量與功能來實現。我們的產品既可以是以手掌大小呈現的主板系統,亦可以是上架的機箱。因此,客戶能根據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。


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    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,以研發部門強大的驗證能力確保產品的可靠性與穩定性。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,穩定性測試)、環境測試、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標準的檢測,再到交付前的加嚴驗證等等,經過層層把關,確保產品能在各種應用場景下都表現出色。

     

    “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。

     

    “下一代軌交綜合監控系統的引領者”


    軌道交通領域綜合監控的實現,實際上是通過在軌道交通車輛上安裝大量的傳感器和IPC,全面監控車輛在運行過程中的各種狀態。這些傳感器和工控機主要負責監控供電系統、制動系統、空調系統等的工作狀態,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。

     

    在傳統的監控方式中,通常每個應用場景配備一臺IPC,當用戶需要增加系統密度并且具備更靈活的維護以及硬件升級能力時,傳統分散式IPC 布局架構會較難滿足要求。與此同時,隨著現代軌道交通系統發展,監控的目標數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。為優化軌道交通的綜合監控系統,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控,3U CPCI-Serial可謂是下一代綜合監控系統的引領者。傳統方案需至少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基本系統即可涵蓋3臺IPC和交換機的功能,實現系統融合優化,成為降本增效的專業推手。” 陳嬌娜表示。

     

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    以“產業驅動”不斷提升產品力


    以實際產品平臺來說,研華展現了其可持續的產品發展藍圖(roadmap)。“我們緊跟行業巨頭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應用的成功經驗為基礎,不斷提升產品力。“這是研華一直貫徹的“以產業驅動創新”。在千行百業的發展推動下,我們需不斷創新產品設計和研發理念以滿足產業新需求。” 陳嬌娜表示。

     

    在競爭激烈的市場環境下,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挑戰。展望未來,研華將繼續深化技術創新,攜手各行業合作伙伴,探索更多3U CPCI-Serial的商業應用可能性。


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