科学家×创业者｜中科海微李栋：边缘计算将是下一代主流计算模式

·操作系统（OS）行业胜者通吃，上几代操作系统的头部企业都只有两三家。但幸运的是，伴随近年来中国先进制造业的飞速发展，行业整体对操作系统的性能和国产化程度要求越来越高。

·“你不能要求员工每天一定要持续工作多长时间，或是一定要在这里做什么事情。我们会让贡献度来决定这个岗位的薪水、工作模式和管理模式。”

“每隔三四十年，人类的计算模式就会从集中式转向分布式，再从分布式转向集中式，这是一个历史规律。”中科海微（北京）科技有限公司（下称“中科海微”）创始人兼CEO李栋向澎湃科技介绍，“以大型机为核心的集中计算发展到以PC（个人电脑）为代表的分散计算模式后，现在的云计算是很集中的，下一个20-30年的计算一定是越来越往分布式走，应用的构成会越来越向分散的模式去发展，而海微的产品就是瞄准了云计算时代之后更加分布式的计算场景。”

李栋认为，随着芯片等计算硬件的发展，信息系统的分布式计算能力会越来越强，最终会成为下一代主流的计算模式，大量取代云计算。这也是他选择在2019年创立中科海微的初衷：瞄准下一代边缘计算操作系统。

中科海微是一家由中国科学院计算技术研究所孵化的边缘计算操作系统公司，以自主研发的分布式操作系统为核心，衍生出物端操作系统，边缘操作系统，云函数服务等基础底层软件产品，拥有一系列面向边缘计算和智能物联网的基础软件解决方案，主要服务于对可用性、安全性、实时性、能效性要求较高的关键岗位上的端边侧设备。在创办中科海微之前，李栋在计算所从事分布式操作系统和计算系统方向的科研工作超过10年。

技术优势源于多年的科研积累

“操作系统随计算模式的变化每隔20年左右会进行换代，而我们希望成为下一代分布式操作系统的主流供应商。”李栋介绍说，下一代的智能设备，如人们家中的路由器和工业产线上的控制器等，会变得比现在的PC和手机更加小巧，更深地融入应用场景，对安全性、实时性和可用性要求也会更高；与现在更偏“单机版”相比，下一代的家居设备、穿戴类设备、工控机等会更加“分布化”，能更好地支持多台设备协同完成一个任务，而这些智能设备都需要新型的操作系统支持。

原本的工业设备之中，传感器只能收集并传递数据，现在通过边缘测操作系统将其智能化之后，传感器可以直接收集数据并进行处理。利用边缘计算的框架，设备能够尽量本地化处理数据，仅传输敏感数据给数据中心，整个信息系统的反应速度、智能程度和数据隐私性均会大幅提升。“比如输油气管道上一旦出现泄露产生，每秒钟都会造成巨大的经济损失，以前从传感器检测到问题，到平台系统做出应对措施，可能要几分钟，但我们的操作系统可以在毫秒级进行反应，使这些关键设备在它们的岗位上不出错或少出错。”李栋表示，“高安全、高实时、高可用和低耗智能”成为中科海微的竞争优势。

端边侧应用拥有碎片化的特征，给客户的OS（操作系统）授权和系统解决方案基本都需要定制，但中科海微的产品定制化平均只有15%甚至更低。这样的技术优势来源于海微团队在中国科学院计算所十余年的科研积累。实际上近十年来，除了中国科学院和科技部等部委瞄准下一代的端边侧操作系统，驱动了一系列重点科研项目之外，同时期美国、欧洲和日韩也都在部署类似的国家级科研计划。在激烈的竞争中，中国科学院的技术不落人后。李栋表示：“计算所从2012年起就开始研制可构造性、可扩展性和分布式协同计算能力很高的操作系统架构，为下个时代的智能设备提供更好的操作系统能力支持。”

对生产环境做出应对策略

当一项技术走出实验室，必须接受真实世界的种种挑战，才能最终完成市场化。在典型的边缘计算应用中，搭载海微操作系统的设备往往处在恶劣的自然环境中，解决实地的工程性问题是海微团队面临的重大挑战。“有很多情况是我们在实验室里从未想到过的，在野外或生产线上，设备环境温度可能高达七八十度，也可能低达到零下四五十度，还可能伴有风沙颗粒、海上的盐雾腐蚀或者高频的震动。”极端环境对设备硬件和软件都提出了更高的要求。

在这种条件下一旦出现问题导致设备失能，想查明原因是非常困难的，因为人在极端环境中不能坚持太久，去设备现场需要分秒必争，在最短时间内发现最多的问题。李栋向澎湃科技介绍，“如果在零下四五十度低温时没做好防护，半个小时普通鞋子就会冻掉底。高温戈壁里若没有防护到位，10-20分钟人就会中暑。”

设备异常后首先要明确是硬件的问题还是软件的问题。如果是软件，还要查找出是哪个模块出了问题，分析问题是怎么产生的，再寻找有效的方法来解决。李栋向澎湃科技举例介绍，“比如低温会导致电池供电不稳定，导致某些零部件不能工作，进而发展成整体失效。多次遭遇这种情况后，我们给操作系统增加了一个功能，使其能够自动感知环境并调动能够发热的部件，如CPU（中央处理器）和NPU（神经网络处理器），让它们更长时间地工作，以此给电池加温，就能更好地挺过严寒环境。”

有了极端环境下设备的工作经验后，中科海微将这种调度策略做进了自己的边缘计算操作系统内核里，让操作系统能够自动采集包括温度、湿度、大气压、风速等环境指标，同时采集硬件相应的工作状态，并自动构建工作环境保障任务，辅助设备更稳定的执行核心应用。

中科海微希望自己成为下一代边缘计算操作系统的主流供应商，“OS行业胜者通吃，上几代操作系统的头部企业都只有两三家。”李栋介绍。但幸运的是，伴随近年来中国先进制造业的飞速发展，行业整体对操作系统的性能和国产化程度要求越来越高，中科海微的年度系统装机量也逐步提高，进入了多个行业的头部企业供应商名单。

在创业过程中学习如何管理企业

现阶段，李栋虽然仍会把70%的精力放在研发上，但有了更多与市场打交道的经验后，他觉得原本有棱角的自己已经变得更加沉稳。

“刚创业时我们就像小团队一样工作，没有什么明确的管理方法，当员工逐渐增多之后，我们逐渐意识到企业管理也是一门科学。”李栋介绍，自己和团队都是科研人员出身，从市场、财务，到人事、融资等，都是在创业过程中慢慢学习摸索。“把初创期跟着我们一起打拼的这些员工逐渐纳入到管理体系中，其实是个挺难的事情，我们也在向优秀的企业学习，并尝试应用先进的管理方法。”

创业过程中，李栋意识到了制度和人的灵性的平衡很重要，如何更科学地对待核心员工，也成为他研究的课题之一。“你不能要求员工每天一定要持续工作多长时间，或是一定要在这里做什么事情，OS内核可能只改动几行代码就会有更大的不同。”李栋表示，“我们会去看这个岗位长期以来对公司和产品的贡献度，让贡献度来决定这个岗位的薪水、工作模式和管理模式，也就是先用贡献度定义岗位，再把合适的人放在合适的岗位上面。”