5G商用時(shí)代，邊緣計(jì)算＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破發(fā)展瓶頸

前言：

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等方向?qū)吘売?jì)算有著極大的需求，而邊緣計(jì)算是個(gè)大的生態(tài)系統(tǒng)，包括軟件、硬件、工業(yè)廠商，重要的發(fā)展趨勢(shì)邊緣計(jì)算與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等有機(jī)融合。

5G＋AI需求推動(dòng)邊緣計(jì)算不斷向前

①當(dāng)5G來(lái)臨，消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)逐漸向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)延伸，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療健康、在線教育、企業(yè)遠(yuǎn)程視頻會(huì)議等大帶寬、低時(shí)延、大流量的場(chǎng)景被激活。

②5G的一個(gè)關(guān)鍵特性是允許在基站或者網(wǎng)絡(luò)中的任何位置進(jìn)行分流，所以5G也為邊緣計(jì)算提供了技術(shù)上的可行性。

以上兩點(diǎn)，是邊緣計(jì)算在5G時(shí)代走上風(fēng)口的最核心原因。

5G助燃工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

目前建5G基站并不是要替代4G的業(yè)務(wù)，我國(guó)進(jìn)入4G的時(shí)間不是很長(zhǎng)，當(dāng)前的問(wèn)題不是簡(jiǎn)單區(qū)分4G和5G，更重要的是把移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)。

4G在消費(fèi)領(lǐng)域并沒(méi)有到消亡的階段，還有很多業(yè)務(wù)沒(méi)有完善，甚至還有很多業(yè)務(wù)有待開(kāi)發(fā)。至于為何要研發(fā)5G，是因?yàn)槲锱c物之間的互聯(lián)在連接層面提出了更大的挑戰(zhàn)，這需要5G去解決。

5G的重點(diǎn)是要下沉到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，解決物和物之間的互聯(lián)，即物和物之間信息的處理。

工業(yè)為邊緣計(jì)算落地提供土壤

而2020年是從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)走向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)折之年，也是邊緣計(jì)算領(lǐng)域真正乘風(fēng)而行的一年。

根據(jù)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）聯(lián)合發(fā)布的《邊緣計(jì)算參考架構(gòu)3．0》報(bào)告，邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的分布式開(kāi)放平臺(tái)，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

工業(yè)領(lǐng)域或許將為邊緣計(jì)算的落地提供優(yōu)渥的“土壤”，很多典型的工業(yè)場(chǎng)景對(duì)邊緣計(jì)算存在天然的需求。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的傳統(tǒng)架構(gòu)受到挑戰(zhàn)

隨著可穿戴設(shè)備、智能電表、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)和大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)被視為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器的數(shù)量大大增加，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了挑戰(zhàn)。

由于接入網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)智能設(shè)備越來(lái)越多，不僅會(huì)占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且會(huì)加重工業(yè)云數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)，數(shù)據(jù)傳輸和信息獲取的情況將越來(lái)越糟，由此引發(fā)的服務(wù)中斷、網(wǎng)絡(luò)延遲等問(wèn)題將嚴(yán)重制約我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的反饋閉環(huán)控制流從傳感器到邊緣控制節(jié)點(diǎn)，最后到執(zhí)行器，在此閉環(huán)中的傳感器會(huì)生成周期性的數(shù)據(jù)包，在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生大量實(shí)時(shí)感知的數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)。

同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行著多個(gè)非常重要的控制流，每個(gè)控制流的關(guān)鍵性和優(yōu)先級(jí)也不同。在云端協(xié)同、管控一體化的工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，管理層面獲取的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信息、下達(dá)的排產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度以交互流的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。

此外，由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和集中式的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的傳輸距離較遠(yuǎn)，工業(yè)領(lǐng)域一些需要移動(dòng)支持、位置感知和低延遲的應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量也難以得到保證。

邊緣計(jì)算＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可打破瓶頸

邊緣計(jì)算是將集中式的計(jì)算資源分散到數(shù)據(jù)產(chǎn)生源附近，并且將一部分計(jì)算任務(wù)分配到邊緣層計(jì)算資源中，以提高計(jì)算任務(wù)的實(shí)時(shí)性。

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，位于底層、嵌于PLC、DCS等設(shè)備或者系統(tǒng)中的計(jì)算資源，即可圖1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理架構(gòu)作為邊緣計(jì)算的資源。

這些紛雜、獨(dú)立的邊緣資源如能充分實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互操作，并充分標(biāo)準(zhǔn)化和平臺(tái)化，將很好地滿足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景在實(shí)時(shí)、安全、大容量、高速度、自適應(yīng)計(jì)算和通信等方面的要求。

為實(shí)際生產(chǎn)中的工業(yè)自動(dòng)化金字塔，邊緣計(jì)算位于過(guò)程控制系統(tǒng)層和機(jī)器控制層之間，在離工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最近的地方，就近提供邊緣智能服務(wù)，在邊緣側(cè)直接采集、感知、分析、預(yù)測(cè)、優(yōu)化、決策，實(shí)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)中的工業(yè)自動(dòng)化，提高工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的確定性和業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性。

同時(shí)，邊緣計(jì)算可以同云計(jì)算進(jìn)行協(xié)同交互，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果反饋給ERP系統(tǒng)，滿足制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全保護(hù)等方面的需求。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)特殊需求，一個(gè)是極高的可靠性，另一個(gè)，就是極低的時(shí)延。

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的演進(jìn)，使得現(xiàn)在工業(yè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和工作精度遠(yuǎn)超以往。如果網(wǎng)絡(luò)不能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)低時(shí)延，將不能滿足很多工業(yè)場(chǎng)景的需求。為了降低時(shí)延，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)引入了邊緣計(jì)算。

不過(guò)，在邊緣計(jì)算應(yīng)用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中，邊緣計(jì)算也為用戶帶來(lái)了一定的安全隱患。因此，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算深度融合的過(guò)程中，解決安全問(wèn)題帶來(lái)的痛點(diǎn)、難點(diǎn)勢(shì)在必行。

工業(yè)智能化的“最佳搭檔”

根據(jù)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)和早期商用部署的速度，顯然，我國(guó)產(chǎn)業(yè)生態(tài)力求在邊緣計(jì)算發(fā)展中發(fā)揮主導(dǎo)作用。眾多公司正全力推動(dòng)邊緣計(jì)算的發(fā)展，其中三大電信運(yùn)營(yíng)商以及華為、中興、諾基亞、愛(ài)立信等主要網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商發(fā)力最大。

邊緣計(jì)算生態(tài)的合作也在本地產(chǎn)業(yè)組織（ECC、CAICT、CCSA、5G DNA）和國(guó)際組織（ETSI、3GPP、GSMA）的推動(dòng)下不斷擴(kuò)大。

我國(guó)政府致力于打造為新型技術(shù)強(qiáng)國(guó)，而工業(yè)4．0是推動(dòng)數(shù)字化進(jìn)程的主要驅(qū)動(dòng)力，為5G和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供支撐。

我國(guó)擁有全球最大、最發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，三大運(yùn)營(yíng)商制定了宏大的5G規(guī)劃，包括計(jì)劃從2020年推出的5G SA網(wǎng)絡(luò)。在5G和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位為邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。

結(jié)尾：

隨著5G技術(shù)正式商用，邊緣計(jì)算正重塑計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)配。

雖然邊緣計(jì)算能為工業(yè)企業(yè)帶來(lái)諸多受益，但是如果只把邊緣計(jì)算簡(jiǎn)單看作一種技術(shù)，那可能還是低估了它的價(jià)值。從某種意義上來(lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算正在驅(qū)動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的變革。

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