邊緣計算對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要性

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，工業(yè)制造設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將越來越多。如果這些數(shù)據(jù)都要放到云端處理，就需要無窮無盡的頻譜資源、傳輸帶寬和數(shù)據(jù)處理能力，“云”難免不堪重負(fù)，此時就需要邊緣計算來分擔(dān)云計算的壓力。

“我們采集到的數(shù)據(jù)，90%都是垃圾”，位于江蘇昆山的某工廠老板感嘆道，“去年365天的每時每刻，我們幾乎都進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集，采集到的數(shù)據(jù)卻不知道該如何利用。與投入到采集數(shù)據(jù)的各種費(fèi)用相比，我認(rèn)為并不值得?！?/p>

一年的數(shù)據(jù)采集經(jīng)歷讓這位老板對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)喪失了最初的熱情，甚至產(chǎn)生了這樣的疑問：我們當(dāng)前真的需要大量工業(yè)數(shù)據(jù)嗎?

“只要增加幾個工人就能解決的問題，我為什么要費(fèi)力去采集數(shù)據(jù)，去搞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?還不一定有效果!”

的確，無論工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)驅(qū)動、數(shù)字孿生這些概念說的如何天花亂墜，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程中，如果不能解決企業(yè)的核心問題——提高利潤、降低成本，都難免是紙上談兵。雖然數(shù)據(jù)本身很重要，但能直接解決問題的服務(wù)應(yīng)用對企業(yè)才更有價值。當(dāng)前，除了如何采集數(shù)據(jù)之外，絕大部分企業(yè)面對的關(guān)鍵問題是什么數(shù)據(jù)值得采?說白了，就是如何運(yùn)用數(shù)據(jù)產(chǎn)生價值!

我們知道，工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和傳輸基本都是 “端-管-云”的模式。在應(yīng)用的現(xiàn)場，“端”負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)、執(zhí)行指令，“管”打通數(shù)據(jù)的傳輸路徑，而“云”負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)分析和控制邏輯功能。整套流程能否順利打通，對數(shù)據(jù)采集、分析、應(yīng)用能力至關(guān)重要。

然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，工業(yè)制造設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將越來越多。如果這些數(shù)據(jù)都要放到云端處理，就需要無窮無盡的頻譜資源、傳輸帶寬和數(shù)據(jù)處理能力，“云”難免不堪重負(fù)，此時就需要邊緣計算來分擔(dān)云計算的壓力。比如一個公司，在規(guī)模小的時候，董事會可以對公司的管理達(dá)到事無巨細(xì)的程度，但是當(dāng)公司發(fā)展到一定規(guī)模時，就需要給予一線員工必要的自主權(quán)力。

所以，在工業(yè)現(xiàn)場的邊緣側(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸?shù)倪吘売嬎憔W(wǎng)關(guān)承擔(dān)著打通工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸“任督二脈”的重任，再與云平臺進(jìn)行融會貫通——邊云一體化，最后利用大數(shù)據(jù)分析，賦能生產(chǎn)，才能發(fā)揮工業(yè)數(shù)據(jù)的真正價值。

由此產(chǎn)生的兩個關(guān)鍵問題是我們不得不面對的：

一、在大量工業(yè)數(shù)據(jù)下沉的情況下，數(shù)據(jù)的有效性該如何保證?

二、“邊-云”一體化能給工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)帶來什么價值?

“外行看熱鬧，內(nèi)行看門道”，關(guān)于這兩個問題的答案，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)耕耘17年的映翰通網(wǎng)絡(luò)有充分的發(fā)言權(quán)。

加碼邊緣計算，解決數(shù)據(jù)下沉的痛點(diǎn)

Gartner《2018年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢:從云到邊緣》報告認(rèn)為：到2022年，隨著數(shù)字業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，75%的企業(yè)生成數(shù)據(jù)將會在傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)中心或云端之外的位置創(chuàng)建并得到處理。

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，必然會出現(xiàn)更多的本地就近控制和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，面對這些逐漸增多的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，該如何處理才能在保證其有效性的同時又減少云計算的壓力?

工業(yè)世界任何微小的提升都會帶來很大的優(yōu)勢;工業(yè)世界任何微小的故障也可能帶來很大的損失——工業(yè)現(xiàn)場的很多數(shù)據(jù)“保鮮期”很短，一旦處理延誤，就會迅速“變質(zhì)”，數(shù)據(jù)價值呈斷崖式跌落，工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)處理可以稱之為“走鋼絲”。此時，“邊緣計算”便發(fā)揮了不可替代的作用。

如果把大腦比作云端，那么邊緣計算就是神經(jīng)末梢，對簡單的刺激進(jìn)行自處理并將處理的特征信息反饋給云端大腦。

盡管當(dāng)前工業(yè)企業(yè)追求的核心問題是如何讓數(shù)據(jù)賦能生產(chǎn)，產(chǎn)生價值。但是也不能忽視該進(jìn)程中困擾工業(yè)企業(yè)多年的普遍性問題，數(shù)據(jù)處理的前置關(guān)鍵環(huán)節(jié)——如何采集數(shù)據(jù)?對于任何工業(yè)企業(yè)來說，挖掘數(shù)據(jù)金礦的第一步都是采集數(shù)據(jù)，不談數(shù)據(jù)采集的大數(shù)據(jù)分析是空中樓閣，沒有數(shù)據(jù)的工業(yè)云平臺相當(dāng)于無本之木。

在不同的工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于自動化產(chǎn)品品牌眾多，工業(yè)接口多樣化、工業(yè)協(xié)議不統(tǒng)一，所以看似簡單的數(shù)據(jù)采集并沒有那么容易。

除了數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)處理運(yùn)用方面，由于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)面臨著“保鮮期”很短，以及大量“垃圾”數(shù)據(jù)并不需要傳遞到云端的問題。

雖然從產(chǎn)業(yè)角度來看，邊緣計算發(fā)展如火如荼，但從應(yīng)用角度來看，它還處于落地的前期。邊緣計算與云計算的融合才能真正體現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的價值。

實(shí)際上，產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)認(rèn)識到邊云協(xié)同的重要性，并開展了積極的探索。例如，華為在其HC2018大會發(fā)布的智能邊緣平臺IEF明確提出了邊緣與云協(xié)同的一體化服務(wù)概念;西門子2018年發(fā)布了Industrial Edge的概念，大致理念是通過云端部署IndustrialEdge Management實(shí)現(xiàn)邊緣計算與云計算的協(xié)同，映翰通網(wǎng)絡(luò)在今年的漢諾威工業(yè)博覽會上，以邊緣計算網(wǎng)關(guān)為基礎(chǔ)，展示了“映翰通設(shè)備工業(yè)云(InHand DeviceNetworks Cloud)+邊緣計算網(wǎng)關(guān)(Edge Computing Gateway)”，實(shí)現(xiàn)邊云協(xié)同。

既然邊云協(xié)同對工業(yè)數(shù)據(jù)如此重要，那么怎么理解邊云協(xié)同呢?邊云協(xié)同處理數(shù)據(jù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的融合。

在工業(yè)場景中，一方面通過邊緣計算直接運(yùn)行實(shí)時分析算法，另一方面則利用邊緣與云的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)模型不斷成長和優(yōu)化，從而讓邊緣分析技術(shù)增強(qiáng)了平臺實(shí)時分析能力。當(dāng)然，邊云協(xié)同的能力與內(nèi)涵落地到各應(yīng)用場景時其具體能力與關(guān)注點(diǎn)又會有所不同，因?yàn)槊糠N邊緣計算業(yè)務(wù)形態(tài)對于與云計算協(xié)同的業(yè)務(wù)需求不盡相同。

比如，在柔性制造的過程中，現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛。生產(chǎn)線上的機(jī)器人、機(jī)械臂的穩(wěn)定可靠性對企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益保證意義重大。工業(yè)機(jī)器人的大規(guī)模部署，工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)成本高對生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員的維護(hù)能力提出了極高要求。主要體現(xiàn)在，要在機(jī)器人發(fā)生故障之前檢測到機(jī)器人機(jī)構(gòu)部件、控制裝置等方面的異常，并提醒用戶在停機(jī)發(fā)生前進(jìn)行有針對的維護(hù)維修，從而使停機(jī)時間減少為零，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。

這里的核心點(diǎn)在于通過邊云協(xié)同進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)有效的生產(chǎn)。

在云端，設(shè)備云可以匯集工業(yè)現(xiàn)場實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲、分析、處理、預(yù)測，從網(wǎng)絡(luò)管理、現(xiàn)場探接再到感知與響應(yīng)，可以大大提高運(yùn)營和維護(hù)效率。

結(jié)語：現(xiàn)如今，把數(shù)據(jù)比作石油毫不過分，石油需要采集、運(yùn)輸、加工、提煉才能使用，工業(yè)數(shù)據(jù)同樣如此。邊緣計算對采集的數(shù)據(jù)有更強(qiáng)大的洞察和分析力，邊緣計算的應(yīng)用，邊緣計算網(wǎng)關(guān)的部署則會使數(shù)據(jù)產(chǎn)生的收益清晰可見，得以打消工廠老板對工業(yè)數(shù)據(jù)的疑慮，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)才能真正落實(shí)到“一線”中去。

邊云協(xié)同， 對于ICT廠商、OT廠商、OTT廠商以及電信運(yùn)營商都帶來了不可估量的價值，通過對數(shù)據(jù)的深度挖掘，促使業(yè)務(wù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

在智能制造時代，生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)需要打通并能實(shí)時交互，比如生產(chǎn)、倉儲、物流等環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)需要實(shí)時監(jiān)控、跟蹤，然后通過大數(shù)據(jù)處理來進(jìn)行智能預(yù)測，包括提前備貨、安全防范等。映翰通網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)布局正是追尋工業(yè)4.0的腳步，基于“邊緣計算網(wǎng)關(guān)+設(shè)備云+大數(shù)據(jù)分析”，采用邊云協(xié)同，打通數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理的通道，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值，最終全方位賦能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

審核編輯 黃昊宇