邊緣計算夯實工業智能化發展基礎
發布時間：2023-03-01 作者：www.xstr.xyz
導讀：隨著企業數字化轉型和智能化改造的推進，打造數字化車間和智能工廠已成為企業重構生產制造體系，提升產業競爭力的關鍵。
由于數字化系統和智能化設備大量部署，智能工廠每天產生的數據也呈指數級增長，這些海量的數據有些是需要快速分析處理，這對企業的計算系統造成了巨大壓力。于此，邊緣計算應運而生。它將數據中心智慧算力向邊緣側延伸，從而滿足制造企業在數據貫通、實時業務、數據優化、應用智能等方面的需求。
實踐證明，通過在靠近制造設備端部署邊緣節點進行本地化的感知、決策、控制、分析一體化，可明顯降低網絡需求的同時提高響應實時性，有效地提高了工業現場設備的反應能力和數據處理能力。Stratus公司亞太銷售和服務副總裁Edward Chow在接受新工業網記者采訪時就指出，隨著工業智能化應用的不斷深入，OT與IT融合將更加深入，未來邊緣系統將會承擔越來越多的任務，特別是工業智能化應用場景需求的爆發，邊緣計算將展現出更大的彈性和效率優勢，并幫助企業減少計算資源浪費及降低IT成本。
01 IT與OT融合賦予邊緣計算新任務
隨著工業互聯網、智能制造和大數據的運用，OT與IT之間的融合已經變得不可避免。IT代表信息與計算機技術，由管理業務數據、支撐管理流程的技術、系統和應用程序組成，這些管理的應用程序包括ERP、MES、EAM、WMS等。OT代表運營與自動化技術，由管理生產資產、保持順暢運營的技術、系統和應用程序組成，管理的應用程序包括PLC、PCD、SCADA、SIS、數據歷史和網關系統等。
據Edward Chow觀察，進入2023年，IT與OT融合趨勢更加明顯。越來越多的企業將IT網絡安全要求納入到OT領域。更多情況下，這些問題由OT人員而不是IT團隊成員來處理。雖然OT和IT團隊在資產所有權上仍然存在分歧，但打通IT到OT的數據通路，有助于確保系統的安全性、互操作性和可維護性，促進企業的創新。對邊緣計算而言，這是一次難得的發展機遇。
例如在過程監控與生產管理中SCADA起著關鍵作用。SCADA位于管理調度層，采集監控現場級數據，接受事件驅動，提供人機接口，實現告警處理、報表輸出及可視化、動態模擬等。但本身和PLC協議開放性均不足，需針對性配置參數與應用程序才能實現PLC與SCADA通信。上位機的操作系統大都采用Windows，與底層不同，因此需與底層OT融合。
而邊緣計算可以將IT和OT的優勢結合在一起，讓OT領域內的人員在底層便可以使用自動化語言為上層的分析人員提供數據，而數據分析專家則可以在底層直接獲取相關數據之后進行數據分析，邊緣計算在其中起到的是橋梁的作用。
Edward Chow認為，隨著數字化轉型和智能化升級，邊緣計算系統正在承擔許多不同的工作負載。比如在石油和天然氣行業，工廠往往位于偏遠地區，而且數量眾多，通過邊緣計算可以實時分析與處理更接近的資產，這意味著更少地依賴于與集中式云的高質量連接。在智能電網中，連接到工廠、工廠和辦公室邊緣平臺的傳感器和物聯網設備正在被用于實時監測能源使用并分析其消耗。有了實時可見性，企業和能源公司就可以達成新的交易，例如在電力需求的非高峰時段運行大功率機械。這可以增加企業對綠色能源，如風能的消耗；在制造企業工廠，邊緣計算有助于使數據的處理和存儲更接近設備。這使物聯網傳感器能夠以低延遲監控機器健康狀況，并實時執行分析。
02 邊緣計算夯實工業智能化發展基礎
工業智能化已成為工業領域可持續發展乃至實現突破超越的必要過程，而工業資產、系統、過程和環境的自動化和監控在制造業中越來越重要。為推進工業自動化和智能化進程，企業正在使用物聯網傳感器以自動化其制造過程。物聯網傳感器產生大量數據，依賴邊緣計算系統進行數據采集、處理和分析，如果再能與人工智能的力量相結合，對企業的生產決策過程將產生有價值的見解，而制造商可以利用這些見解提高運營效率。
過去幾年，國家也在積極推出相關的文件政策推動人工智能、大數據和邊緣計算的發展。2021年國家部委出臺的諸多文件中都涉及邊緣計算，如《“十四五”智能制造發展規劃》中提到研發人工智能、5G、大數據、邊緣計算等在工業領域的適用性技術，研發融合邊緣計算等新技術的新型裝備，在《工業互聯網創新發展行動計劃（2021-2023年）》中提到加強邊緣計算的研發與推廣。作為工業互聯網創新發展的核心技術和重要支撐，邊緣計算技術正在各行業、各領域受到廣泛的應用和推廣。
實際上，Edward Chow早已洞察到邊緣計算對于工業智能化發展的巨大應用價值。他估計2023年企業將面臨兩大挑戰：一是企業是否擁有可靠的自動化基礎設施；二是隨著業務的發展企業是否需要更高的自動化能力。其實企業在疫情中的經歷已經證明，無論是對企業的管理還是生產，或者是IT基礎設施，更高的自動化能力對于企業抵抗市場不確定性風險具有極端的重要性。
對制造業而言，邊緣的自動化將可以實現更大的彈性和效率，這反過來減少了資源的浪費和成本，從而有助于企業抵抗快速上漲的通脹風險并降低價格，將有利于企業提升市場競爭力。Edward Chow最后談到了對未來邊緣計算應用的看法。
他認為未來的邊緣計算平臺必須能用更少的硬件、更小的能源消耗、更少的資源占用搭建可靠性和安全性更好、自動化和智能化水平更高的方案?；谶@樣的考慮，現在也能看到很多企業利用容器化和工作負載整合的優勢，這意味著邊緣只需一臺功能更強大的機器來處理更多的工作負載，而不會產生任何性能影響。通過在邊緣計算平臺部署管理和決策類軟件工具，能指導操作員做出更明智的決策，縮小有經驗的和缺乏經驗的操作員之間的差距。
03 后記
Edward Chow表達了一種擔憂。他感受到了三年疫情給企業帶來的影響，意識到很多企業開始放緩數字化轉型的步伐。他認為這并沒有問題。但他指出邊緣計算轉型的速度因行業而異，因企業而異，企業必須清晰地認識到，一個技術解決方案的好處只有在實施后的一段時間才能體現出來。更早地接受邊緣計算技術，將使企業先一步掌握經驗、吸取教訓并繼續前行。到2023年，那些繼續以新的步伐進行轉型的企業，將以所需的準備就緒和敏捷性迎接不確定的一年。