前言:
工業互聯網等方向對邊緣計算有著極大的需求,而邊緣計算是個大的生態系統,包括軟件、硬件、工業廠商,重要的發展趨勢邊緣計算與工業互聯網等有機融合。
①當5G來臨,消費互聯網逐漸向產業互聯網延伸,物聯網、工業互聯網、車聯網、醫療健康、在線教育、企業遠程視頻會議等大帶寬、低時延、大流量的場景被激活。
②5G的一個關鍵特性是允許在基站或者網絡中的任何位置進行分流,所以5G也為邊緣計算提供了技術上的可行性。
以上兩點,是邊緣計算在5G時代走上風口的最核心原因。
5G助燃工業互聯網
目前建5G基站并不是要替代4G的業務,我國進入4G的時間不是很長,當前的問題不是簡單區分4G和5G,更重要的是把移動通信和互聯網聯系起來。
4G在消費領域并沒有到消亡的階段,還有很多業務沒有完善,甚至還有很多業務有待開發。至于為何要研發5G,是因為物與物之間的互聯在連接層面提出了更大的挑戰,這需要5G去解決。
5G的重點是要下沉到工業互聯網,解決物和物之間的互聯,即物和物之間信息的處理。
工業為邊緣計算落地提供土壤
而2020年是從消費互聯網走向產業互聯網的轉折之年,也是邊緣計算領域真正乘風而行的一年。
根據邊緣計算產業聯盟(ECC)與工業互聯網產業聯盟(AII)聯合發布的《邊緣計算參考架構3.0》報告,邊緣計算是在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側,融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺,就近提供邊緣智能服務,滿足行業數字化在敏捷連接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。
工業領域或許將為邊緣計算的落地提供優渥的“土壤”,很多典型的工業場景對邊緣計算存在天然的需求。
工業互聯網的傳統架構受到挑戰
隨著可穿戴設備、智能電表、智能家居、車聯網和大規模無線傳感器網絡的發展,工業物聯網被視為是工業互聯網的未來,工業物聯網設備和傳感器的數量大大增加,對工業互聯網的傳統網絡架構提出了挑戰。
由于接入網絡的工業智能設備越來越多,不僅會占用大量網絡帶寬,而且會加重工業云數據中心的負擔,數據傳輸和信息獲取的情況將越來越糟,由此引發的服務中斷、網絡延遲等問題將嚴重制約我國工業互聯網的應用和發展。
工業網絡中的反饋閉環控制流從傳感器到邊緣控制節點,最后到執行器,在此閉環中的傳感器會生成周期性的數據包,在網絡上產生大量實時感知的數據流業務。
同時,網絡中運行著多個非常重要的控制流,每個控制流的關鍵性和優先級也不同。在云端協同、管控一體化的工業異構網絡中,管理層面獲取的現場生產信息、下達的排產計劃和調度以交互流的形式在網絡上傳輸。
此外,由于工業互聯網設備和集中式的云計算數據中心的傳輸距離較遠,工業領域一些需要移動支持、位置感知和低延遲的應用的服務質量也難以得到保證。
邊緣計算+工業互聯網可打破瓶頸
邊緣計算是將集中式的計算資源分散到數據產生源附近,并且將一部分計算任務分配到邊緣層計算資源中,以提高計算任務的實時性。
在工業控制系統中,位于底層、嵌于PLC、DCS等設備或者系統中的計算資源,即可圖1工業互聯網數據處理架構作為邊緣計算的資源。
這些紛雜、獨立的邊緣資源如能充分實現互聯、互通、互操作,并充分標準化和平臺化,將很好地滿足現代工業應用場景在實時、安全、大容量、高速度、自適應計算和通信等方面的要求。
為實際生產中的工業自動化金字塔,邊緣計算位于過程控制系統層和機器控制層之間,在離工業現場最近的地方,就近提供邊緣智能服務,在邊緣側直接采集、感知、分析、預測、優化、決策,實現實際生產中的工業自動化,提高工業現場的確定性和業務實時性。
同時,邊緣計算可以同云計算進行協同交互,并將生產數據分析結果反饋給ERP系統,滿足制造企業數字化轉型中在實時業務、數據優化、應用智能、安全保護等方面的需求。
工業互聯網環境,從網絡技術的角度來說,有兩個特殊需求,一個是極高的可靠性,另一個,就是極低的時延。
工業自動化技術的演進,使得現在工業設備的運轉速度和工作精度遠超以往。如果網絡不能實現實現低時延,將不能滿足很多工業場景的需求。為了降低時延,工業互聯網引入了邊緣計算。
不過,在邊緣計算應用到工業互聯網的過程中,邊緣計算也為用戶帶來了一定的安全隱患。因此,在工業互聯網與邊緣計算深度融合的過程中,解決安全問題帶來的痛點、難點勢在必行。
工業智能化的“最佳搭檔”
根據實驗網和早期商用部署的速度,顯然,我國產業生態力求在邊緣計算發展中發揮主導作用。眾多公司正全力推動邊緣計算的發展,其中三大電信運營商以及華為、中興、諾基亞、愛立信等主要網絡供應商發力最大。
邊緣計算生態的合作也在本地產業組織(ECC、CAICT、CCSA、5G DNA)和國際組織(ETSI、3GPP、GSMA)的推動下不斷擴大。
我國政府致力于打造為新型技術強國,而工業4.0是推動數字化進程的主要驅動力,為5G和物聯網的發展提供支撐。
我國擁有全球最大、最發達的物聯網市場,三大運營商制定了宏大的5G規劃,包括計劃從2020年推出的5G SA網絡。在5G和物聯網領域的領先地位為邊緣計算產業發展創造了良好的產業環境。
結尾:
隨著5G技術正式商用,邊緣計算正重塑計算、存儲和網絡的形態,成為工業互聯網的標配。
雖然邊緣計算能為工業企業帶來諸多受益,但是如果只把邊緣計算簡單看作一種技術,那可能還是低估了它的價值。從某種意義上來說,邊緣計算正在驅動整個產業鏈的變革。
責任編輯:gt
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