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工联网关键技术巡礼之二 | 边缘计算:海量工业应用的计算基石

工业互联网世界2018-11-07 16:08:56

无网络不应用。在业界将目光聚集在工业互联网平台培育的同时,网络侧的“互联互通”缺失却不容忽视。


在工业互联网体系中,网络是基础,数据是核心,安全是保障。《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中提出,组织实施工业互联网工业企业内网、工业企业外网和标识解析体系的建设升级。


在“看得见的手”的推动下,一场自上而下的工业互联网网络改造工程正式开启。此次,《通信产业报》(工业互联网世界公众号)记者深耕工业互联网市场,为你解构工业互联网中的通信技术。



在工业互联网体系中,网络是基础,数据是核心,安全是保障。《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中提出,组织实施工业互联网工业企业内网、工业企业外网和标识解析体系的建设升级。


在“看得见的手”的推动下,一场自上而下的工业互联网网络改造工程正式开启。此次,《通信产业报》(工业互联网世界公众号)记者深耕工业互联网市场,为你结构工业互联网中的通信技术。


边缘计算:海量工业应用的计算基石



工业互联网离不开边缘计算(MEC)。


IDC统计,截至2020年将有超过500亿终端与设备联网,未来超过50%的数据需要在网络边缘侧分析、处理与储存。边缘计算能在靠近物或数据源头的网络边缘侧就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。


通过边缘计算的资源和能力,可将虚拟空间和物理实体紧密融合在一起。


在工业制造领域,要实现数字化制造、网络化协同、智能化转型,离不开物联网、大数据和云计算,更离不开边缘计算。


换言之,边缘计算接近于工业上分布式自律的概念,在基于互联网的异构分布式计算环境下,集中与分散相结合,既有效利用互联网的资源,又保证了用户系统的自律性、安全性和健壮性。


众所周知,“工业4.0”的核心是CPS,而融合了网络、计算、存储、应用核心能力的边缘计算,显然是CPS的核心。因此,边缘计算被看作“工业4.0”核心之核心。



在目前普遍采用的基于PLC、DCS、工控机和工业网络的控制系统中,位于底层、嵌于设备中的计算资源许多都是边缘计算的资源。


作为边缘计算的具体表现形式,工业CPS在底层通过工业服务适配器,将现场设备封装成web服务;在基础设施层,通过工业无线和工业SDN网络将现场设备以扁平互联的方式联接到工业数据平台中;在数据平台中,根据产线的工艺和工序模型,通过服务组合对现场设备进行动态管理和组合,并与MES等系统对接。工业CPS系统能够支撑生产计划灵活适应产线资源的变化,旧的制造设备快速替换与新设备上线。


以冶金行业为例,目前规模以上冶金企业信息化已颇具成效,但缺少的恰恰是末端智能。冶金方面的数据经常出现完整性和一致性的问题,解决不好会给能源管理和智能管理环节造成困难。


此外,冶金的物流跟踪是典型的CPS,其间,物理与化学形态经常发生改变,控制过程有一定难度。边缘计算能在其中发挥着重要作用,帮助实物联网,成为工业物联网技术的有效补充。


显而易见,通过引入边缘计算,能够为制造业提供:设备灵活替换;生产计划灵活调整;新工艺/新型号快速部署。进一步推动智能制造的实现。


未来,作为工业物联网分析和处理应用程序的引擎,边缘计算将会发展得更快。此外,边缘计算技术公司也在成为资本市场下一个投资目标。随着从汽车、无人机、医疗设备到机器人领域设备连接数量不断增长,越来越多企业正在拥抱边缘计算技术。


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文 / 《通信产业报》(网)谭伦
编辑 / 党博文

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