為什么邊緣計算會在制造業大行其道?
繼瓦特造蒸汽機碾過農業文明,西門子制發電機迎來電氣時代,福特用高效流水線代替低速手工之后,以數字化和智能化為標志的第四次工業革命未來已來。誠然,新興的物聯網技術在這輪變革中功不可沒,但切實存在的“新問題”和“新需求”才是驅動制造業轉型的內生動力。
從市場方面來看,全球消費力的提升要求工廠更有效率,消費升級的浪潮卻又倒逼工廠“化剛為柔”,提供更加個性化的產品;從安全的角度來看,當工廠里基礎設施實現互聯互通之后;任何一次網絡攻擊都會帶來巨大的損失;站在勞動力的角度,掌握know-how的熟練技工面臨著老齡化和退休的窘境,工廠需要找到新的人才來使用不斷增加的機器人和互聯設備…除此之外,還有一系列的變革正在全球制造業中發生,比如3D打印為定制化生產提供了可能,制造企業的商業模式也在從產品升級為服務(XaaS)。
面對這樣的現狀,制造企業應該如何轉型?其合作伙伴又該如何優化自身的解決方案以助力制造企業的沖浪?英特爾物聯網事業部工業與能源解決方案部門總經理Christine Boles在“英特爾讓智能制造改變工業”物聯網工業研討會上分享了她的見解。在Christine的演講中,邊緣計算是一個被反復提及的關鍵詞。
工業數據的“保鮮期”很短
在制造業領域,無論是針對設備的預測性維護,還是針對消費者的柔性制造,都需要依靠“數據”這座油礦。只有充分挖掘工廠設備聯網后產生的海量數據中的價值,通過對制造大數據進行分析,才能提升數字化工廠運行效率,實現真正的工業智能化。
工業世界任何微小的改變都會帶來很大的優勢,GE把它叫做“1%的威力”,但與之相對的,工業世界任何微小的故障也可能帶來很大的損失——工業現場的很多數據“保鮮期”很短,一旦處理延誤,就會迅速“變質”,數據價值呈斷崖式跌落。因此不是所有數據都必須上傳到云平臺,“邊緣計算”便由此而生。
什么是邊緣計算?我們看到的大多數互聯網信息處理模式,都是“端-管-云”的模式——在應用的現場,“端”只負責收集數據、執行指令,而“云”負責所有的數據分析和控制邏輯功能。“邊緣計算”就是將部分數據分析功能,放到了應用場景的附近(終端或網關)來實現,這種就近提供的智能服務可以滿足行業數字化在敏捷聯接、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。
如果說云端相當于人類的大腦,那么邊緣計算就猶如人類的神經末梢,對簡單的刺激進行自處理并將處理的特征信息反饋給云端大腦。
物聯網時代的“邊緣計算”設備,需要滿足3個必備能力:采集邊緣數據、智能的運算能力和可操作的決策反饋,其中的智能運算能力自然是英特爾的拿手好戲。
在2017中國國際工業博覽會上,英特爾和華為攜手開發的“自適應柔性制造平臺”被授予第十九屆中國國際工業博覽會創新金獎。英特爾和華為共同開發邊緣計算服務器,使用了英特爾至強處理器。將邊緣計算引入機器人,通過軟件定義機器人,實現快速部署,大幅縮短產線切換時間,助力工業客戶實現柔性制造。
從分散的子系統到整合的計算平臺
工業領域目前的另一個重大趨勢是把工業設備中通常分散的子系統整合到一個計算平臺中,該平臺為工業設備管理多個應用。
例如,目前的一臺工廠機器通常有多個計算設備,包括一個或多個機器控制器、PLC(可編程邏輯控制器)、HMI(人機界面)、機器視覺設備、數據采集設備、安全控制器等等,設備制造商正把很多這些功能整合到一個更高性能的計算設備中。
而這種在機器的控制、操作和IT界面上實現的功能集成會要求我們的決策在更靠近信息發生的部位,也就是設備的邊緣。
英特爾中國區物聯網產品營銷部產品總監謝青山表示:“隨著更多功能注入邊緣設備,設備會變得更加智能和自給。‘物’會變得真正智能化,并大量依賴本地連接,而不是云來按需做出決策。”
物聯網演進的三個階段
在英特爾看來,物聯網演進的過程包含三個階段:第一階段是連接——讓未聯網的設備相互之間連接起來;第二階段是智能互聯的物——通過傳感器從聯網設備中采集數據,過濾、處理、分析后產生“智慧”的行動和反饋;第三階段是自治——將軟件定義的功能添加到系統中,整個物聯網可形成自主管理的系統。
在物聯網演進的第二個階段中,聯網后的工業設備將產生海量數據,如何充分挖掘工廠中的數據價值是關鍵。除了傳統的云端大腦,邊緣設備所具備的本地計算能力能讓設備更快的采取本地行動。英特爾智能聯機技術可針對傳統設備到新設備的邊緣進行數據提取,經過本地和后臺數據聚合以及分析,提升生產效率。借助該技術,中國頂級制造用例將實現生產資產管理和制造運營改進,釋放超過 500 多億美元的硬件、軟件、連接和服務收入。
根據IDC的預估,對物聯網的投資將在未來3年內以15.6%的速度增長,2020年達到1.29萬億美元。其中,物聯網投資由工業應用主導,包括制造業、交通運輸業和公用事業。顯而易見,工業端應用超越了消費端應用,正在主導全球物聯網投資,這也難怪邊緣計算會先從該領域開始大行其道了。
在萬物智能互聯的世界,英特爾充分利用自身在計算和硬件方面的優勢,賦能中國制造業,并和工業領域生態系統合作伙伴攜手,驅動中國工廠智能化轉型,加速第四次工業革命進程。



