在20世紀(jì)80年代和90年代,由于精益制造,即時制造等受豐田和六西格瑪影響的技術(shù)提高了生產(chǎn)率,制造企業(yè)的效率卻在不斷下降。

近年來,年度生產(chǎn)力平均增長率為0.5%。由于很少有地方可以繼續(xù)改進運營,制造業(yè)組織不得不尋找新的方法來改善生產(chǎn),績效和利潤。

進入數(shù)字產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時代

利用信息技術(shù)創(chuàng)新,制造企業(yè)開始提高績效和生產(chǎn)力水平。雖然云計算是產(chǎn)業(yè)信息化轉(zhuǎn)型的主要推動因素,但邊緣計算正在迅速成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)目標(biāo)的關(guān)鍵部分,以加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。邊緣計算并不是一個新概念,但幾種趨勢已經(jīng)結(jié)合在一起,創(chuàng)造了一個機會,幫助制造企業(yè)組織將大量基于機器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為更靠近數(shù)據(jù)源的可操作智能端。

什么是邊緣計算?

邊緣計算是靠近數(shù)據(jù)源的計算基礎(chǔ)架構(gòu)。

在IIoT的背景下,“邊緣”是指靠近數(shù)據(jù)源存在的計算基礎(chǔ)設(shè)施,例如,工業(yè)機器(風(fēng)力渦輪機,磁共振(MR)掃描儀,海底防噴器),工業(yè)控制器(SCADA)系統(tǒng)和時間序列數(shù)據(jù)庫聚合來自各種設(shè)備和傳感器的數(shù)據(jù)。這些邊緣計算設(shè)備通常遠離企業(yè)云端的集中計算。維基百科是這么定義:邊緣計算是將計算應(yīng)用程序,數(shù)據(jù)和服務(wù)的前沿從集中式節(jié)點推向網(wǎng)絡(luò)的邏輯極端。

至今,邊緣計算的作用主要用于向云系統(tǒng)提取、存儲、過濾和發(fā)送數(shù)據(jù)。然而我們現(xiàn)在正處在一個時間點,邊緣計算正在打包更多的計算、存儲和分析能力,以消耗和處理設(shè)備位置的數(shù)據(jù)。包括亞馬遜,微軟和谷歌在內(nèi)的一些最大的科技公司正在探索邊緣計算,這可能會引發(fā)下一場大型計算競賽。

邊緣計算對制造業(yè)意味著什么?

制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化在未來幾年內(nèi)將發(fā)生巨變。

行業(yè)是權(quán)威人士已經(jīng)計算出,數(shù)百億的連接事物將從不同來源產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息化轉(zhuǎn)型的將在未來幾年內(nèi)發(fā)生巨大的變化。知名管理公司McKinsey&Co.估算,到2015年,工業(yè)物理網(wǎng)(IIoT)的價值將達7.5T,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)匯聚了人才和機器,將人們連接到加速數(shù)字信息化轉(zhuǎn)型的大數(shù)據(jù)中。

通過將大數(shù)據(jù),高級分析和機器學(xué)習(xí)應(yīng)用于運營,制造業(yè)可以減少意外停機時間,提高資產(chǎn)性能,降低維護成本,并為從機器數(shù)據(jù)中捕獲尚未開發(fā)的價值的新業(yè)務(wù)模型開發(fā)潛力。

智能制造有望從現(xiàn)在工廠大量部署的傳感器(接近數(shù)據(jù)的設(shè)備)中獲得洞見

在過去幾年中,制造業(yè)組織已經(jīng)開始將云融入其運營中,以收集大量數(shù)據(jù)中的洞察力,這些數(shù)據(jù)有助于實現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)成果,包括減少意外停機時間,提高生產(chǎn)效率,降低能耗等。云仍然在通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)新的性能水平方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要大量的計算能力來有效地管理來自機器的大量數(shù)據(jù)。

但隨著更多的計算,存儲和分析功能被捆綁到更接近數(shù)據(jù)源的較小設(shè)備中,即工業(yè)機器邊緣計算將有助于實現(xiàn)邊緣處理以實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的承諾。

驅(qū)動邊緣計算在智能制造領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵因素:

1、低/間歇連接(例如遠程位置)

2、將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆频母叱杀編?/p>

3、低延遲,例如機器洞察和驅(qū)動之間的閉環(huán)交互(即在機器上采取行動)

4、即時分析(例如,在現(xiàn)場工作以檢查機器性能的技術(shù)人員)

5、訪問時態(tài)數(shù)據(jù)以進行實時分析

6、合規(guī)性,監(jiān)管或網(wǎng)絡(luò)安全限制

邊緣計算與霧計算將計算能力和智能推向更靠近數(shù)據(jù)源的地方

有人開玩笑說,霧計算是真正邊緣計算的糟糕營銷術(shù)語。但霧計算及其在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中的作用與邊緣計算類似的目標(biāo):推動計算能力和智能更接近數(shù)據(jù)來源,例如泵,渦輪機,傳感器等機器。霧網(wǎng)絡(luò)或霧化是一種分散的計算基礎(chǔ)設(shè)施,其中數(shù)據(jù)、計算、存儲和應(yīng)用程序分布在數(shù)據(jù)源和云之間最合乎邏輯、最有效的位置。霧網(wǎng)絡(luò)專注于相互通信的邊緣設(shè)備,例如物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),但邊緣計算主要關(guān)注實際附著在“物體”上的設(shè)備和技術(shù),例如工業(yè)機器。

邊緣計算與云計算協(xié)同工作

為了讓制造企業(yè)充分認識到機器生成的大量數(shù)據(jù)的價值,邊緣計算和云計算必須協(xié)同工作。邊緣計算將占主導(dǎo)地位的情景包括需要低延遲(速度至關(guān)重要)或存在帶寬限制的地方(諸如礦山或海上石油平臺之類的地點);當(dāng)行動需要大量計算能力,管理來自工廠的數(shù)據(jù)量,資產(chǎn)健康監(jiān)控和機器學(xué)習(xí)等時,云計算將占據(jù)更主導(dǎo)的位置。云計算和邊緣計算對于智能制造業(yè)運營來說都是必不可少的,以便從當(dāng)今云端和邊緣應(yīng)用的復(fù)雜、多樣化和大量數(shù)據(jù)中獲得最大價值,無論何時都能有效地實現(xiàn)預(yù)期結(jié)果。

正在應(yīng)用中的邊緣計算

邊緣計算助推自動駕駛汽車

對于自動駕駛汽車,基本上是輪式數(shù)據(jù)中心與邊緣計算起著主導(dǎo)作用。粗略計算,每百輛汽車正常行駛8小時,通過車輛傳感器將產(chǎn)生40TB數(shù)據(jù)。將如此多的數(shù)據(jù)發(fā)送到云是不安全、不必要和不切實際的。

不安全是因為在這個場景中,邊緣計算的感知、思考和行動屬性必須以超低延遲實時完成,以確保乘客和公眾的安全操作。在經(jīng)過城市街道和高速公路時,將數(shù)據(jù)發(fā)送到云進行分析和決策后,返回給自動駕駛汽車將會導(dǎo)致災(zāi)難性的結(jié)果。例如,汽車在道路上正常行駛,突然有一個兒童出沖進了道路中間,在這樣的情況下,決策和后續(xù)啟動需要低延遲(汽車現(xiàn)在需要剎車!)。沒有必要將所有數(shù)據(jù)發(fā)送到云端,因為這組特定的數(shù)據(jù)只具有短期價值(避免汽車撞上兒童)。該數(shù)據(jù)的啟動及響應(yīng)速度至關(guān)重要。將從傳感器生成的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆圃俜祷厥遣磺袑嶋H的。

關(guān)于邊緣計算的其他應(yīng)用

邊緣計算技術(shù)的應(yīng)用行業(yè)不僅限于智能制造和自動駕駛汽車,還包括金融和零售。這兩個部門都使用大量客戶和后端數(shù)據(jù)集來提供從股票市場選擇到店內(nèi)服裝放置的所有信息,并且可以從較少依賴云來處理數(shù)據(jù)中獲益。零售業(yè)可以使用邊緣計算應(yīng)用程序來增強客戶體驗。雖然如今許多零售商都專注于改善店內(nèi)體驗,但優(yōu)化收集和分析數(shù)據(jù)的方式是有意義的,特別是當(dāng)許多人正在嘗試使用連接鏡和智能顯示器時。此外,許多人使用從店內(nèi)平板電腦生成的銷售點數(shù)據(jù),然后將其傳輸?shù)皆苹驍?shù)據(jù)中心。通過邊緣計算,可以在本地分析數(shù)據(jù),減少敏感數(shù)據(jù)泄漏的可能性。