在日前閉幕的重慶中國(guó)智能博覽會(huì)上，有大量的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的展示，其中有一個(gè)工業(yè)攝像頭與邊緣計(jì)算設(shè)備結(jié)合的應(yīng)用，工業(yè)攝像頭對(duì)精細(xì)器件進(jìn)行質(zhì)量鑒別，這一信息被存儲(chǔ)在邊緣設(shè)備中，對(duì)收集到的信息再做分析處理。其實(shí)這樣的場(chǎng)景在工業(yè)制造中非常多，隨著各種可以聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備越來(lái)越多，如溫度、濕度、攝像頭、紅外感應(yīng)等在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的大量使用，邊緣計(jì)算在智能制造中將會(huì)有非常廣泛的應(yīng)用空間。

邊緣計(jì)算是CPS核心

據(jù)IDC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年將有超過(guò)500億的終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。未來(lái)超過(guò)50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲(chǔ)存。邊緣計(jì)算正是充分利用物聯(lián)網(wǎng)終端的嵌入式計(jì)算能力，并與云計(jì)算結(jié)合，通過(guò)云端的交互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體的智能化。

其實(shí)在工業(yè)內(nèi)網(wǎng)中，在離工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)近的地方，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開放平臺(tái)，就近提供邊緣智能服務(wù)，是滿足制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中提出的快速聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

有專家認(rèn)為，“工業(yè)4.0”的核心是CPS(信息物理系統(tǒng))，而融合了網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的邊緣計(jì)算，顯然又是CPS的核心。邊緣計(jì)算與工業(yè)控制系統(tǒng)有密切的關(guān)系，具備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)接口的工業(yè)控制系統(tǒng)本質(zhì)上就是一種邊緣計(jì)算設(shè)備，解決工業(yè)控制高實(shí)時(shí)性要求與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的不確定性的矛盾。

例如，目前規(guī)模以上冶金企業(yè)，信息化已經(jīng)頗有成效，但缺少的是終端的智能。冶金的物流跟蹤是典型的CPS，物理與化學(xué)形態(tài)經(jīng)常發(fā)生改變，控制過(guò)程有一定難度。邊緣計(jì)算在其中發(fā)揮著重要作用，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效補(bǔ)充。

在目前普遍采用的基于PLC、DCS、工控機(jī)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)中，位于底層、嵌于設(shè)備中的計(jì)算資源，或多或少都是邊緣計(jì)算的資源。只是目前這些資源比較紛雜、獨(dú)立、低效，未能充分實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互操作，未能充分標(biāo)準(zhǔn)化和平臺(tái)化。當(dāng)然，這也就難以滿足現(xiàn)代應(yīng)用場(chǎng)景在實(shí)時(shí)、安全、大容量、高速度、自適應(yīng)計(jì)算和通信等方面對(duì)它的要求。

邊緣計(jì)算是小型專家系統(tǒng)

作為邊緣計(jì)算的具體表現(xiàn)形式，工業(yè)CPS在底層通過(guò)工業(yè)服務(wù)適配器，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備封裝成web服務(wù);在基礎(chǔ)設(shè)施層，通過(guò)工業(yè)無(wú)線和工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)中;在數(shù)據(jù)平臺(tái)中，根據(jù)產(chǎn)線的工藝和工序模型，通過(guò)服務(wù)組合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和組合，并與MES等系統(tǒng)對(duì)接。工業(yè)CPS系統(tǒng)能夠支撐生產(chǎn)計(jì)劃靈活適應(yīng)產(chǎn)線資源的變化，舊的制造設(shè)備快速替換與新設(shè)備上線。

一直在做工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的東方國(guó)信在這一領(lǐng)域中有近十年的經(jīng)驗(yàn)。“我們發(fā)現(xiàn)平臺(tái)、模型、算法都要基于傳感器采集的數(shù)據(jù)，所以從傳感器的數(shù)據(jù)源頭端開始做。”東方國(guó)信工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院院長(zhǎng)趙宏博告訴記者，僅從工業(yè)高爐單個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景看，就需要紅外成像、熱成像、激光雷達(dá)、數(shù)字測(cè)溫芯片、柔性變偶等各種傳感器。

目前東方國(guó)信的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠接入不同類型的數(shù)據(jù)。尤其是一些流程復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣端形成的小型專家系統(tǒng)已經(jīng)是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。“在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)有六七千張數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系十分復(fù)雜，我們通過(guò)數(shù)據(jù)地圖的‘血緣關(guān)系’，掌握海量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)治理。”趙宏博說(shuō)。