邊緣計(jì)算已被許多制造企業(yè)用于提高效率和生產(chǎn)力,， IIoT 可使數(shù)據(jù)變得更加智能。圖片來(lái)源：ABB

作者：Christian Johansson

物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的出現(xiàn)讓更多連接和智能應(yīng)用成為可能,，例如，冰箱可以自己訂購(gòu)食品,，自動(dòng)駕駛車輛可以自己規(guī)劃行程,，這些都是在互聯(lián)網(wǎng)邊緣端進(jìn)行計(jì)算決策的相關(guān)例子。在采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）方面,，制造業(yè)花費(fèi)的時(shí)間稍長(zhǎng)一點(diǎn),，但它們正在彌補(bǔ)浪費(fèi)的時(shí)間,，并已在包括邊緣計(jì)算在內(nèi)的技術(shù)方面獲得了重大發(fā)展,。

制造企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)，是在生產(chǎn)過(guò)程中如何充分利用從 IIoT 設(shè)備和控制系統(tǒng)中收集 的數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)處理能力的缺乏,，可能會(huì)阻礙數(shù)據(jù)價(jià)值的釋放,，從而導(dǎo)致無(wú)法充分利用數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可用信息,。邊緣計(jì)算可以將計(jì)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移至需要它的地方,，所帶來(lái)的收益包括更快的處理速度,、更高的安全性以及優(yōu)化的可用帶寬。 

制造商從邊緣計(jì)算和工業(yè)分析中所獲得的最大收益,，是利用工業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程 的能力,。企業(yè)已經(jīng)使用邊緣計(jì)算和工業(yè)分析， 來(lái)幫助工廠實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效的生產(chǎn),，它們現(xiàn)在正考慮通過(guò)低成本的傳感技術(shù),、數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化以進(jìn)一步提高效率。

將計(jì)算能力部署在其所服務(wù)的設(shè)備附近,， 可以減少延遲（數(shù)據(jù)從源到目的地傳輸所需的時(shí)間）,，從而可以提高處理速度。與將數(shù)據(jù)上傳 到云相比,，邊緣計(jì)算可以大大減少時(shí)間延遲,。不過(guò),，這些收益取決于不同的使用場(chǎng)景,，例如，如果應(yīng)用旨在控制或與執(zhí)行器,、電機(jī)和過(guò)程交互，則需要實(shí)時(shí)控制,。如果需要基于對(duì)趨勢(shì)的深入分析來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)期的流程優(yōu)化,，對(duì)時(shí)間的要求并不是很嚴(yán)格,，那么云可能是更好的選擇。

將云與邊緣計(jì)算相結(jié)合,， 其中一個(gè)重要的收益,，就是基于來(lái)自 IIoT 設(shè)備的數(shù)據(jù),，利用云來(lái)訓(xùn)練模型,。然后,，就可以在邊緣運(yùn)行這些模型，從而使設(shè) 備能夠更快,、更恰當(dāng)?shù)仨憫?yīng)變化。

云連接可能會(huì)帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn),。在選擇邊緣計(jì)算機(jī)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)成為首要任務(wù),。自動(dòng)化供應(yīng)商可以提供集成端到端安全性的系統(tǒng),，該系統(tǒng)基于應(yīng)用專業(yè)知識(shí)。隨著業(yè)務(wù)范圍的增長(zhǎng) 和生產(chǎn)工廠的擴(kuò)大,，邊緣計(jì)算還可以提供更大的可擴(kuò)展性,。通過(guò)可擴(kuò)展的計(jì)算設(shè)備,，可以輕松對(duì)工廠設(shè)施進(jìn)行升級(jí),，以便獲得更多數(shù)據(jù)和更多應(yīng)用,。

▎對(duì)制造商來(lái)說(shuō),，邊緣計(jì)算和云很有價(jià)值,，但是它們卻各有優(yōu)勢(shì)。邊 緣 計(jì) 算 更 適 合 實(shí) 時(shí) 需 求 ,；云 比較適合長(zhǎng)期項(xiàng)目。圖片來(lái)源 ：ABB

邊緣計(jì)算的潛在客戶正在探索各種可能性,，以尋求對(duì)其運(yùn)營(yíng)和 IIoT 實(shí)施有所幫助的應(yīng)用。很多工業(yè)用戶使用自動(dòng)化系統(tǒng)提高效率,。為了確保生產(chǎn)的正常運(yùn)行，新增加的設(shè)備不應(yīng)影響現(xiàn)有設(shè)施,。這種差異可在 IIoT 和邊緣計(jì)算中發(fā)現(xiàn),。

使用邊緣計(jì)算并將其作為連接云的網(wǎng)關(guān),， 可以支持諸多復(fù)雜程度各異的應(yīng)用場(chǎng)景,，從單個(gè)獨(dú)立過(guò)程到涉及多個(gè)站點(diǎn)的裝置。一家大型礦業(yè)公司希望比較旗下各礦井的運(yùn)營(yíng)績(jī)效,、安全事件和維護(hù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),，并將其視為系列資產(chǎn),。在運(yùn)營(yíng)多個(gè)站點(diǎn),，需要以不同的方式優(yōu)化運(yùn)營(yíng)時(shí),，或優(yōu)化不同工廠之間、工廠與站點(diǎn)之間的價(jià)值鏈時(shí),，就需要借助于云,。

在利用人工智能（AI）對(duì) IIoT 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理方面，一些供應(yīng)商選擇從云端驅(qū)動(dòng) AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),，而其它供應(yīng)商則在邊緣端構(gòu)建,。介于兩者之間的則是聯(lián)邦學(xué)習(xí)（Federated Learning），這是一種訓(xùn)練數(shù)據(jù)去中心化的機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案,，目標(biāo)是在保證數(shù)據(jù)隱私安全及合法合規(guī)的基礎(chǔ)上,，讓參與方不用共享數(shù)據(jù)就能共同建模，從而打破數(shù)據(jù)孤島實(shí)現(xiàn) AI 協(xié)作,。

正確的選擇取決于企業(yè)的目標(biāo),，邊緣和云同樣重要,，需要根據(jù)不同應(yīng)用的需求進(jìn)行選擇,。集成的、智能化的系統(tǒng)將受益于數(shù)字化的技術(shù)數(shù)據(jù),、邊緣計(jì)算的快速處理以及云的深度分析和學(xué)習(xí)功能,。

未來(lái)，最成功的企業(yè)可能是那些部署有效的站點(diǎn),、邊緣計(jì)算和云策略的公司,，這些策略可以通過(guò)將收集的數(shù)據(jù)快速、高效和經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)換為有用信息來(lái)推動(dòng)價(jià)值,，并在需要時(shí)隨時(shí)隨地在企業(yè)內(nèi)共享這些信息,。考慮以下 5 點(diǎn)建議,，可以幫助實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)并確保獲得期望的投資回報(bào),。

在開(kāi)始部署邊緣計(jì)算時(shí)，請(qǐng)考慮工業(yè)數(shù)據(jù)的來(lái)源（例如智能設(shè)備和控制系統(tǒng)）,、連接功能,， 以及哪些處理可以在邊緣端完成,，哪些處理可以在云端完成。這樣,，就可以確保那些使用實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)的應(yīng)用托管在數(shù)據(jù)源附近,，從而可以快速處理數(shù)據(jù)。這可以減少延遲,，提供最佳的響應(yīng)時(shí)間,，而其它分析則可以在云端完成并可在站點(diǎn)之間輕松共享。

邊緣計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)在于它的可擴(kuò)展性,，如 有必要,，可以在建成后添加新的邊緣節(jié)點(diǎn)或設(shè) 備。選擇的解決方案應(yīng)在設(shè)備和系統(tǒng)之間易于 連接,，并且可以無(wú)縫橋接信息技術(shù)（IT）和運(yùn) 營(yíng)技術(shù)（OT）功能,，從而獲得對(duì)數(shù)據(jù)更深入的了解，挖掘更多潛在的價(jià)值,。新增值應(yīng)用也 應(yīng)易于快速部署,。 

在為邊緣 IIoT 項(xiàng)目選擇合適的技術(shù)時(shí)， 需要選擇已經(jīng)預(yù)先驗(yàn)證并證明可以協(xié)同工作的 解決方案,。這種方法有助于確保邊緣 IIoT 解決 方案的快速部署和擴(kuò)展,，而將因未經(jīng)測(cè)試或技 術(shù)不兼容而導(dǎo)致的潛在風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

邊緣計(jì)算和云計(jì)算服務(wù)于不同的應(yīng)用需 求,，不存在誰(shuí)更占主導(dǎo)地位,。仔細(xì)考慮應(yīng)用的 特征以及如何使用數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)選擇。 

邊緣計(jì)算和云之間的主要區(qū)別包括帶寬,、 延遲和網(wǎng)絡(luò)可用性等,。選擇邊緣計(jì)算而不是云 計(jì)算的主要原因與性能有關(guān)。需要快速響應(yīng)的 實(shí)時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景,，邊緣計(jì)算是最理想的選擇,。云 計(jì)算則更適合于那些集中收集和分析復(fù)雜數(shù)據(jù) 的應(yīng)用，它們對(duì)時(shí)間的要求不高,。

數(shù)據(jù)是公司的專有技術(shù),、思想和運(yùn)營(yíng)的 集合，是現(xiàn)代企業(yè)最有價(jià)值的資產(chǎn)之一,，需 要加以保護(hù),。在設(shè)計(jì)以及選擇合作伙伴來(lái)提 供邊緣 IIoT 解決方案時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱 私必須是重中之重,。安全性應(yīng)擴(kuò)展到各個(gè)層 面,，為網(wǎng)絡(luò)滲透和未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)提供強(qiáng)有 力的保護(hù)，通過(guò)固有的安全功能確保工廠的 完整性和機(jī)密性。 

網(wǎng)絡(luò)安全供應(yīng)商還應(yīng)幫助維護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī) 密性,，在使用和存儲(chǔ)方式方面提供完全透明的 信息,，并確保未經(jīng)事先同意不會(huì)將任何信息透 露給第三方。確保邊緣計(jì)算供應(yīng)商能夠通過(guò)不 斷發(fā)展的軟件和硬件,，使產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn) 保持同步,，從而保證持續(xù)防范潛在的安全問(wèn)題。

尋找合適的邊緣計(jì)算供應(yīng)商或合作伙伴,， 是邊緣 IIoT 部署能否成功的關(guān)鍵之一,。專業(yè)的 供應(yīng)商可以提供與應(yīng)用最佳集成的產(chǎn)品組合。在選擇合作伙伴時(shí),，還應(yīng)能考察其過(guò)往的應(yīng)用 案例,，以證明其在與您相同或相似的行業(yè)和應(yīng) 用中具有部署和支持解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)。