邊緣計(jì)算綜述

1、1.什么是邊緣計(jì)算？在IIoT的背景下，“邊緣”是指靠近數(shù)據(jù)源的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，例如工業(yè)機(jī)器（例如風(fēng)力渦輪機(jī)，磁共振（MR）掃描儀，海底防噴器）），工業(yè)控制器如SCADA系統(tǒng)和時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)匯總來(lái)自各種設(shè)備和傳感器的數(shù)據(jù)。這些設(shè)備通常遠(yuǎn)離云中可用的集中式計(jì)算。邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開(kāi)放平臺(tái)。邊緣計(jì)算與云計(jì)算互相協(xié)同，共同助力各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。它就近提供智能互聯(lián)服務(wù)，滿足行業(yè)在數(shù)字

2、化變革過(guò)程中對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)智能、數(shù)據(jù)聚合與互操作、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。到目前為止，邊緣計(jì)算的作用主要用于攝取，存儲(chǔ)，過(guò)濾和發(fā)送數(shù)據(jù)到云系統(tǒng)。然而，我們正處于一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，這些計(jì)算系統(tǒng)正在包裝更多的計(jì)算，存儲(chǔ)和分析功能，以消耗并對(duì)機(jī)器位置的數(shù)據(jù)采取行動(dòng)。這種能力對(duì)于工業(yè)組織來(lái)說(shuō)將是非常有價(jià)值的這是不可或缺的。2.這對(duì)工業(yè)帶來(lái)的價(jià)值行業(yè)權(quán)威人士已經(jīng)計(jì)算出，數(shù)以千計(jì)的連接事物會(huì)從不同的來(lái)源產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分

3、局ITUT的研究報(bào)告，到2020年，每個(gè)人每秒將產(chǎn)生1.7MB的數(shù)據(jù)，IoT可穿戴設(shè)備的出貨量將達(dá)到2.37億。IDC也發(fā)布了相關(guān)預(yù)測(cè)，到2018年，50%的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將面臨網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，40%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲(chǔ)存，到2025年，這一數(shù)字將超過(guò)50%。管理咨詢(xún)公司麥肯錫公司估計(jì)，到2025年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）將創(chuàng)造價(jià)值7.5萬(wàn)億的市場(chǎng)規(guī)模。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將思想和機(jī)器結(jié)合在一起，將人們與加速數(shù)字產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的機(jī)器數(shù)據(jù)相結(jié)

4、合。通過(guò)將大數(shù)據(jù)，高級(jí)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)，工業(yè)可以減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間，提高資產(chǎn)性能，降低維護(hù)成本，并為從機(jī)床數(shù)據(jù)中獲取未開(kāi)發(fā)價(jià)值的新業(yè)務(wù)模式開(kāi)拓潛力。過(guò)去幾年來(lái)，工業(yè)組織已經(jīng)開(kāi)始將云計(jì)算融入業(yè)務(wù)，從大量數(shù)據(jù)中獲取洞察力，幫助實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)成果，包括減少意外停機(jī)，提高生產(chǎn)效率，降低能耗等。云計(jì)算仍然通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)新的性能水平發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)樗枰罅康挠?jì)算能力來(lái)有效地管理來(lái)自機(jī)器的龐大數(shù)據(jù)量。但是隨著更多的計(jì)算，存儲(chǔ)和分析能力

5、被捆綁到更靠近數(shù)據(jù)源的較小設(shè)備中，即工業(yè)機(jī)器邊緣計(jì)算將有助于邊緣處理實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的承諾。當(dāng)您考慮這兩種技術(shù)時(shí)，請(qǐng)考慮使用雙手的方法。您將根據(jù)所需的操作使用一個(gè)或兩個(gè)。將其應(yīng)用于IIoT示例，其中一只手是邊緣，另一只手是云，您可以快速查看某些工作負(fù)載中的“邊緣手”將如何發(fā)揮更重要的作用，而在其他情況下，您的“云手”將采取領(lǐng)先位置。而有時(shí)候需要雙手同時(shí)進(jìn)行。邊緣將占主導(dǎo)地位的場(chǎng)景包括需要低延遲（速度至關(guān)重要）或有帶寬限制的地方（諸如礦井或

6、海上石油平臺(tái)等場(chǎng)所，使其既不實(shí)際也不負(fù)擔(dān)得起，在某些情況下也是不可能的，將所有數(shù)據(jù)從機(jī)器發(fā)送到云端）。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)或蜂窩連接很多時(shí)，也很重要。當(dāng)行動(dòng)需要重要的計(jì)算能力，管理來(lái)自各個(gè)工廠的數(shù)據(jù)量，資產(chǎn)健康監(jiān)測(cè)和機(jī)器學(xué)習(xí)等時(shí)，云計(jì)算將占據(jù)更主要的地位。底線是這樣的：云端和邊緣都是工業(yè)運(yùn)營(yíng)所必需的，從現(xiàn)今云計(jì)算和邊緣應(yīng)用的復(fù)雜，多樣和數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)中獲得最大的價(jià)值，無(wú)論哪個(gè)地方最有意義的是實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。4.邊緣計(jì)算典型應(yīng)用場(chǎng)景4.1.智能家居行

7、業(yè)：家中有非常多的智能家居的設(shè)備，智能家居不同產(chǎn)品之間互動(dòng)場(chǎng)景的定義，需要邊緣計(jì)算。這個(gè)邊緣計(jì)算或者是個(gè)網(wǎng)關(guān)、或者是個(gè)中控系統(tǒng)，設(shè)備之間的互聯(lián)互通、場(chǎng)景控制需要通過(guò)云計(jì)算與邊緣計(jì)算協(xié)同。4.2.可穿戴設(shè)備：未來(lái)可穿戴設(shè)備大規(guī)模普及，每個(gè)人可能隨身攜帶幾個(gè)或者幾十個(gè)可穿戴的設(shè)備，這些可穿戴設(shè)備之間是否需要聯(lián)動(dòng)？什么設(shè)備做這些設(shè)備的聯(lián)動(dòng)？如何讓這些可穿戴設(shè)備協(xié)同？以每個(gè)人為中心的場(chǎng)景也需要邊緣計(jì)算。4.3.車(chē)聯(lián)網(wǎng)：每部車(chē)上都有大量的設(shè)備，汽

8、車(chē)設(shè)備之間的協(xié)同，車(chē)與其他車(chē)之間的協(xié)同，車(chē)與人的協(xié)同；也需要通過(guò)邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)。4.4.智慧城市智慧城市建設(shè)是涉及諸多信息系統(tǒng)建設(shè)、科學(xué)運(yùn)用綜合集成技術(shù)的大型信息化工程，將帶動(dòng)城市基礎(chǔ)設(shè)施的整體升級(jí)，支撐城市轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。從國(guó)外到國(guó)內(nèi)，從深圳到貴陽(yáng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基礎(chǔ)設(shè)施智能化的重要支撐，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用也一定需要邊緣計(jì)算。從鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、裝置傳感器、搭建系統(tǒng)平臺(tái)到實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全采集，邊緣計(jì)算在智慧城市中有著豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。在道路兩側(cè)路燈桿上安裝