物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算工業(yè)用例
物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算工業(yè)用例 2022-08-26 10:43:16 物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算工業(yè)用例 0

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邊緣計(jì)算已成為最熱門(mén)的技術(shù)之一,它提出,數(shù)據(jù)不需要完全集中,而是可以在稱(chēng)為邊緣節(jié)點(diǎn)的分布式計(jì)算機(jī)上處理部分?jǐn)?shù)據(jù),即在生成數(shù)據(jù)的同一個(gè)地方。

邊緣計(jì)算類(lèi)型

邊緣計(jì)算獲得了科技界的廣泛關(guān)注,尤其是在5G推出之后。Linux基金會(huì)的2021年邊緣狀況報(bào)告預(yù)測(cè),到2028年,邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的全球市值將超過(guò)8000億美元。

近年來(lái),大型公司開(kāi)展了大量工作來(lái)定義和解釋什么是邊緣計(jì)算及其不同的案例研究,最后得出了一些定義和分類(lèi)。而所有這些都根據(jù)處理數(shù)據(jù)的位置來(lái)對(duì)不同類(lèi)型的邊緣進(jìn)行分類(lèi)。

當(dāng)數(shù)據(jù)處理在離網(wǎng)絡(luò)最近而離設(shè)備最遠(yuǎn)的地方進(jìn)行時(shí),我們稱(chēng)之為霧計(jì)算或厚邊緣。這發(fā)生在距離設(shè)備100米到40公里的地方,由非常強(qiáng)大的邊緣節(jié)點(diǎn)執(zhí)行,或者在某些情況下處理功能甚至被嵌入到網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備本身。

如果數(shù)據(jù)處理是在本地網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備或數(shù)據(jù)聚合器中進(jìn)行時(shí),則以薄邊緣命名。在這些情況下,物理距離可以從1米到100米不等,其特點(diǎn)是由中等功率的邊緣節(jié)點(diǎn)、1GHz和不超過(guò)8GB的RAM執(zhí)行,這些節(jié)點(diǎn)在許多情況下充當(dāng)數(shù)據(jù)集中器、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),甚至智能工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。

最后,當(dāng)處理功能嵌入到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備本身時(shí),我們稱(chēng)之為微邊緣,在許多情況下,它的功能非常有限,因?yàn)樵O(shè)備本身通常具有非常有限的計(jì)算能力,以避免成本過(guò)高或電池消耗。

物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的挑戰(zhàn)

毫無(wú)疑問(wèn),邊緣物聯(lián)網(wǎng)是加速企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新推動(dòng)力之一。然而,它的部署并非沒(méi)有挑戰(zhàn),而且任何企業(yè)在其設(shè)計(jì)和實(shí)施階段都必須考慮這些挑戰(zhàn)。

  • 網(wǎng)絡(luò)安全:作為一個(gè)分布式資源網(wǎng)絡(luò),它在很多情況下是無(wú)人值守的,而且在許多情況下都連接了很多關(guān)鍵元素,因此其安全設(shè)計(jì)、保護(hù)和監(jiān)控需要特別予以關(guān)注,并且當(dāng)邊緣節(jié)點(diǎn)可以操控其連接的設(shè)備時(shí),更要如此。

  • 可擴(kuò)展性:在邊緣計(jì)算環(huán)境中,部署的設(shè)備數(shù)量可能非常多。因此,邊緣節(jié)點(diǎn)的安裝、配置和維護(hù)會(huì)將部署的隱性成本提高到不經(jīng)濟(jì)的地步。特別是對(duì)于使用壽命極長(zhǎng)的工業(yè)裝置而言,必須有工具以遠(yuǎn)程、集中和可擴(kuò)展的方式對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行生命周期管理。

  • 集成:連網(wǎng)設(shè)備的類(lèi)型,尤其是在工業(yè)領(lǐng)域,是高度分散的。這些設(shè)備具有不同的通信協(xié)議或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此,邊緣計(jì)算部署必須基于開(kāi)放技術(shù),最好使用標(biāo)準(zhǔn)的或被業(yè)界廣泛使用的技術(shù)。應(yīng)避免采用集成成本高的封閉解決方案。

從物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算中受益最多的行業(yè)

如今,大多數(shù)工業(yè)公司都正在經(jīng)歷數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程,因此能夠連接設(shè)備,以及收集和利用這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù),對(duì)于保持競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。受物聯(lián)網(wǎng)邊緣影響最大的行業(yè)將是那些使用大量連網(wǎng)設(shè)備的行業(yè),并且當(dāng)這些設(shè)備分布在不同的地理位置并以高頻率生成數(shù)據(jù)時(shí),其影響程度也將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

從這個(gè)意義上說(shuō),它們的定位非常明確:

  • 公用事業(yè):業(yè)務(wù)連續(xù)性對(duì)于電力、天然氣或水務(wù)部門(mén)至關(guān)重要。監(jiān)控資產(chǎn)以檢測(cè)故障,甚至預(yù)防故障,是一項(xiàng)基本功能。但是,其資產(chǎn)通常位于偏遠(yuǎn)位置。在這種情況下,邊緣計(jì)算允許實(shí)時(shí)分析,數(shù)據(jù)處理功能更靠近資產(chǎn),這意味著對(duì)連接性的依賴(lài)更少,響應(yīng)時(shí)間更短。

  • 可再生能源:邊緣計(jì)算可以對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源的可持續(xù)管理產(chǎn)生重大影響。同樣,在遠(yuǎn)程和高度分布式環(huán)境中,它可以避免對(duì)連接性的高度依賴(lài),并為此類(lèi)關(guān)鍵服務(wù)提供穩(wěn)健性和安全性。邊緣計(jì)算算法可以實(shí)時(shí)評(píng)估甚至預(yù)測(cè)能源的供需情況,從而顯著改善能源平衡。

  • 物流和交通:在這種情況下,資產(chǎn)不僅是分布式的,而且還是移動(dòng)的,使用車(chē)載計(jì)算節(jié)點(diǎn)的厚邊緣是一種增長(zhǎng)趨勢(shì)。從用于保護(hù)貨物或監(jiān)測(cè)車(chē)輛關(guān)鍵部件的最基本傳感案例,到用于路線(xiàn)優(yōu)化甚至半自動(dòng)化駕駛的最先進(jìn)案例,當(dāng)將計(jì)算功能放置在離資產(chǎn)最近的位置時(shí),低延遲響應(yīng)和整體系統(tǒng)可靠性絕對(duì)是非常有意義的體現(xiàn)。

  • 分布式制造:分布式或分散式制造被理解為其產(chǎn)品在由幾個(gè)較小的、地理上分散的工廠(chǎng)制造。由于需要在多個(gè)工廠(chǎng)之間非常頻繁地傳輸大量數(shù)據(jù),因此部署和維護(hù)這些網(wǎng)絡(luò)的成本傳統(tǒng)上非常高。雖然云計(jì)算已經(jīng)在這些環(huán)境中取得了顯著進(jìn)步,但與邊緣算法的結(jié)合可以?xún)?yōu)化投資、提高數(shù)據(jù)安全性,并有助于遵守不太適合云環(huán)境的行業(yè)法規(guī)。


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