在風能產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的同時，如何確保價值動輒數(shù)億元的風電機組能夠在長達二十年的設計壽命周期內(nèi)平穩(wěn)安全運行日益成為新挑戰(zhàn)。
以滾動軸承為例，由于制造缺陷、安裝不當以及磨損等原因，滾動軸承問題成為風電機組最常見的故障，一旦發(fā)生故障，將加大機組震動，甚至造成抱軸卡死等故障。
“我們的在線振動監(jiān)測系統(tǒng)可以及時檢測到發(fā)電機組軸承內(nèi)圈故障并發(fā)出報警。”11月30日，觀為監(jiān)測技術無錫股份有限公司市場部魏立國指著眼前的一臺風電機組告訴中國工業(yè)報記者，該公司能夠為各種類型的風機提供針對性的解決方案，最大程度地幫助用戶提高機組的可靠性。
作為風電運維領域的專業(yè)廠商，該公司開發(fā)出了技術領先的設備健康監(jiān)測和智能預警與診斷分析系統(tǒng)，建立了工業(yè)大數(shù)據(jù)服務平臺，提供全生命周期設備健康預警和診斷分析服務。該公司還在智慧城市等領域有所布局。這都離不開數(shù)字化轉(zhuǎn)型大潮下的邊緣計算。
轉(zhuǎn)型亟須新技術支撐
邊緣計算的發(fā)展與全球產(chǎn)業(yè)變革密不可分。當前，全球數(shù)字化革命正在引領新一輪產(chǎn)業(yè)變革，行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮正孕育興起。這一波浪潮的顯著特點是將“物”納入智能互聯(lián)，借助OT（OperationTechnology）與ICT（In鄄formationandCommunicationTech鄄nology）技術的深度協(xié)作與融合。
“全球制造業(yè)的變革呼喚新技術的深化應用。”邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、中國科學院沈陽自動化所所長于海斌11月30日告訴中國工業(yè)報記者，中國在“十三五”規(guī)劃中提出的兩化融合、中國制造2025等國家戰(zhàn)略，對ICT與OT的融合提出了迫切的需求，作為ICT與OT融合的支撐與使能技術，邊緣計算產(chǎn)業(yè)也將進入重要機遇期。
在他看來，OT與ICT技術的深度融合將大幅提升行業(yè)自動化水平，滿足用戶個性化的產(chǎn)品與服務需求，推動從產(chǎn)品向服務運營全生命周期轉(zhuǎn)型，觸發(fā)產(chǎn)品服務及商業(yè)模式創(chuàng)新，并對價值鏈、供應鏈及生態(tài)系統(tǒng)帶來長遠深刻的影響。“工業(yè)自動化技術體系將從分層架構(gòu)、信息孤島向物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)演進。而邊緣計算將是實現(xiàn)分布式自治控制工業(yè)自動化架構(gòu)的重要支撐。”
從航空業(yè)的預測性維護、公共事業(yè)領域的電梯智能運營、能源行業(yè)的智能抄表和物流行業(yè)的全流程跟蹤等行業(yè)數(shù)字化應用中，可以深刻感受到：“物”的智能互聯(lián)將無所不在，制造、能源、公共事業(yè)、交通、健康、農(nóng)業(yè)等行業(yè)都將受到影響并發(fā)生深刻改變。
“當前以中國制造2025、北美的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和歐洲的工業(yè)4.0為代表的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與實施正是這一趨勢的直接體現(xiàn)。”于海斌說。而據(jù)咨詢公司IDC統(tǒng)計，到2020年全球?qū)⒂谐^500億的終端與設備聯(lián)網(wǎng)。未來超過50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡邊緣側(cè)分析、處理與儲存。
邊緣計算使能轉(zhuǎn)型
邊緣計算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力的開放平臺，就近提供智能互聯(lián)服務，滿足行業(yè)數(shù)字化在業(yè)務實時、業(yè)務智能、數(shù)據(jù)聚合與互操作、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。邊緣計算與云計算互相協(xié)同，共同使能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
在邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、華為網(wǎng)絡研發(fā)部總裁劉少偉看來，云計算聚焦非實時、長周期數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，能夠在周期性維護、業(yè)務決策支撐等領域發(fā)揮特長。邊緣計算聚焦實時、短周期數(shù)據(jù)的分析，能更好地支撐本地業(yè)務的實時智能化處理與執(zhí)行。
此外，兩者還存在緊密的互動協(xié)同關系。邊緣計算既靠近執(zhí)行單元，更是云端所需高價值數(shù)據(jù)的采集單元，可以更好地支撐云端應用的大數(shù)據(jù)分析；反之，云計算通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化輸出的業(yè)務規(guī)則也可以下發(fā)到邊緣側(cè)，邊緣計算基于新的業(yè)務規(guī)則進行業(yè)務執(zhí)行的優(yōu)化處理。
伴隨行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程的不斷深入，在技術與商業(yè)的雙重驅(qū)動下，邊緣計算產(chǎn)業(yè)將持續(xù)走向縱深。在邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國區(qū)總經(jīng)理陳偉看來，邊緣計算產(chǎn)業(yè)可以分為聯(lián)接、智能、自治三個發(fā)展階段。
聯(lián)接是主要實現(xiàn)終端及設備的海量、異構(gòu)與實時的聯(lián)接，網(wǎng)絡自動部署與運維，并保證聯(lián)接的安全、可靠與互操作性。典型應用如遠程自動抄表，電表數(shù)量達百萬、千萬級。
而邊緣側(cè)引入數(shù)據(jù)分析與業(yè)務自動處理能力，智能化地執(zhí)行本地業(yè)務邏輯，大幅提升效率，降低成本。典型應用如電梯的預測性維護，通過電梯故障的自診斷和預警，大幅減少人工例行巡檢的成本。
在人工智能等新技術使能下，邊緣智能將得到進一步發(fā)展。邊緣計算不但可以自主進行業(yè)務邏輯分析與計算，且可以動態(tài)實時地自我優(yōu)化、調(diào)整執(zhí)行策略，如無人工廠等。
中國工業(yè)報記者采訪獲悉，邊緣計算已有多個行業(yè)應用。一方面支撐行業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)新，實現(xiàn)從產(chǎn)品向服務的價值延伸；另一方面支撐實現(xiàn)產(chǎn)品和服務的定制化與智能化。華為公司推出的電梯物聯(lián)網(wǎng)、照明物聯(lián)網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)方案都是邊緣計算在行業(yè)的典型應用。
以電力物聯(lián)網(wǎng)為例，華為電力物聯(lián)網(wǎng)解決方案使用邊緣計算網(wǎng)關對電表數(shù)據(jù)進行實時采集并上傳，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制的自動化和智能化，有效提高抄表的準確度和工作效率；實時進行遠程控制和故障診斷，分析電力線路損失，及時發(fā)現(xiàn)因竊電導致的損失；還可以對配電設備，例如變壓器以及線路的運行狀態(tài)有直觀清晰地了解，可以及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的隱患。
五大挑戰(zhàn)并存
然而，在行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢下，智能互聯(lián)的網(wǎng)絡邊緣側(cè)面臨諸多挑戰(zhàn)。11月30日在京發(fā)布的《邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟白皮書》從五方面闡釋了這一點。
一是聯(lián)接的海量與異構(gòu)。網(wǎng)絡是系統(tǒng)互聯(lián)與數(shù)據(jù)聚合傳輸?shù)幕０殡S聯(lián)接設備數(shù)量的劇增，網(wǎng)絡運維管理、靈活擴展和可靠性保障面臨巨大挑戰(zhàn)。同時，工業(yè)現(xiàn)場長期以來存在大量異構(gòu)的總線聯(lián)接，多種制式的工業(yè)以太網(wǎng)并存，如何兼容多種聯(lián)接并且確保聯(lián)接的實時可靠是必須要解決的現(xiàn)實問題。
二是業(yè)務的實時性。工業(yè)系統(tǒng)檢測、控制、執(zhí)行的實時性高，部分場景實時性要求在10ms以內(nèi)。如果數(shù)據(jù)分析和控制邏輯全部在云端實現(xiàn)，難以滿足業(yè)務的實時性要求。
三是業(yè)務的智能性。業(yè)務流程優(yōu)化、運維自動化與業(yè)務創(chuàng)新驅(qū)動業(yè)務走向智能，邊緣側(cè)智能能夠帶來顯著的效率與成本優(yōu)勢。以預測性維護為代表的智能化應用場景正推動行業(yè)向新的服務模式與商業(yè)模式轉(zhuǎn)型。
四是業(yè)務數(shù)據(jù)聚合和互操作性。統(tǒng)一數(shù)據(jù)聯(lián)接和數(shù)據(jù)聚合是業(yè)務智能的基礎，面對當前工業(yè)現(xiàn)場存在的多樣化與異構(gòu)的技術和標準，離不開跨廠商、跨領域的數(shù)據(jù)集成與互操作。
五是安全和隱私保護。安全橫跨云計算和邊緣計算，需要實施端到端防護。網(wǎng)絡邊緣側(cè)由于更貼近萬物互聯(lián)的設備，訪問控制與威脅防護的廣度和難度因此大幅提升。邊緣側(cè)安全主要包含設備安全、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全與應用安全。此外，關鍵數(shù)據(jù)的完整性、保密性，大量生產(chǎn)或人身隱私數(shù)據(jù)的保護也是安全領域需要重點關注的內(nèi)容。
發(fā)揮“拉瓦爾噴管”效用
“我們從2011年開始在電力行業(yè)實施物聯(lián)網(wǎng)，當時客戶的需求很大。后來我們希望拓展到更多的領域，但是，單靠華為一家無法滿足海量客戶的巨大需求。”劉少偉在接受中國工業(yè)報記者采訪時說，應對“五大挑戰(zhàn)”也需要行業(yè)攜手。
為此，在華為技術有限公司、中國科學院沈陽自動化研究所、中國信息通信研究院、英特爾公司、ARM和軟通動力信息技術（集團）有限公司聯(lián)合倡議發(fā)起的邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟日前在京成立。該聯(lián)盟旨在搭建邊緣計算產(chǎn)業(yè)合作平臺，推動OT和ICT產(chǎn)業(yè)開放協(xié)作，孵化行業(yè)應用最佳實踐，促進邊緣計算產(chǎn)業(yè)健康與可持續(xù)發(fā)展。
劉少偉認為，通過聯(lián)盟的運作，支撐邊緣計算重點行業(yè)的應用創(chuàng)新與示范推廣，并通過廣泛的生態(tài)合作與營銷推廣，進一步助力更多行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)價值延伸。他以“拉瓦爾噴管”比喻聯(lián)盟的“窄喉”作用。
邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推行“OICT”理念，倡議OT、IT和CT各領域產(chǎn)業(yè)資源在充分融合與協(xié)同的基礎上，本著“共識”、“共力”、“共贏”的合作精神，共同推進邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的健康發(fā)展；同時構(gòu)建緊密握手工作機制，推動“政產(chǎn)學研用”產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同，基于需求場景、參考架構(gòu)、測試床、示范推廣及產(chǎn)業(yè)合作的“五步走”運作主線，切實開展工作。
“邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將重點關注體系架構(gòu)的制定與技術路線的選擇，并通過推動標準化來帶動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。同時，將充分關注生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。”于海斌說。