為什么邊緣計算會在制造業(yè)大行其道?
繼瓦特造蒸汽機碾過農(nóng)業(yè)文明,西門子制發(fā)電機迎來電氣時代,福特用高效流水線代替低速手工之后,以數(shù)字化和智能化為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命未來已來。誠然,新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這輪變革中功不可沒,但切實存在的“新問題”和“新需求”才是驅(qū)動制造業(yè)轉(zhuǎn)型的內(nèi)生動力。
從市場方面來看,全球消費力的提升要求工廠更有效率,消費升級的浪潮卻又倒逼工廠“化剛為柔”,提供更加個性化的產(chǎn)品;從安全的角度來看,當(dāng)工廠里基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)互聯(lián)互通之后;任何一次網(wǎng)絡(luò)攻擊都會帶來巨大的損失;站在勞動力的角度,掌握know-how的熟練技工面臨著老齡化和退休的窘境,工廠需要找到新的人才來使用不斷增加的機器人和互聯(lián)設(shè)備…除此之外,還有一系列的變革正在全球制造業(yè)中發(fā)生,比如3D打印為定制化生產(chǎn)提供了可能,制造企業(yè)的商業(yè)模式也在從產(chǎn)品升級為服務(wù)(XaaS)。
面對這樣的現(xiàn)狀,制造企業(yè)應(yīng)該如何轉(zhuǎn)型?其合作伙伴又該如何優(yōu)化自身的解決方案以助力制造企業(yè)的沖浪?英特爾物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部工業(yè)與能源解決方案部門總經(jīng)理Christine Boles在“英特爾讓智能制造改變工業(yè)”物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)研討會上分享了她的見解。在Christine的演講中,邊緣計算是一個被反復(fù)提及的關(guān)鍵詞。
工業(yè)數(shù)據(jù)的“保鮮期”很短
在制造業(yè)領(lǐng)域,無論是針對設(shè)備的預(yù)測性維護,還是針對消費者的柔性制造,都需要依靠“數(shù)據(jù)”這座油礦。只有充分挖掘工廠設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)中的價值,通過對制造大數(shù)據(jù)進行分析,才能提升數(shù)字化工廠運行效率,實現(xiàn)真正的工業(yè)智能化。
工業(yè)世界任何微小的改變都會帶來很大的優(yōu)勢,GE把它叫做“1%的威力”,但與之相對的,工業(yè)世界任何微小的故障也可能帶來很大的損失——工業(yè)現(xiàn)場的很多數(shù)據(jù)“保鮮期”很短,一旦處理延誤,就會迅速“變質(zhì)”,數(shù)據(jù)價值呈斷崖式跌落。因此不是所有數(shù)據(jù)都必須上傳到云平臺,“邊緣計算”便由此而生。
什么是邊緣計算?我們看到的大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)信息處理模式,都是“端-管-云”的模式——在應(yīng)用的現(xiàn)場,“端”只負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)、執(zhí)行指令,而“云”負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)分析和控制邏輯功能。“邊緣計算”就是將部分?jǐn)?shù)據(jù)分析功能,放到了應(yīng)用場景的附近(終端或網(wǎng)關(guān))來實現(xiàn),這種就近提供的智能服務(wù)可以滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護等方面的關(guān)鍵需求。
如果說云端相當(dāng)于人類的大腦,那么邊緣計算就猶如人類的神經(jīng)末梢,對簡單的刺激進行自處理并將處理的特征信息反饋給云端大腦。
物聯(lián)網(wǎng)時代的“邊緣計算”設(shè)備,需要滿足3個必備能力:采集邊緣數(shù)據(jù)、智能的運算能力和可操作的決策反饋,其中的智能運算能力自然是英特爾的拿手好戲。
在2017中國國際工業(yè)博覽會上,英特爾和華為攜手開發(fā)的“自適應(yīng)柔性制造平臺”被授予第十九屆中國國際工業(yè)博覽會創(chuàng)新金獎。英特爾和華為共同開發(fā)邊緣計算服務(wù)器,使用了英特爾至強處理器。將邊緣計算引入機器人,通過軟件定義機器人,實現(xiàn)快速部署,大幅縮短產(chǎn)線切換時間,助力工業(yè)客戶實現(xiàn)柔性制造。
從分散的子系統(tǒng)到整合的計算平臺
工業(yè)領(lǐng)域目前的另一個重大趨勢是把工業(yè)設(shè)備中通常分散的子系統(tǒng)整合到一個計算平臺中,該平臺為工業(yè)設(shè)備管理多個應(yīng)用。
例如,目前的一臺工廠機器通常有多個計算設(shè)備,包括一個或多個機器控制器、PLC(可編程邏輯控制器)、HMI(人機界面)、機器視覺設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、安全控制器等等,設(shè)備制造商正把很多這些功能整合到一個更高性能的計算設(shè)備中。
而這種在機器的控制、操作和IT界面上實現(xiàn)的功能集成會要求我們的決策在更靠近信息發(fā)生的部位,也就是設(shè)備的邊緣。
英特爾中國區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營銷部產(chǎn)品總監(jiān)謝青山表示:“隨著更多功能注入邊緣設(shè)備,設(shè)備會變得更加智能和自給。‘物’會變得真正智能化,并大量依賴本地連接,而不是云來按需做出決策。”
物聯(lián)網(wǎng)演進的三個階段
在英特爾看來,物聯(lián)網(wǎng)演進的過程包含三個階段:第一階段是連接——讓未聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備相互之間連接起來;第二階段是智能互聯(lián)的物——通過傳感器從聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中采集數(shù)據(jù),過濾、處理、分析后產(chǎn)生“智慧”的行動和反饋;第三階段是自治——將軟件定義的功能添加到系統(tǒng)中,整個物聯(lián)網(wǎng)可形成自主管理的系統(tǒng)。
在物聯(lián)網(wǎng)演進的第二個階段中,聯(lián)網(wǎng)后的工業(yè)設(shè)備將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),如何充分挖掘工廠中的數(shù)據(jù)價值是關(guān)鍵。除了傳統(tǒng)的云端大腦,邊緣設(shè)備所具備的本地計算能力能讓設(shè)備更快的采取本地行動。英特爾智能聯(lián)機技術(shù)可針對傳統(tǒng)設(shè)備到新設(shè)備的邊緣進行數(shù)據(jù)提取,經(jīng)過本地和后臺數(shù)據(jù)聚合以及分析,提升生產(chǎn)效率。借助該技術(shù),中國頂級制造用例將實現(xiàn)生產(chǎn)資產(chǎn)管理和制造運營改進,釋放超過 500 多億美元的硬件、軟件、連接和服務(wù)收入。
根據(jù)IDC的預(yù)估,對物聯(lián)網(wǎng)的投資將在未來3年內(nèi)以15.6%的速度增長,2020年達到1.29萬億美元。其中,物聯(lián)網(wǎng)投資由工業(yè)應(yīng)用主導(dǎo),包括制造業(yè)、交通運輸業(yè)和公用事業(yè)。顯而易見,工業(yè)端應(yīng)用超越了消費端應(yīng)用,正在主導(dǎo)全球物聯(lián)網(wǎng)投資,這也難怪邊緣計算會先從該領(lǐng)域開始大行其道了。
在萬物智能互聯(lián)的世界,英特爾充分利用自身在計算和硬件方面的優(yōu)勢,賦能中國制造業(yè),并和工業(yè)領(lǐng)域生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴攜手,驅(qū)動中國工廠智能化轉(zhuǎn)型,加速第四次工業(yè)革命進程。