聚焦痛点、热点和发力点,边缘计算在推动产业智能化升级中还需克服哪些难题?

传感器智造师 2022-07-05

深信服互联网产业协同软件

2136 字丨阅读本文需 6 分钟

近年来,在国家新发展格局和数字化转型的驱动下,越来越多的工业制造企业在云计算、大数据、人工智能和5G等技术的共同作用下持续开展工业数字化革新。以新一代信息技术与先进制造技术深度融合为基本特征的智能制造,已成为新时代工业数字化的核心驱动力。

相应地,作为智能制造发展的重要基石,边缘计算、云原生、分布式云也正在迅猛发展,采用热度不断提高、技术日趋成熟、应用场景日益丰富,成为推动数字经济发展的重要引擎。

据Gartner预测,在数据中心和公有云基础设施之外的分布式设备、服务器或网关中执行的数据和分析活动将日益增加。它们越来越多地位于边缘计算环境,更加靠近数据和相关决策的创建和执行地点。边缘计算正在更多的客户环境中实施,创造收入、节省资金、提高安全性和客户体验,并启用全新的应用程序和数据模型。

IDC预测也表明,全球边缘解决方案的硬件、软件和服务支出将持续增长,随着数字优先组织寻求在数据中心之外进行创新,边缘计算继续获得动力,预计到 2025 年支出将增长到 2740 亿美元。

1、边缘计算推动网络智能化演进

Machina Research预测显示,全球联网连接将在2025年增长至270亿个,其中工业边缘计算在流程行业应用展望设备占比接近一半。工业互联网连接对象存在种类多、数量大,异构性强,场景复杂等特点,因此,工业互联网现场需要边缘计算的“现场级”计算能力,支撑不同制式网络通信协议及数据协议的转换,解决异构网络及系统部署带来的运维挑战。

同时,边缘计算可以有效融合计算、存储、网络等基础能力,扩展网络的应用支撑能力。

2、边缘计算促进应用部署精细化

工业互联网应用正从工业生产辅助环节向核心环节渗透,应用数量已超过35万个,但海量应用也对工业互联网平台的响应时间、资源协同、生命周期管理等关键承载能力提出了差异化需求挑战。边缘计算的层级化部署架构有效实现与工业互联网平台协同联动,满足时延敏感型等应用需求。

3、边缘计算完善数据集成体系

当前工业互联网发展面临企业缺少完整的数据集成应用架构,数据流转互通及实时采集处理效率不足等挑战,并未充分释放工业数据要素价值。边缘计算就近提供数据聚合及边缘智能服务,满足数据毫秒级采集频率需求,实现企业各层数据的纵向集成及高效处理。

4、三大边缘计算难题待解

相比于传统信息化技术应用,能源工业互联网对边缘计算技术的应用更注重生产数据的价值分析。但周书亮指出,在实际部署的过程中,要真正发挥边缘计算层的作用,还需要克服三个难题。

首先,传统物联网终端设备不仅数量和种类繁多,各个设备的技术标准、传输协议、数据接口也不统一,导致数据的融合处理难度大,日常运维成本高。而且,由于终端设备众多,数据也较分散,从端到边,再从边到云的各个环节,都可能存在设备、平 台、传输和数据的安全风险。

第二,电力网络基于“纵向加密、横向隔离”原则将网络分为生产大区和管理大区,业务数据和模型数据在生产大区和管理大区之间流转时需要经过正反向隔离装置,所以在网络通信上无法实现应用更新、数据上传下达。

第三,真正构建能源工业互联网平台,应实现云边协同、闭环运行。云和边之间的应用如何协同、数据如何流通和治理、AI能力如何下沉,都要花费大量的成本和人力进行开发探索,极大制约了能源工业互联网的发展。

5、构建分布式、安全、协同的边缘计算平台

据深信服边缘计算产品运营经理王嘉盛介绍,深信服针对以上难题推出了智能边缘计算平台解决方案。该方案由深信服智能边缘计算一体机、深信服智能边缘操作系统和云端协同管理系统组成。其中,深信服智能边缘计算一体机融合了边缘数据采集与治理、边缘物联网安全、边缘AI智能算法等能力,帮助用户快速闭环就绪边缘智能业务。

此外,深信服智能边缘计算平台还可通过云端协同平台对边缘算法、应用、数据、系统、设备、终端等进行集中管理,通过云边协同能力实现边缘快速更新,大大降低了平台的运维运营难度。

 在设备接入方面,深信服智能边缘计算一体机支持丰富的硬件接口以及工业协议,能够广泛支持电力行业标准的设备、传感器接入。

另外,针对非标的设备,深信服物联模型标准可以统一设备标识和设备功能标识,实现协议和字段在边缘一体机侧的统一解析,极大降低了设备接入和管理的难度。

在组网方面,深信服边缘计算一体机通过设备级联管理实现隔离装置穿透配置,能够实现不同安全区域间的数据通信和文件传输,以便在符合电力行业安全规范的基础上,为部署的应用提供数据交换服务,为设备故障诊断提供数据支撑。在安全方面,深信服边缘计算平台从边缘基础设施安全、数据安全、网络安全等多个维度建立云边端的安全体系。

第一,边缘基础设施安全,通过设备指纹、接入认证、准入控制等手段解决设备接入的安全,防止设备被窃取、仿冒和非法接入;

第二,数据安全,边缘一体机通过安全加密芯片实现数据安全加密,解决电力场景下隐私数据不出场的安全合规问题;

第三,网络安全,由于边缘一体机分布较广,云边网络通过VPN加密隧道打通,有效防止数据传输过程中被窃取或者泄露。

在云边协同方面,深信服边缘计算平台可以做到应用协同、数据协同、智能协同。不仅可以实现云上应用统一分发,远程部署上线和管理,还可以通过多种方式接入IOT设备,采集终端高频产生的数据,在边缘节点上进行处理并对终端进行控制,避免大量价值密度低的数据占用中心存储和带宽。

同时,通过将场景化AI算法从云推送到业务现场的边缘一体机,实现边缘智能,对现场事件快速响应。

随着能源工业互联网平台的发展,边缘计算技术的应用也会越来越普及,数智化技术手段必将深入生产,赋能生产。在这个过程中,只有符合实际应用需求,可以帮助用户降低运维成本和安全风险,提升系统可用性、智能化和协同能力的解决方案,才能真正推动产业智能化升级。

主要来源:雷峰网,中国电信业,灵雀云

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