邊緣計算“爆發(fā)”:如何讓海量工業(yè)數(shù)據(jù)成為生產(chǎn)力

2025China.cn   2022年03月23日

  數(shù)智時代,邊緣計算(Edge Computing)的熱度持續(xù)上升。2022年1月,由國務院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》其中提出,加快實施“東數(shù)西算”工程,加強面向特定場景的邊緣計算能力。作為驅(qū)動工業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵技術,邊緣計算讓更多數(shù)據(jù)連接和智能應用成為可能,邊緣計算的落地應用已進入關鍵窗口期!

解鎖萬億級市場,邊緣計算帶來顛覆式影響

  邊緣計算,是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側,綜合了網(wǎng)絡、計算、存儲、應用等核心能力的開放平臺?;舅枷胧前言朴嬎闫脚_遷移到網(wǎng)絡邊緣,試圖將傳統(tǒng)移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務進行深度融合,減小業(yè)務交付中端到端的延遲,就近提供邊緣智能服務,滿足行業(yè)數(shù)字化轉型所面臨的敏捷連接、實時業(yè)務、智能應用、數(shù)據(jù)安全等關鍵需求。

  顛覆式影響一:

  推動網(wǎng)絡架構 算力模式和業(yè)務模式變革

  邊緣計算技術的發(fā)展將推動網(wǎng)絡架構、算力模式和業(yè)務模式變革。首先,數(shù)據(jù)的自下而上將推動自上而下的骨干網(wǎng)變革,在邊緣形成算力融合,構建起“云-邊-端”三級架構,既有效解決了云計算發(fā)展的瓶頸,又釋放了端側壓力;二是邊緣計算的本質(zhì)在于實現(xiàn)算力負載均衡的優(yōu)化,相對以往云計算的算力中心化,邊緣計算將真正推動算力去中心化,形成分布式協(xié)同計算的算力模式;最終,基于網(wǎng)絡架構、算力模式的變革,邊緣計算將帶動原有業(yè)務模式的再升級和新的業(yè)務模式誕生。

  顛覆式影響二:

  催生新萬億級市場,重塑產(chǎn)業(yè)價值鏈

  1、國際:邊緣計算市場規(guī)模復合年均增長率超 30 %

  伴隨設備接入數(shù)量越來越,邊緣計算市場正在經(jīng)歷指數(shù)級增長。據(jù)綜合拓墣產(chǎn)業(yè)研究院和Research and Market 預測:邊緣計算市場規(guī)模18-22年復合年均增長率超30%;據(jù) CB Insights 預測, 2023年全球邊緣計算市場有望達到340億美元。

  2、國內(nèi):未來5年內(nèi)邊緣計算需求超4000個機房,規(guī)模萬億級

  據(jù)IDC預測,2020年全球物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)總量為16ZB,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)45%都將在網(wǎng)絡邊緣處理;我國物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)占比達22%,對邊緣計算網(wǎng)絡容量的需求在1.5ZB, 折算為帶寬需求為431T,至少需要 4000~5000個邊緣計算機房。

  數(shù)字經(jīng)濟時代,邊緣計算正在快速崛起!

聚焦工業(yè)場景應用 邊緣計算有哪些優(yōu)勢和魅力

  IDC預測,到2025年,全球工業(yè)設備數(shù)量將達到820億臺,海量數(shù)據(jù)的沖擊、TB級傳感器數(shù)據(jù)的收集和傳輸、再加上數(shù)據(jù)存儲地理位置上的分散,這一系列問題如果不能妥善解決,將導致不可小視的災難。

  為了應對物聯(lián)網(wǎng)場景中海量數(shù)據(jù)傳輸、存儲和云計算能力的挑戰(zhàn),將計算從云端移向采集數(shù)據(jù)的邊緣節(jié)點則是必然之選。邊緣計算環(huán)境,作為構成物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的諸多元素的一個子集,它剔除了管理、安全和分析功能,對集中的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)進行完善, 以滿足時延限制,交付業(yè)務價值。

  對于工業(yè)用戶來說,邊緣計算的價值集中體現(xiàn)在“實時、智能、數(shù)據(jù)優(yōu)化、安全和聯(lián)接”五個方面。

  邊緣計算五大核心價值

  因而,一個完備的邊緣計算解決方案的建設,需要重點關注以下能力:

  ● 設備連接/數(shù)據(jù)采集:是否能夠提供數(shù)百種工業(yè)設備數(shù)據(jù)采集/協(xié)議解析/反饋控制及現(xiàn)場信息化系統(tǒng)對接。對接對象例如工控機、PLC、傳感設備、工業(yè)SCADA、CNC管控、工業(yè)級NMS等。

  ● 移動通信技術結合(5G):在過程中提供無線/移動連接、通信數(shù)據(jù)采集、計算邊緣化(低時延)、應用本地化(高安全)、內(nèi)容分布化(大帶寬)。

  ● 邊云協(xié)同:在場景中提供邊云協(xié)同能力,對邊緣設備/應用全生命周期統(tǒng)一管控、AI協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、業(yè)務協(xié)同等提供支持。

  ● 基礎技術支撐能力:能在不同的數(shù)據(jù)處理層面提供多種基礎技術工具,例如AI框架、消息隊列、時序數(shù)據(jù)庫、嵌入式數(shù)據(jù)庫、流式計算、緩存數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析服務、數(shù)據(jù)可視化服務、數(shù)據(jù)算法管理等。

  在工業(yè)場景應用領域,邊緣計算極大地拓展了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺收集和管理數(shù)據(jù)的范圍和能力。將邊緣計算應用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為了行業(yè)發(fā)展的方向。

寄云科技邊緣智能一體機簡介

  以寄云科技邊緣智能一體機為例,作為軟硬件一體的輕量級邊緣物聯(lián)網(wǎng)平臺,平臺提供邊緣數(shù)據(jù)的采集、存儲、計算和應用部署。支持來自不同設備的實時數(shù)據(jù)匯聚,支持邊緣計算、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)同步;支持機器學習和AI分析模型的邊緣部署和實時應用,實現(xiàn)高級數(shù)據(jù)分析和實時決策;提供工控安全增強的運行環(huán)境,以容器化方式運行各類基于平臺開發(fā)和遠程部署的工業(yè)App,實現(xiàn)設備智能監(jiān)控、設備故障預警與分析、網(wǎng)關集中管理等智能應用。

寄云邊緣智能一體機六大優(yōu)勢

  物聯(lián)網(wǎng)應用和數(shù)據(jù)服務

  寄云邊緣智能一體機的邊緣應用實現(xiàn)邊緣側的數(shù)據(jù)分析、決策支持及可視化。

  ● 邊緣側的小型化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺;

  ● 支持實時狀態(tài)監(jiān)測、告警;

  ● 支持無網(wǎng)絡的運行;

  ● 本地化的實時數(shù)據(jù)存儲和服務;

  ● 支持第三方應用通過API讀取設備狀態(tài)數(shù)據(jù),開發(fā)行業(yè)應用。

  容器化的開放環(huán)境

  ● 提供了容器化的開放運行環(huán)境以及基于物實例的REST API數(shù)據(jù)服務;

  ● 支持客戶在云端高代碼的方式開發(fā)第三方行業(yè)應用,通過鏡像的方式部署到一體機,然后通過門戶集成的方式進行集成。

  邊云協(xié)同

  寄云邊緣智能一體機的邊云協(xié)同功能實現(xiàn)邊緣端和云端(數(shù)據(jù)中心或者物聯(lián)平臺)的協(xié)同,主要包括數(shù)據(jù)協(xié)同、應用協(xié)同、算法模型協(xié)同。

  主要特點包括:平臺開發(fā)+分布式部署。平臺基于海量歷史數(shù)據(jù)的回傳和分析,開發(fā)應用和模型,邊緣端提供實時的應用和模型運行環(huán)境。通過平臺實現(xiàn)分布式的部署到一體機,既能快速便捷的實時部署,同時降低總體部署成本。

  邊緣安全

  ● 平臺底座:提供了基于安全操作系統(tǒng)的硬件資源合作,構建安全的業(yè)務底座;

  ● 數(shù)據(jù)融合:安全能力組件化部署于業(yè)務設備或業(yè)務能力組件化部署安全系統(tǒng)中,業(yè)務相互促進;

  ● 業(yè)務與安全融合:安全告警信息與物理工況異常的融合分析,提升生產(chǎn)的質(zhì)量。

邊緣計算如何更接地氣的賦能工業(yè)企業(yè)

  智能時代,邊緣計算的作用至關重要,同時其應用場景也極其豐富。制造、化工、油氣、軌交等各行各業(yè)都有邊緣計算發(fā)揮作用的場景,為工業(yè)企業(yè)提供快速連接、實時業(yè)務、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應用賦能、安全保障等方面的價值賦能。

  以油氣裝備預測性維護和故障輔助診斷場景為例,針對于某國內(nèi)陸地石油鉆機廠商所面臨傳統(tǒng)鉆機設備位置偏僻,設備分散,鉆機設備運行不穩(wěn)定,設備故障頻繁等難題,常見的傳統(tǒng)解決方案大多以人工值守、人工巡檢,故障維護為主,存在周期長、維護成本高。

  介于邊緣計算允許實時地分析、處理數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)傳送給最終用戶,允許控制中心在數(shù)據(jù)產(chǎn)生時訪問數(shù)據(jù),以便在故障發(fā)生之前預測并預防。寄云科技借助邊緣計算增強對設備健康的分析、預測以及實時的反饋操控,為該客戶提供了完備的邊緣智能一體機解決方案,通過整合鉆機設備的設計數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、運維檔案等數(shù)據(jù)資源,深入分析并挖掘基于機理的機組失效模型,掌握故障和性能退化趨勢,形成具有遠程監(jiān)控、智能報警、 預測性維護、健康報告為一體的智能預測性維護系統(tǒng)。

  寄云有效幫助該企業(yè)獲得了以下收益:

  ● 設備及生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控:通過工業(yè)網(wǎng)關實現(xiàn)了設備多個子系統(tǒng)的PLC數(shù)據(jù)采集;通過邊緣計算網(wǎng)關實現(xiàn)了隊長站的遠程監(jiān)控和告警;完成每臺1500點/秒的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時匯聚、處理和存儲;

  ● 資產(chǎn)高效利用:提升設備及生產(chǎn)井可靠性、降低NPT時間和NFF發(fā)生,顯著提升了設備正常運轉效率;

  ● 降低風險:避免非計劃停機和異常事件,提高風險預測能力,有效減少事故50%,減少由于故障造成的損失上千萬元;

  ● 效益提升:提升鉆井、措施等工程作業(yè)效率、成功率與有效率;降低生產(chǎn)能耗,提高生產(chǎn)產(chǎn)能,每年有效減少維修成本上千萬元。

  基于NeuSeer工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,寄云科技已經(jīng)在很多工業(yè)細分領域加速推進邊緣計算的創(chuàng)新應用。

  目前,寄云科技邊緣智能一體機解決方案已經(jīng)廣泛應用在鉆井工程、油氣生產(chǎn)等環(huán)節(jié),合理應對從部件到設備再到產(chǎn)線、車間、企業(yè)等不同層面設備管理的差異化需求,洞察優(yōu)化生產(chǎn)力,幫助企業(yè)實現(xiàn)了人力、投入成本的大幅降低,延長了設備正常運轉周期,實現(xiàn)了效率和產(chǎn)量的雙提升,成為“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的工業(yè)數(shù)字化轉型的有力推手。

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