近些年来,随着云计算,云应用,云服务相对成熟应用,紧接着又出现了“雾计算”,“霾计算”,“边缘计算”,“认知计算”等等。"工业4.0"被看作是以智能制造为主导的“第四次工业革命”。“工业4.0”时代将改变整个生产技术的使用,整个系统将更加智能,联网更加紧密,不同组件之间可以相互沟通,工作更快、做出反应也更加迅速。
2016年11月30日,边缘计算产业联盟发表《边缘计算产业联盟白皮书》,重点阐述边缘计算产业趋势与关键挑战,介绍边缘计算定义与内涵,展示边缘计算产业联盟顶层设计与运作模式,制定边缘计算参考架构与技术框架(如下图)。
该架构基于分层设计,包含应用域、数据域、网络域、设备域四个功能域。在应用域,将基于设备、网络、数据功能域提供开放接口,实现边缘行业应用,支撑边缘业务运营。在数据域,提供数据优化服务,包括数据的提取、聚合、互操作、语义化以及分析与呈现的全生命周期服务,并保障数据的安全与隐私性。在网络域,将为系统互联、数据聚合与承载提供联接服务。在设备域,将通过贴近或嵌入式传感、仪表、机器人和机床等设备的现场节点,支撑现场设备实现实时的智能互联及智能应用。
据IDC(互联网数据中心)数据统计,到2020年将有超过500亿的终端与设备联网。未来超过50%的数据需要在网络边缘侧分析、处理与储存。
面对行业数字化转型的趋势,我们需要全面物联海量的传感数据;将OT(Operation Technology)与ICT(Information and Communication Technology)融合,形成数据驱动的分布式智能控制;
而边缘计算正是充分利用物端的嵌入式计算能力,以分布式信息处理的方式实现物端的智能和自治,并与云计算结合,通过云端的交互协作,实现系统整体的智能化。在智能互联的网络边缘侧,面向分布式的感知、决策与控制的通信与计算将迎来革命性的发展机遇。
边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。换言之,边缘计算接近于工业上的分布式自律的概念,在基于互联网的异构分布式计算环境下,集中与分散相结合,既有效利用互联网的资源,又保证了用户系统的自律性、安全性和健壮性。
边缘计算与工业控制系统有密切的关系,具备工业互联网接口的工业控制系统本质上就是一种边缘计算设备,解决工业控制高实时性要求与互联网服务质量的不确定性的矛盾。过去,我们已经对云计算非常熟悉,而边缘计算更像是云计算的补充和发展,两者相互之间无法替代。
未来,在大部分的应用场景,边缘计算和云计算将同时出现,相互补充、相互促进,相得益彰,联手解决大数据时代的计算问题。不久的未来,生产过程中的每一步都将在虚拟世界被设计、仿真以及优化,为真实的物理世界包括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数字化“双胞胎”。