當(dāng)飛機(jī)不再是飛機(jī),而是一個飛行的數(shù)據(jù)中心,通過從飛機(jī)上遍布的傳感器中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行飛行及燃油分析、導(dǎo)航服務(wù)、飛機(jī)檢修、航空公司運營管理,以及規(guī)劃和恢復(fù)等服務(wù);當(dāng)電梯具備了智能,電梯的運行狀況可以得到遠(yuǎn)程實時監(jiān)測,“梯聯(lián)網(wǎng)”不僅可以實現(xiàn)可預(yù)測性維護(hù),還能帶來更多價值……如今,這樣的例子不勝枚舉,而且并不是存在于幻想當(dāng)中,而是已經(jīng)存在的事實。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型,為什么這個話題如此火熱而且迫切?因為它已經(jīng)實實在在發(fā)生,不僅大幅提升了行業(yè)自動化水平,而且滿足了用戶個性化的產(chǎn)品與服務(wù)需求,更重要的是,推動著從產(chǎn)品向服務(wù)運營全生命周期的轉(zhuǎn)型,并由此而觸發(fā)了產(chǎn)品服務(wù)和商業(yè)模式創(chuàng)新,對價值鏈、供應(yīng)鏈和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展帶來了長遠(yuǎn)而深刻的影響。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型的左膀右臂
2017年,最重要的趨勢就是數(shù)字化轉(zhuǎn)型,應(yīng)該不會有人懷疑這一論斷。如果從狹義的角度理解數(shù)字化轉(zhuǎn)型,云計算、大數(shù)據(jù)等那些ICT(Information and Communication Technology)圈兒里的事人們已經(jīng)耳熟能詳。在數(shù)據(jù)中心端,也就是云端,相關(guān)的創(chuàng)新技術(shù)和解決方案層出不窮。如果從廣義的角度看待全球數(shù)字化革命引領(lǐng)的新一輪產(chǎn)業(yè)變革,那么最顯著的變化則是將“物”納入智能互聯(lián),實現(xiàn)OT(Operation Technology)與ICT的深度協(xié)作與融合。
簡單概括,數(shù)字化轉(zhuǎn)型要處理好幾對兒關(guān)系:第一,云與端的關(guān)系,也就是云計算與邊緣計算的關(guān)系;第二,OT與ICT的融合;第三,技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)應(yīng)用之間的匹配;第四,妥善處理好人與物,以及物與物之間的關(guān)系;第五,既能保證廣泛的連接性,同時又能保證連接以及端點的安全性。
如果想順利完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型這件事,那么就必須正視這一問題——“物”的智能互聯(lián)將無所不在。從航空業(yè)的預(yù)測性維護(hù)到公共事業(yè)領(lǐng)域的電梯智能運營,從能源行業(yè)的智能抄表到物流行業(yè)的全流程跟蹤,這些行業(yè)的數(shù)字化應(yīng)用案例讓我們深刻體會到,物聯(lián)網(wǎng)必然引發(fā)制造、能源、公共事業(yè)、交通、健康、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的深刻變革。這也是“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”等誕生的基礎(chǔ)。
就像是一個人的左膀和右臂,云計算與邊緣計算之間是互相協(xié)同,共同使能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的。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(hù)、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域發(fā)揮其特長;邊緣計算則聚焦實時、短周期數(shù)據(jù)的分析,能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實時智能化處理與執(zhí)行。從另一個角度分析,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(yīng)用的大數(shù)據(jù)分析;云計算通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化輸出的業(yè)務(wù)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(wù)規(guī)則進(jìn)行業(yè)務(wù)執(zhí)行的優(yōu)化處理。可以這樣說,在行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中,云計算與邊緣計算缺一不可。
再舉一個邊緣計算與云計算相互依存的例子。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)普及后,家中的電器、家具等都可以通過網(wǎng)絡(luò)連接到云平臺上,這些產(chǎn)品之所以能夠自動地完成許多功能,主要得益于云平臺的控制。如果一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷,那么家里的這些物品還能實現(xiàn)原有的自動化功能嗎?這就要求家里的這些物品的某些功能要通過云平臺進(jìn)行控制,而還有些功能則要由本地設(shè)備自主完成,這時本地設(shè)備就要依靠邊緣計算。
只有想不到,沒有做不到,物聯(lián)網(wǎng)的藍(lán)圖已經(jīng)展現(xiàn)在人們面前。但是,實事求是的說,更多的物聯(lián)網(wǎng)解決方案目前還處在概念驗證(POC)階段,云計算進(jìn)展之迅速有目共睹,而邊緣計算還需要再加一把勁兒。
IDC的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,到2020年,全球?qū)⒂谐^500億的終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。未來,超過50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進(jìn)行分析、處理與儲存。邊緣計算的大市場正在向我們招手。
網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的智能互聯(lián)
既然已經(jīng)明確了,行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的解決之道是邊緣計算,那么,邊緣計算到底指的是什么呢?
邊緣計算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè),融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務(wù),滿足行業(yè)數(shù)字化在業(yè)務(wù)實時、業(yè)務(wù)智能、數(shù)據(jù)聚合與互操作、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。
簡單說,邊緣計算就是在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實現(xiàn)智能互聯(lián)。邊緣計算要攻克哪些難題呢?
現(xiàn)在,很多人都擁有多個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,包括智能手機(jī)、平板電腦,以及各種可穿戴設(shè)備等。隨著聯(lián)接設(shè)備數(shù)量的持續(xù)增加,網(wǎng)絡(luò)的連接、運維管理、擴(kuò)展和可靠性保障面臨巨大的挑戰(zhàn)。邊緣計算要解決的主要問題就是海量的聯(lián)接,以及異構(gòu)環(huán)境的管理。除了人們熟悉的數(shù)據(jù)中心以外,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,因此確保兼容性和實時可靠也是是邊緣計算要完成的重要任務(wù)。
云計算、物聯(lián)網(wǎng)要保證用戶隨時隨地訪問,因此業(yè)務(wù)的實時性和連續(xù)性非常重要。尤其是工業(yè)場景中,系統(tǒng)的檢測、控制、執(zhí)行對實時性的要求更高,一些場景甚至要求延遲必須控制在10ms以內(nèi)。邊緣計算要以滿足業(yè)務(wù)的實時性要求為己任。
我們正在構(gòu)建一個智慧的社會。業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化、運維的自動化,以及業(yè)務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動著業(yè)務(wù)不斷走向智能。智能意味著更高的效率、更低的成本、更高的自動化程度。邊緣計算的一個核心目的就是在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實現(xiàn)更高的智能,其典型應(yīng)用之一預(yù)測性維護(hù)就是智能化的體現(xiàn),它代表著服務(wù)模式和商業(yè)模式轉(zhuǎn)變的方向。
邊緣計算要實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的聚合和互操作,這是實現(xiàn)業(yè)務(wù)智能的基礎(chǔ)。在異構(gòu)的環(huán)境中,實現(xiàn)跨廠商、跨應(yīng)用的數(shù)據(jù)集成和互操作頗具挑戰(zhàn)性。
安全問題無處不在,它橫跨云計算和邊緣計算。從數(shù)據(jù)中心到各種終端設(shè)備,必須實現(xiàn)端到端的安全保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的安全問題主要包含設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全與應(yīng)用安全。另外,關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性、一致性以及隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)也非常重要。
邊緣計算并不能一蹴而就,其本身也要經(jīng)歷一個發(fā)展的過程,必須從頂層設(shè)計開始,在聯(lián)接、智能、自治等方面不斷完善。
邊緣計算讓萬物更智慧
隨著行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程不斷向縱深發(fā)展,在技術(shù)與商業(yè)的雙重驅(qū)動下,邊緣計算的重要性日益凸顯。引領(lǐng)邊緣計算產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展,使之快速、平穩(wěn)落地成了擺在廠商和用戶面前的一大挑戰(zhàn)。
邊緣計算并不是紙上談兵,它的應(yīng)用場景極其豐富,產(chǎn)業(yè)價值十分突出。一方面,它可以有效支撐行業(yè)用戶的商業(yè)模式創(chuàng)新,實現(xiàn)從產(chǎn)品向服務(wù)的價值延伸;另一方面,它還可以支撐產(chǎn)品和服務(wù)的定制化與智能化。當(dāng)前,預(yù)測性維護(hù)、能效管理、智能制造是比較典型的邊緣計算應(yīng)用場景,其帶來的改變和收益十分顯著。
最近,電梯傷人事件頻發(fā),其中有人為的原因,但是電梯本身的故障也是主要問題。目前,全球有超過1500萬部電梯在網(wǎng)運行,電梯的維保和售后服務(wù)已成為電梯行業(yè)的“新藍(lán)海”。電梯行業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和商業(yè)模式創(chuàng)新,主要途徑就是借助邊緣計算,實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù),從而提升運維效率,降低運維成本。
具體來說,基于電梯內(nèi)大量的傳感器,可以對電梯運行狀態(tài)實時感知。通過本地的邊緣計算并融合網(wǎng)關(guān),可以提供數(shù)據(jù)分析和洞察,第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障。據(jù)統(tǒng)計,采用這種預(yù)測性維護(hù)可以減少維護(hù)費用7%~60%,過程停機(jī)減少,70%設(shè)備壽命延長1~10倍。
數(shù)據(jù)分析公司LuxResearch的報告顯示,2020年,全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值將達(dá)到1510億美元,而梯聯(lián)網(wǎng)正是其中一個典型使用場景。這種預(yù)測性維護(hù)不僅適用于電梯行業(yè),特種車、數(shù)控機(jī)床、二次供水設(shè)備、能源行業(yè)都可從中獲益。
公共基礎(chǔ)設(shè)施的能效管理也是邊緣計算可以大展拳腳的一個領(lǐng)域。以路燈為例,全球80%的路燈廠商都準(zhǔn)備向智能路燈轉(zhuǎn)型,以便更好地實現(xiàn)節(jié)能減排智能路燈解決方案可降低80%的維護(hù)成本;多級可靠保證,即使云端控制出現(xiàn)異常,也可保證正常工作和管理,實現(xiàn)可預(yù)測性維護(hù)。通過引入邊緣計算,可以有效降低建筑能耗,據(jù)澳大利亞墨爾本項目客戶提供的數(shù)據(jù),樓宇能效解決方案部署后有效降低了能耗約60%;實現(xiàn)能源信息采集自動化,節(jié)省人工采集費用和維護(hù)成本。
邊緣計算還能夠加速智能制造的實現(xiàn)。“中國制造2025”的目標(biāo)是到2025年,中國將在制造業(yè)重點領(lǐng)域全面實現(xiàn)智能化,試點示范項目運營成本降低50%,產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短50%,不良品率降低50%。實現(xiàn)制造智能化,首先要加強(qiáng)制造業(yè)ICT系統(tǒng)和OT系統(tǒng)之間的靈活交互。
德國在“工業(yè)4.0”方面起到了示范作用。比如,憑借部署了IoT平臺的公有云,德國電信幫助德國荷馬機(jī)械制造有限公司(Holmer)實現(xiàn)了農(nóng)用機(jī)械預(yù)測性維護(hù)。
如今,邊緣計算已經(jīng)在公共基礎(chǔ)設(shè)施、智慧能源、智能制造、車聯(lián)網(wǎng)甚至智慧家庭等領(lǐng)域有了成功應(yīng)用,這為邊緣計算繼續(xù)走向深入打下了堅實的基礎(chǔ)。
邊緣計算是一個大生態(tài)
云計算時代,沒有一個廠商能夠依靠單打獨斗取得成功,而是必須建立一個生態(tài)系統(tǒng),聯(lián)合上下游的合作伙伴,才能更好地推動整個產(chǎn)業(yè)的快速、良性發(fā)展。邊緣計算也不例外。邊緣計算目前正處于興起階段,人們對邊緣計算的認(rèn)識還有模糊的地方,配套的產(chǎn)品和解決方案還不完善,邊緣計算架構(gòu)的頂層設(shè)計與運作模式還需要進(jìn)一步明確,邊緣計算的整個產(chǎn)業(yè)鏈條還在形成之中。在這個時候,就更需要建立一個邊緣計算的生態(tài)圈,打通“政產(chǎn)學(xué)研用”各方產(chǎn)業(yè)資源,這樣才能更有效地推動邊緣計算在各行業(yè)的應(yīng)用落地,促進(jìn)數(shù)字化創(chuàng)新。
推動邊緣計算的發(fā)展和落地,首先要明確需求在哪里。這就需要研究機(jī)構(gòu)和廠商積極開展邊緣計算應(yīng)用的需求分析,梳理出行業(yè)的關(guān)鍵需求,從而找到邊緣計算應(yīng)用的突破口。
其次,根據(jù)用戶的需求,確定邊緣計算的技術(shù)參考架構(gòu),相關(guān)軟硬件廠商明確自己的定位與分工,提供整體解決方案。
再次,相關(guān)廠商和試點用戶應(yīng)該加快邊緣計算技術(shù)框架、產(chǎn)品和解決方案的測試、驗證工作,爭取盡快將邊緣計算產(chǎn)品商業(yè)化。
然后,在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行示范推廣工作,樹立邊緣計算的成功樣板,不斷總結(jié)經(jīng)驗,提升邊緣計算的價值和關(guān)注度,為邊緣計算開辟更廣闊的應(yīng)用空間。
最后,產(chǎn)業(yè)各方應(yīng)通力協(xié)作,針對邊緣計算進(jìn)行更加全面、細(xì)致的研發(fā),制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,并且增強(qiáng)國內(nèi)外的交流,實現(xiàn)開放與合作,更快實現(xiàn)邊緣計算的產(chǎn)業(yè)化,為社會、企業(yè)創(chuàng)造更多價值。
邊緣計算作為一項新興產(chǎn)業(yè),其應(yīng)用前景十分廣闊,產(chǎn)業(yè)同時橫跨OT、IT、CT多個領(lǐng)域,且涉及網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接、數(shù)據(jù)聚合、芯片、傳感、行業(yè)應(yīng)用等多個產(chǎn)業(yè)鏈角色。邊緣計算是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手,它與云計算的協(xié)同互動,將改變各行業(yè)信息化的未來。