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在工業邊緣智能中，需要澄清工業智能與商業智能的差異、實現工業邊緣智能的方法路徑，這樣才能有效地推進邊緣智能的發展。本文即從工業AI與商業AI 差異、工業邊緣智能的角色與意義、實現方法與架構， 結合案例做簡要的分析，以與產業專家共同探討。

隨著ICT技術的不斷發展，云計算向各行業逐漸滲透，傳統的工控領域也受互聯網技術的影響，行業內傳統的系統軟件和系統解決方案正逐漸發生巨大的變化，但是在OT與IT的融合過程中，由于關注點、技術棧、應用場景、行業背景等諸多因素的阻礙，愈來愈流行的云計算技術在生產側落地的過程中遇到了諸多的挑戰。本文定位于傳統工控行業，利用云技術為邊緣平臺設計基礎的運行環境，該環境既能為傳統的工業服務（采集、實時、歷史等）提供支撐，也能融合當今先進的智能技術（機器視覺、機器學習、協同仿真等），具有兼容性、異構性、實時性、開發性、擴展性、可靠性、智能性、安全性等特點。

隨著航空制造業生產需求的升級，針對生產車間存在多設備、多種現場總線協議共存情況，航空制造業迫切需要將這些孤島設備的信息和數據進行采集、存儲、分析、管理，以邊緣設備為核心的邊緣網關應運而生。邊緣網關具有物聯網通信和邊緣計算兩大主要功能，本文實現了其中PROFINET現場總線通信功能，簡述了以i.MX8M Mini為處理器的邊緣設備的搭建，介紹了CODESYS平臺在Linux系統中的應用程序設計，以及PROFINET總線協議的配置。以邊緣設備為主站，選取西門子V90伺服驅動器為從站，驗證PROFINET總線通信功能。

MEC和TSN借助5G網絡能夠發揮重要作用，尤其是在5G智能工廠的建設中。5G可以作為智能工廠的創新解決方案，在部署方式上，工廠內網結合TSN技術標準用5G網絡進行組網，通過下沉移動網關、搭建MEC平臺連通工廠內外網。 5G智能工廠以數據為核心實現工廠網絡以及工業設備的互聯互通，為有效利用工業數據、避免信息孤島、工業企業轉型升級提供助力。

近年來，深度學習促進了人工智能的快速發展，并逐漸滲透到各行各業。然而人工智能訓練和推理所需的大量數據傳輸、算力資源調用會影響到系統的實時性能，從而導致該技術在工業應用中存在困難。眾所周知，實時性是工業自動化的一項指標，特別是在運動控制和自動駕駛方面更為重要。如果因人工智能而使得工業系統接收和發送數據、指令響應緩慢，那么工廠生產終將難以實現智能化突破，阻礙了人工智能在工業自動化中的普及。基于此，本文提出一種三實時架構，它涉及實時網絡、實時操作系統和實時調度，希望通過提出該架構引起業界廣泛的研究熱潮。

中國聯通基于開放的MEC邊緣云生態，積極和OTT廠商合作，實現與不同公有云、行業云、私有云生態的無縫對接。通過與邊緣設備廠商的適配和一體化邊緣交付模式，實現設備廠商能力在聯通MEC邊緣云上的算力上移。基于開放的應用生態，實現千行百業垂直應用的引入，通過平臺能力向應用和創新產品滲透，真正實現了可商用、可落地、可運營的MEC平臺。

當前關于如何激勵更多邊緣節點參與邊緣計算環境仍然缺乏研究，為此本文首先基于斯塔克爾伯格博弈理論提出了在云—邊環境中單個云服務下行任務的激勵機制設計，考慮了云節點和邊緣節點間的博弈以及邊緣節點內部的博弈，該激勵機制能夠適應邊緣計算環境的動態性。同時提出了“云-邊-端”三層 架構環境中多個云服務下行任務的激勵機制；最后，本文提出了一種邊緣節點相互合作以實現資源分配均衡的合作激勵機制，該合作激勵機制能夠有效激勵邊緣節點貢獻資源以及均衡任務間的資源分配。此外，本文給出了關于該問題可進一步開展的重點研究工作。

實現工業互聯網價值離不開邊緣計算的支撐，而工業現場設備種類繁多， 領域特性又大相徑庭，目前工業邊緣計算應用雖然已有一定數量，但通用性較差。工業邊緣計算是OT與IT融合的典型應用場景，工業邊緣APP需要同時支撐邏輯運動控制、監控人機界面等OT應用與視覺檢測、數據采集分析、預測性維護、生產管理等IT應用。通過IEC 61499標準與微服務、容器化技術融合，工業邊緣應用可以實現多種編程語言混合設計，通過軟硬件解耦靈活部署到任意邊緣節點， 從而實現工業互聯網從數據到模型再到控制的完整閉環，真正為制造業賦能。

當前全球數字化浪潮蓬勃興起，邊緣計算通過就近提供計算、網絡、智能等關鍵能力，加速賦能經濟轉型升級，已逐步成為計算體系的新方向、信息領域的新業態、產業轉型的新平臺，整體上處于高速發展階段，正從概念普及加速走向務實部署，受到了學術界和產業界的廣泛關注。Gartner、IEEE等權威機構將邊緣計算作為2020年十大技術方向，中國科學院和中國工程院在 《2020研究前沿》、《全球工程前沿2020》中，將邊緣計算列入信息領域十大技術前沿。據Research and Market預測，邊緣計算市場規模2018~2022年復合增長率超30%；據CB Insights預測，2023年全球邊緣計 算市場有望達到340億美元[1]。本文從學術界及產業界兩個維度深入剖析邊緣計算概念內涵、學術方向、產業 路徑，綜述邊緣計算在核心環節發展面臨的挑戰和問題，研判邊緣計算未來發展態勢與方向。

工業互聯網是新一代網絡信息技術與制造業深度融合的產物，是經濟轉型升級的關鍵依托和重要途徑。邊緣計算是支持工業互聯網的關鍵技術。本文首先說明了邊緣計算在工業互聯網產業發展過程中的重要意義，然后分別從邊緣計算的發展歷程、邊緣端智能化方法和邊緣計算平臺三方面介紹了工業互聯網邊緣計算近年來的研究現狀，最后指明了工業互聯網邊緣計算在今后發展中尚待解決的關鍵問題。