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目邊緣計算行業(yè)應(yīng)用場景豐富，產(chǎn)業(yè)價值突出。一方面支撐行業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品向服務(wù)的價值延伸；另一方面支撐實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)的定制化與智能化。預(yù)測性維護(hù)、能效管理、智能制造是比較典型的行業(yè)應(yīng)用場景。

1　預(yù)測性維護(hù)

傳統(tǒng)的維護(hù)方式主要是事后維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)，事后維護(hù)會導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷，預(yù)防性維護(hù)采用人工例行檢修，導(dǎo)致維護(hù)成本大幅度上升，以梯聯(lián)網(wǎng)為例，全球有超過1500萬部電梯在網(wǎng)運(yùn)行，電梯維保和售后服務(wù)正成為電梯行業(yè)的“新藍(lán)海”，越來越多的電梯廠商轉(zhuǎn)向整合產(chǎn)業(yè)鏈、依靠維保服務(wù)增加企業(yè)收入，但電梯通過事后維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)的成本很高，且首次維護(hù)成功率低于20%。為實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新，電梯廠商必須通過數(shù)字化改造提升運(yùn)維效率、降低運(yùn)維成本。通過引入邊緣計算，可以助力電梯廠商從傳統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)升級到新一代實(shí)時預(yù)測性維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品向服務(wù)的價值延伸：

預(yù)測性維護(hù)，降低維護(hù)成本

以電梯為例，基于電梯內(nèi)大量的傳感器，可以對電梯運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時感知。通過本地的邊緣計算融合網(wǎng)關(guān)可以提供數(shù)據(jù)分析能力，第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障。同時提供本地存活，一旦與云端聯(lián)接故障，數(shù)據(jù)可以本地保存，聯(lián)接恢復(fù)后，本地收斂數(shù)據(jù)自動同步到云端，確保云端可以對每部電梯形成完整視圖。

同時采用預(yù)測性維護(hù)可以減少維護(hù)工作量，降低勞動強(qiáng)度；提高設(shè)備的可靠性，延長設(shè)備的使用壽命；提高設(shè)備的利用率，減少維修費(fèi)用，從而降低維護(hù)成本，提高企業(yè)的綜合競爭力。

安全保障

提供覆蓋終端、網(wǎng)關(guān)芯片、網(wǎng)關(guān)OS、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)的多重安全保護(hù)。

產(chǎn)品向服務(wù)的延伸

可以幫助電梯廠家研發(fā)改善產(chǎn)品質(zhì)量、售后提升服務(wù)滿意度；可以開放給樓宇物業(yè)等，幫助提供緊急救援等服務(wù)；可以為廣告廠商等提供媒資傳播平臺。

典型行業(yè)應(yīng)用場景：電梯、特種車、數(shù)控機(jī)床、二次供水設(shè)備、能源預(yù)測性維護(hù)等。

2　能效管理

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，發(fā)展需求與能源制約的矛盾愈加明顯，能耗水平反映了一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生活質(zhì)量，在能源需求日趨緊張的情況下，如何實(shí)現(xiàn)建筑能耗量化管理以及效果評估，降低建筑物（包括空調(diào)、路燈照明、辦公設(shè)備等）運(yùn)行過程中所消耗的能量，從而降低運(yùn)行成本，同時提高用戶使用滿意度，滿足各大企業(yè)從提供產(chǎn)品向提供服務(wù)轉(zhuǎn)型，成為各大企業(yè)或組織機(jī)構(gòu)最為關(guān)注的問題。以路燈為例，世界80%的路燈廠商都準(zhǔn)備向智能路燈轉(zhuǎn)型，通過智能路燈節(jié)能減排，相關(guān)國家和國際組織也逐步在法律中明確建設(shè)綠色節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，如全球氣候組織呼吁十年完成全球路燈智能化改造、實(shí)現(xiàn)能耗減半。

照明、制冷、電器的過度無序使用，造成電能的大量浪費(fèi)，傳統(tǒng)的人工控制的方式無法根據(jù)實(shí)際環(huán)境的需求實(shí)時有序地控制照明及制冷系統(tǒng)，造成即使沒有人也燈常亮、空調(diào)常開的情況，無謂的浪費(fèi)大量的能源，迫切需要邊緣計算根據(jù)實(shí)際環(huán)境和能效控制策略進(jìn)行實(shí)時有序控制，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，并定期與云端同步。

通過引入邊緣計算，能夠為能效管理帶來以下提升：

更低的能源消耗

通過實(shí)時能效控制有效降低建筑能耗，節(jié)約能源方面的開支，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%。

更低的維護(hù)成本

實(shí)現(xiàn)能源信息采集自動化，節(jié)省人工采集費(fèi)用，降低維護(hù)成本，智能路燈解決方案部署后有效降低了80%的維護(hù)成本。

更高的可靠性

多級可靠保證，控制計劃和策略同步并存儲在邊緣側(cè)，在云端控制出現(xiàn)異常的時候，保證正常工作和管理，同時邊緣側(cè)能夠?qū)崟r監(jiān)測路燈、開關(guān)、空調(diào)等采集設(shè)備的狀態(tài)，進(jìn)行可預(yù)測性維護(hù)，在設(shè)備可能出現(xiàn)故障時實(shí)時進(jìn)行策略調(diào)整。

典型行業(yè)應(yīng)用場景：樓宇能效管理、智能路燈等。

3　智能制造

隨著消費(fèi)者對產(chǎn)品需求的日益提高，產(chǎn)品的生命周期越來越短，小批量多批次，具有定制化需求的產(chǎn)品生產(chǎn)模式將一定程度替代大批量生產(chǎn)制造模式，先前制造體系嚴(yán)格的分層架構(gòu)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的制造需求（如圖1所示），以某消費(fèi)電子類產(chǎn)品的制造生產(chǎn)線為例，采用PLC+OPC的模式構(gòu)建，由于訂單種類增加，單批次數(shù)量減少，導(dǎo)致平均每周的切單轉(zhuǎn)產(chǎn)耗時1~2天；新工藝升級每年至少3次、設(shè)備更替每年近百次，導(dǎo)致的控制邏輯/工序操作重置、接口配置耗時約5~12周，嚴(yán)重影響了新產(chǎn)品上線效率。另外制造智能化也是中國、美國、德國等世界主要制造大國未來10年的發(fā)展方向。以中國為例，到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)智能化，試點(diǎn)示范項目運(yùn)營成本降低50%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短50%，不良品率降低50%，制造智能化首先需求加強(qiáng)制造業(yè)ICT系統(tǒng)和OT系統(tǒng)之間的靈活交互，顯然先前的制造體系也無法支撐全面智能化。

圖1 傳統(tǒng)的制造體系分層架構(gòu)

邊緣計算能夠推動智能制造的實(shí)現(xiàn)。如圖2所示邊緣計算在工業(yè)系統(tǒng)中的具體表現(xiàn)形式是工業(yè)CPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)在底層通過工業(yè)服務(wù)適配器，將現(xiàn)場設(shè)備封裝成web服務(wù)；在基礎(chǔ)設(shè)施層，通過工業(yè)無線和工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場設(shè)備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數(shù)據(jù)平臺中；在數(shù)據(jù)平臺中，根據(jù)產(chǎn)線的工藝和工序模型，通過服務(wù)組合對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行動態(tài)管理和組合，并與MES等系統(tǒng)對接。工業(yè)CPS系統(tǒng)能夠支撐生產(chǎn)計劃靈活適應(yīng)產(chǎn)線資源的變化，舊的制造設(shè)備快速替換與新設(shè)備上線。

圖2 引入邊緣計算后的系統(tǒng)架構(gòu)

通過引入邊緣計算，能夠為制造業(yè)帶來以下提升：

設(shè)備靈活替換

通過web互操作接口進(jìn)行工序重組，實(shí)現(xiàn)新設(shè)備的即插即用，實(shí)現(xiàn)損壞設(shè)備的快速替換。減少人力投入50%（取消了OPC配置工作，工作量下降一半），實(shí)施效率提升1倍。

生產(chǎn)計劃靈活調(diào)整

通過生產(chǎn)節(jié)拍、物料供給方式的自動變化來適應(yīng)每天多次的計劃調(diào)整，消除多個型號的混線切單，物料路徑切換導(dǎo)致的I/O配置時間損耗。

新工藝/新型號快速部署

通過web化的工藝模型的自適應(yīng)調(diào)整消除新工藝部署帶來的PLC（涉及數(shù)百個邏輯塊、多達(dá)十幾層嵌套判斷邏輯）重編程、斷電啟停、數(shù)百個OPC變量修改重置的時間，新工藝部署時間縮短80%以上。

具體的行業(yè)化場景舉例：軟件定義的可重構(gòu)制造系統(tǒng)。

摘自《自動化博覽》2017年6月刊