工业互联网｜从边缘智能迈向边缘自治
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目前，边缘计算处于 2.0 阶段，即边缘智能阶段，主要解决网络边缘侧智能数据分析、智能网络控制、智能业务处理等问题，从而大幅度提升效率并降低成本。未来，边缘计算将步入 3.0 阶段，即边缘自治阶段，边缘侧自主业务逻辑分析、动态实时、自我优化将在这一阶段得到实现。 04、工业互联网边缘计算典型案例 边缘计算在工业互联网中的应用在最近几年得到了极大的拓展，本文介绍几种典型的应用案例。 工业边缘网关 工业边缘网关具备工业协议适配、工业现场设备数据采集与边缘计算能力，结工业互联网平台可以形成“云+边缘”的工业互联网技术架构及服务能力，为工业企业提供设备状态监控、生产效率提升及设备全生命周期维护等能力支撑。同时，工业边缘网关还具备强大的兼容性，可主流的工控设备提供数据采集、可视化及相应的工控应用。为数据采集提供参数管理、数据处理、报文管理、认证管理、订阅管理、配置管理、安全网关和边缘计算等服务支持，并且提供 API 接口服务对企业实现数据开放，以支持企业本地应用（如 MES、ERP 等）的业务集成。此外，工业边缘网关覆盖市场主流的工业协议。 除了支持目前工业领域的主流通讯协议和规约，比如 OPC，OPC UA，MTConnect 等，同时还支持主流厂商的私有协议，比如 Focas，Ezsocket 等协议。针对不同品牌的设备建立不同的参数集和通讯报文，针对同一品牌的不同设备也能实现大类小类的灵活划分，逐步达到行业设备协议的全面覆盖。最后，工业边缘网关在边缘计算层整合设备认证接入、数据边缘处理、制造策略下发以及工业 APP 部署等服务，结合云端开放平台以及大数据平台，提供对第三方服务的支撑能力，并通过数据开放与用户和合作伙伴共同打造丰富的工业 APP 应用生态。 低成本多源异构数据采集和可视化应用 该应用基于边缘控制器，提供“数据+应用”的服务，充分利用工业互联网赋能平台以及边缘计算设备的性能，提供数据采集能力和数据可视化应用。 数据层面，系统目标支持市场二十种以上主流工业协议解析，支持二十万台设备并发连接，支持典型的工业控制器、传感器、物联网采集监控终端，并提供协议连接及数据交互操作。应用方面，提供面向工业现场的图形化、拖拽式和低代码快速开发 APP 工具，支持本地、私有云、公有云混合或单一部署，提供多个重点垂直领域的基础应用 APP，实现生产过程监控、调试维护配置、报警相应及处理、报表实时更新及显示生成等应用。 设备可视化：对企业设备进行几何建模，可以直观、真实、精确地展示设备分布、设备运行状况，同时将设备模型与实时、档案等基础数据绑定，实现设备在二维场景中的快速定位与基础信息查询。设备预测性维护：通过对设备的集中式管理，人员分权限使用，可以实现远程开关机、远程设置参数；远程设置策略，批量、定时定点操作；设备视频集成、远程呼叫。数据分析：通过采集设备的原始数据：如电流电压等；或者采集设备的结果数据：如报警，故障等，积累设备运行大数据，设备运行分析报告，设备经济运行报告等。实时报警：制造商自动化水平越来越高，很多岗位实现了全自动无人生产。针对设备故障后无人在现场不能被及时发现，现在通过实时报警系统及时显示设备故障并主动推送。 5G+工业边缘云的机器视觉检测 该应用是5G和 MEC 的结合，首先在生产车间内部署5G网络，并提供 MEC，通过这种组网模式可以直接将业务流接入企业内网。其次，使用带有 5G 模组的高速线阵 CCD 工业相机，线扫专业滤光镜头，高频漫射 LED 线光源，保证 600 米 / 分钟以下级别产线最小精度 0.18mm 的图像检测水平。工业相机可以对带钢表面进行图像拍摄和采集。此外，部署云平台，结合 MEC 的边缘云，可以实现协同，并将机器视觉的带钢表面质量检测系统部署在边缘云上，对工业相机拍摄的图像进行实时的分析。MEC 工业边缘云利用 5G 无线接入网络就近提供工业企业用户 IT 服务和边缘计算功能，具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务能力，加速网络中各项内容、服务及应用的快速处理。MEC 的本地分流功能使得本地业务数据流无需经过核心网，直接由 MEC 平台分流至本地网络。 本地业务分流可以降低回传带宽消耗和业务访问时延，提升业务体验。通过 MEC 本地分流和网络切片技术，可实现机器视觉质量检测业务的 5G 网络端到端 QoS 保障，一方面确保高清图像在规定的时间内传输到工业边缘云，处理和分析的结果能够及时反馈并作用到生产控制一线，另一方面企业内 5G 局域网也可以使核心生产数据不出工厂，确保数据安全。工业制造的可靠性要求较高，在 MEC 硬件配置上进行容灾保护的考虑，包括双交换板负荷均衡、双电源热备份、双计算节点负荷均衡等。同时在边缘云部署上，也考虑了系统的保护，包括虚机采用资源池方式部署，做冗余配置；服务以容器的方式部署在虚机上，当容器故障可以快速重生。当虚机故障，可以将服务在另外一个虚机上部署；关键服务采用负荷分担方式。该应用可以视为 5G+工业互联网的一个通用方案，通过 5G 提供可靠的网络服务，结合 MEC 边缘云一方面实现业务流的本地分流，同时满足应用部署的边缘平台需求，这两者是通用的，整体来看为工业互联网提供了云网融合的基础设施，在此基础上可以采用不同的终端，如工业相机、高清摄像等，实现图像和视频的采集，再根据不同的检测需求提供算法和机器视觉应用，可以在工业制造领域得到广泛的应用。 （编辑：辽源站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |