边缘计算对制造业的应用价值分析

从计算机诞生至今，我们经历了单机、PC&LAN、互联网、移动互联网等几个不同的IT时代。在不远的将来，人类将迎来万物互联的物联网时代。

在单机时代，VLSI是基础技术，高级语言和操作系统 是关键应用加速器；进入PC&LAN时代，我们制造了微处理器，而DOS和Windows成为关键应用加速器，更是让计算机走到了我们每一个人的身边，也让人亲身感受到计算机的力量。

即将到来的物联网时代，越来越多的智能设备出现，那么这个时代的关键应用加速器是什么呢？答案就是边缘计算技术。

在上一篇科普文章中，我们讲了云计算是如何应用的，毋庸置疑，云计算给我们的生活带来了极大的便利，它让企业使用计算资源时，可以像使用水电一样便捷。但是任何事物的发展都具有两面性，如果所有数据都要通过云端存储计算，那么随之而来的问题就是数据过度集中，而复杂网络环境带来的时间延迟很可能使物联网设备在关键时刻无法正常发挥作用，完全依靠云计算必然造成信息传输堵塞。

因此传统的云计算集中式的数据处理模式已经难以满足行业数字化转型的需要。在这样的背景下，边缘计算技术作为云计算技术的延伸和补充，进入了人们的视野。

有了边缘计算，数字化转型中由于云计算过度集中式数据处理模式而产生的各种问题就迎刃而解了。

那么，什么是边缘计算？边缘计算对制造业企业有何意义？

一、边缘计算的概念

关于边缘计算的概念，目前还没有一个严格统一的定义，处于百花齐放，百家争鸣的状态。

边缘计算产业联盟把边缘计算定义为：“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、应用核心能力的开发平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字在敏捷联接、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”。

维基百科上给出的边缘计算的概念是：边缘计算是一种分散式运算的架构，将应用程序、数据资料与服务的运算，由网络中心节点移往网络逻辑上的边缘节点来处理。

看到这里，你可能还不知道什么是边缘计算，下面我们通过章鱼的形象类比来解释一下。

章鱼就是用边缘计算来解决问题的。作为无脊椎动物，章鱼拥有巨量的神经元，但60%分布在章鱼的八条腿（腕足）上，脑部仅有40%。

章鱼在捕猎时异常灵巧迅速，腕足之间配合极好，从不会缠绕打结。这得益于它们类似分布式计算的“多个小脑+一个大脑”。

如果说云计算技术更注重把握“整体”，那么边缘计算则更加专注于“局部”。我们把云计算中心视作章鱼的“大脑”，边缘计算节点就好像章鱼的“触手”，在遵从大脑指令的同时，这些触手更靠近猎物，也可以做出单独的思考和动作。边缘计算更靠近设备端和用户，可以就收集处理数据，发现问题就地解决。

二、边缘计算对制造业的应用价值

在周期性维护、业务决策支撑等领域，云计算可以聚焦非实时、长周期的大数据的分析；而在本地业务的即时智能化处理方面，边缘计算就可以发挥实时、短周期数据处理的优势。

这种协同合作将为数字化转型的发展提供强大的动力，就像一个人的左膀右臂，共同支撑起各个行业的数字化转型。

云计算与边缘计算影响最为明显的行业便是制造业。

目前边缘计算之于制造业的应用主要包括预测性维护、实现智能工厂的智能运维、实现柔性灵活生产，颠覆传统生产模式。

1、预测性维护

目前边缘计算在制造业的热门应用是“预测性维护”，因为边缘计算可以做到实时快速收集和处理工厂物联网设备产生的数据，从而及时检测异常并预警，降低自动化工厂发生非预期停机的概率，节省时间，从而提高工厂的生产效率。

上海机器人产业技术研究院研发推出的机器人云平台的预测性维护功能即是边缘计算技术的典型应用。机器人云平台通过海量收集机器人设备运行信息，对数据进行分析处理，即可实现对机器人的在线故障预测，这样的功能对机器人厂商或集成商来说相当友好。

2、实现智能工厂的智能运维

不止如此，在时下火热的智能工厂、互联工厂、无人工厂中边缘计算也是大出风头，比如它让AI不再“远在云端”。搭载AI芯片的边缘网关设备就能处理一些常规性的且要求迅速响应的运算需求，更复杂运算再交由云端的人工智能进行决策。

比如工厂中的智能水泵、智能电表等基础设施，就可以利用边缘计算进行基本的运算，让设备可以达到某个数值就关停或开启。

一方面云端只需要下达指令，不用与设备产生实时数据传输，另一方面即使跟云端突然连接中断，也不会影响已经设定好的任务，使工厂可以长期保持在稳定工作状态。

3、实现柔性灵活生产，颠覆传统生产模式

边缘计算还有对工厂来说非常重要的一点，那就是对传统生产模式的颠覆式升级。以前的生产线模式灵活性与定制性都非常弱，为了满足消费者个性化需要，往往可能要多开几条生产线，导致成本大大提高。

而边缘计算使不同的生产设备之间既能相互协作，又能随机应变，最终使整个生产制造过程数字化、柔性化，灵活化，满足数字时代消费者的个性需要。

虽然名叫边缘计算，但实际上它并不边缘，反而正处在时代发展的前沿中心位置，而且随着5G时代的到来，可以预想到未来边缘计算将成为工业互联网的标配，以去中心化的思维建立物与物、人与物间的连接，让物联网离我们更近。

随着当下数字化转型进程的加快，传统制造业生产的各个环节出现的智能设备也会越来越多，如何挖掘出、利用好更多生产数据的价值将会是企业价值提升的关键点，尤其是在商业模式不断变化的今天，个性化服务的需求越来越大，以边缘计算为代表的数字化技术，将成为企业实现升级转型的重要助力。
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