為什么邊緣計(jì)算會(huì)在制造業(yè)大行其道?
繼瓦特造蒸汽機(jī)碾過(guò)農(nóng)業(yè)文明,西門子制發(fā)電機(jī)迎來(lái)電氣時(shí)代,福特用高效流水線代替低速手工之后,以數(shù)字化和智能化為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命未來(lái)已來(lái)。誠(chéng)然,新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這輪變革中功不可沒(méi),但切實(shí)存在的“新問(wèn)題”和“新需求”才是驅(qū)動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的內(nèi)生動(dòng)力。
從市場(chǎng)方面來(lái)看,全球消費(fèi)力的提升要求工廠更有效率,消費(fèi)升級(jí)的浪潮卻又倒逼工廠“化剛為柔”,提供更加個(gè)性化的產(chǎn)品;從安全的角度來(lái)看,當(dāng)工廠里基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通之后;任何一次網(wǎng)絡(luò)攻擊都會(huì)帶來(lái)巨大的損失;站在勞動(dòng)力的角度,掌握know-how的熟練技工面臨著老齡化和退休的窘境,工廠需要找到新的人才來(lái)使用不斷增加的機(jī)器人和互聯(lián)設(shè)備…除此之外,還有一系列的變革正在全球制造業(yè)中發(fā)生,比如3D打印為定制化生產(chǎn)提供了可能,制造企業(yè)的商業(yè)模式也在從產(chǎn)品升級(jí)為服務(wù)(XaaS)。
面對(duì)這樣的現(xiàn)狀,制造企業(yè)應(yīng)該如何轉(zhuǎn)型?其合作伙伴又該如何優(yōu)化自身的解決方案以助力制造企業(yè)的沖浪?英特爾物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部工業(yè)與能源解決方案部門總經(jīng)理Christine Boles在“英特爾讓智能制造改變工業(yè)”物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)研討會(huì)上分享了她的見(jiàn)解。在Christine的演講中,邊緣計(jì)算是一個(gè)被反復(fù)提及的關(guān)鍵詞。
工業(yè)數(shù)據(jù)的“保鮮期”很短
在制造業(yè)領(lǐng)域,無(wú)論是針對(duì)設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù),還是針對(duì)消費(fèi)者的柔性制造,都需要依靠“數(shù)據(jù)”這座油礦。只有充分挖掘工廠設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)中的價(jià)值,通過(guò)對(duì)制造大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,才能提升數(shù)字化工廠運(yùn)行效率,實(shí)現(xiàn)真正的工業(yè)智能化。
工業(yè)世界任何微小的改變都會(huì)帶來(lái)很大的優(yōu)勢(shì),GE把它叫做“1%的威力”,但與之相對(duì)的,工業(yè)世界任何微小的故障也可能帶來(lái)很大的損失——工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的很多數(shù)據(jù)“保鮮期”很短,一旦處理延誤,就會(huì)迅速“變質(zhì)”,數(shù)據(jù)價(jià)值呈斷崖式跌落。因此不是所有數(shù)據(jù)都必須上傳到云平臺(tái),“邊緣計(jì)算”便由此而生。
什么是邊緣計(jì)算?我們看到的大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)信息處理模式,都是“端-管-云”的模式——在應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng),“端”只負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)、執(zhí)行指令,而“云”負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)分析和控制邏輯功能。“邊緣計(jì)算”就是將部分?jǐn)?shù)據(jù)分析功能,放到了應(yīng)用場(chǎng)景的附近(終端或網(wǎng)關(guān))來(lái)實(shí)現(xiàn),這種就近提供的智能服務(wù)可以滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。
如果說(shuō)云端相當(dāng)于人類的大腦,那么邊緣計(jì)算就猶如人類的神經(jīng)末梢,對(duì)簡(jiǎn)單的刺激進(jìn)行自處理并將處理的特征信息反饋給云端大腦。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的“邊緣計(jì)算”設(shè)備,需要滿足3個(gè)必備能力:采集邊緣數(shù)據(jù)、智能的運(yùn)算能力和可操作的決策反饋,其中的智能運(yùn)算能力自然是英特爾的拿手好戲。
在2017中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)上,英特爾和華為攜手開(kāi)發(fā)的“自適應(yīng)柔性制造平臺(tái)”被授予第十九屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新金獎(jiǎng)。英特爾和華為共同開(kāi)發(fā)邊緣計(jì)算服務(wù)器,使用了英特爾至強(qiáng)處理器。將邊緣計(jì)算引入機(jī)器人,通過(guò)軟件定義機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)快速部署,大幅縮短產(chǎn)線切換時(shí)間,助力工業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)柔性制造。
從分散的子系統(tǒng)到整合的計(jì)算平臺(tái)
工業(yè)領(lǐng)域目前的另一個(gè)重大趨勢(shì)是把工業(yè)設(shè)備中通常分散的子系統(tǒng)整合到一個(gè)計(jì)算平臺(tái)中,該平臺(tái)為工業(yè)設(shè)備管理多個(gè)應(yīng)用。
例如,目前的一臺(tái)工廠機(jī)器通常有多個(gè)計(jì)算設(shè)備,包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)器控制器、PLC(可編程邏輯控制器)、HMI(人機(jī)界面)、機(jī)器視覺(jué)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、安全控制器等等,設(shè)備制造商正把很多這些功能整合到一個(gè)更高性能的計(jì)算設(shè)備中。
而這種在機(jī)器的控制、操作和IT界面上實(shí)現(xiàn)的功能集成會(huì)要求我們的決策在更靠近信息發(fā)生的部位,也就是設(shè)備的邊緣。
英特爾中國(guó)區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營(yíng)銷部產(chǎn)品總監(jiān)謝青山表示:“隨著更多功能注入邊緣設(shè)備,設(shè)備會(huì)變得更加智能和自給。‘物’會(huì)變得真正智能化,并大量依賴本地連接,而不是云來(lái)按需做出決策。”
物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的三個(gè)階段
在英特爾看來(lái),物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的過(guò)程包含三個(gè)階段:第一階段是連接——讓未聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備相互之間連接起來(lái);第二階段是智能互聯(lián)的物——通過(guò)傳感器從聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中采集數(shù)據(jù),過(guò)濾、處理、分析后產(chǎn)生“智慧”的行動(dòng)和反饋;第三階段是自治——將軟件定義的功能添加到系統(tǒng)中,整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)可形成自主管理的系統(tǒng)。
在物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的第二個(gè)階段中,聯(lián)網(wǎng)后的工業(yè)設(shè)備將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),如何充分挖掘工廠中的數(shù)據(jù)價(jià)值是關(guān)鍵。除了傳統(tǒng)的云端大腦,邊緣設(shè)備所具備的本地計(jì)算能力能讓設(shè)備更快的采取本地行動(dòng)。英特爾智能聯(lián)機(jī)技術(shù)可針對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備到新設(shè)備的邊緣進(jìn)行數(shù)據(jù)提取,經(jīng)過(guò)本地和后臺(tái)數(shù)據(jù)聚合以及分析,提升生產(chǎn)效率。借助該技術(shù),中國(guó)頂級(jí)制造用例將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資產(chǎn)管理和制造運(yùn)營(yíng)改進(jìn),釋放超過(guò) 500 多億美元的硬件、軟件、連接和服務(wù)收入。
根據(jù)IDC的預(yù)估,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的投資將在未來(lái)3年內(nèi)以15.6%的速度增長(zhǎng),2020年達(dá)到1.29萬(wàn)億美元。其中,物聯(lián)網(wǎng)投資由工業(yè)應(yīng)用主導(dǎo),包括制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和公用事業(yè)。顯而易見(jiàn),工業(yè)端應(yīng)用超越了消費(fèi)端應(yīng)用,正在主導(dǎo)全球物聯(lián)網(wǎng)投資,這也難怪邊緣計(jì)算會(huì)先從該領(lǐng)域開(kāi)始大行其道了。
在萬(wàn)物智能互聯(lián)的世界,英特爾充分利用自身在計(jì)算和硬件方面的優(yōu)勢(shì),賦能中國(guó)制造業(yè),并和工業(yè)領(lǐng)域生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴攜手,驅(qū)動(dòng)中國(guó)工廠智能化轉(zhuǎn)型,加速第四次工業(yè)革命進(jìn)程。