圖1 通過工業(yè)云計算，企業(yè)可以處理和計算不斷增長的數(shù)據(jù)量，并利用結(jié)果優(yōu)化整個價值鏈
談到公共云計算，首先會想到是通過互聯(lián)連接到云端。在許多應(yīng)用中, 數(shù)據(jù)必須在非常短的周期內(nèi)收集、檢查并發(fā)回到運(yùn)行進(jìn)程中。在這種情況下，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延時，云計算解決方案將不再適用。鑒于這類應(yīng)用案例，越來越多企業(yè)選擇使用邊緣計算或霧計算解決方案。然而，這種方案是如何運(yùn)作的呢?它有哪些優(yōu)點和缺點呢?在目前這種情況下是否有必要去分析研究這些計算方法呢?或者這些都只是“新瓶裝舊酒”而已?
圖2 智能的“邊緣設(shè)備”與云通信
邊緣計算為用戶提供了利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析直接從數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)的可能性，邊緣計算使用戶能夠隨時隨地使用強(qiáng)大的分析技術(shù)(圖2)。通過這種方式，需要對偏遠(yuǎn)地區(qū)的機(jī)器和設(shè)備狀況進(jìn)行監(jiān)測的員工，可以更加準(zhǔn)確地判斷出它們是否需要進(jìn)行維護(hù)或更換部件。這樣，邊緣計算可以為無法直接訪問網(wǎng)絡(luò)和快速登陸云端的企業(yè)提供替代解決方案，例如，水生產(chǎn)、太陽能和風(fēng)力設(shè)備供應(yīng)商。此外，內(nèi)容明確的實時性保養(yǎng)解決方案要求對機(jī)器和設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測，它能在降低服務(wù)成本的同時提高生產(chǎn)效率。
邊緣計算與霧計算
邊緣和霧計算的概念類似，通常可互換使用，基于這兩種計算方式萌發(fā)出將云計算能力轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)源的想法。邊緣計算和霧計算的差異僅在于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的位置。霧計算在一個中心位置收集和處理來自多個終端的數(shù)據(jù)，這與云概念非常相似，不同的時候，處理數(shù)據(jù)的位置不是在云服務(wù)供應(yīng)商提供的大型數(shù)據(jù)中心，而是在“迷你數(shù)據(jù)中心”，它通常處于與提供數(shù)據(jù)的控制器相同的位置(圖3)。在此會進(jìn)行對時間要求高的計算，計算結(jié)果會對設(shè)備產(chǎn)生影響，并且只能在本地完成。在更高級別的云系統(tǒng)中可以繼續(xù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行全局分析和數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理。而邊緣計算的數(shù)據(jù)處理或預(yù)處理可以直接在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的各個設(shè)備中完成。因此，邊緣計算對本地安裝的設(shè)備在計算能力、開放性和安全性方面提出了更高的要求。
PLCnext技術(shù)使菲尼克斯電氣公司的控制器成為真正的邊緣設(shè)備。將人工智能算法集成到本地應(yīng)用程序或邊緣設(shè)備中，主要是為了實現(xiàn)本地優(yōu)化，不必依賴外部數(shù)據(jù)或大數(shù)據(jù)。
應(yīng)用不受低帶寬限制
如今，減少延時和避免數(shù)據(jù)傳輸跨多個系統(tǒng)邊界變得非常重要。用于人工智能計算的數(shù)據(jù)來自控制器，不會給工廠的基礎(chǔ)設(shè)施帶來負(fù)擔(dān)，可以省去專用鏈接和不總是可行的云鏈接。此外，通過使用PLCnext技術(shù)還可以將人工智能計算結(jié)果發(fā)送到更高級別的云系統(tǒng)，與菲尼克斯電氣公司Proficloud直接連接可以確保簡單參數(shù)化和與云的安全連接。
想要了解邊緣計算和霧計算的優(yōu)勢，首先需要弄清楚是為何不使用純云系統(tǒng)。云系統(tǒng)已經(jīng)充分證明了它的優(yōu)勢，例如可靠性，節(jié)約成本或全球可用性，然而即便云系統(tǒng)擁有幾乎無限的存儲和計算能力，但仍然面臨著挑戰(zhàn)，因為只有大型數(shù)據(jù)中心擁有非常好的網(wǎng)絡(luò)連接，且該連接不會自動適用于現(xiàn)場安裝的設(shè)備。
云計算和霧計算不會替代云解決方案
圖3 現(xiàn)代太陽能園區(qū)生產(chǎn)了大量有趣的數(shù)據(jù)，但并非所有數(shù)據(jù)都必須傳送到云
圖4在霧計算時，時間要求嚴(yán)格的操作應(yīng)盡可能靠近設(shè)備進(jìn)行，如設(shè)備與云之間的數(shù)據(jù)傳輸
為了使公司真正地實現(xiàn)數(shù)字化，安裝在遠(yuǎn)程位置的組件也必須連接到物聯(lián)網(wǎng)，例如安裝在太陽能園區(qū)中的控制器(圖3)，該控制器在為運(yùn)營商收集有價值的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)只能通過慢速的GSM通信系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)。這樣，數(shù)據(jù)無法直接傳輸?shù)皆葡到y(tǒng)的原因就顯而易見了，即網(wǎng)絡(luò)帶寬不足。邊緣計算能夠把將要完成的部分工作從云重新傳送到設(shè)備，以將確保太陽能園區(qū)的運(yùn)營商仍然可以合理地處理來自控制器的數(shù)據(jù)。
總體來看，邊緣計算和霧計算并不會取代云解決方案，這些計算方法僅用于云計算使用受限時。邊緣設(shè)備可以完成簡單的實時分析，并在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到云之前根據(jù)特定條件預(yù)選出需要收集的傳感數(shù)據(jù)，可以防止云連接上出現(xiàn)不必要的負(fù)載。互聯(lián)網(wǎng)連接的獨(dú)立性和低延時也是在物聯(lián)網(wǎng)項目中使用邊緣設(shè)備另外的原因。
