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文章導(dǎo)語(yǔ)

基于WISE-IoTSuite/ IoT Edge構(gòu)建的智慧工廠邊緣計(jì)算平臺(tái)以開(kāi)放生態(tài)的理念，持續(xù)擴(kuò)展邊緣計(jì)算的能力邊界，助力現(xiàn)場(chǎng)端實(shí)時(shí)智能決策。滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、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。同時(shí)邊緣計(jì)算與云計(jì)算各有所長(zhǎng)，需要緊密協(xié)同才能更好地滿足各種需求場(chǎng)景，最大程度地發(fā)揮各自的價(jià)值。

01 為什么需要邊緣計(jì)算

隨著各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的開(kāi)展，對(duì)接入的設(shè)備和數(shù)據(jù)種類的需求不斷增加。傳統(tǒng)的組態(tài)軟件數(shù)據(jù)分析能力有限，已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)多樣性的需求，無(wú)法將IT與OT很好的融合。而且，一般是單體程序，缺少開(kāi)放的應(yīng)用管理架構(gòu)支撐，無(wú)法靈活擴(kuò)充應(yīng)用。

此外，在物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的蓬勃發(fā)展之際，大量的數(shù)據(jù)開(kāi)始上云，同時(shí)一些問(wèn)題也開(kāi)始顯現(xiàn)，例如：大量數(shù)據(jù)直接上云后，在有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬下，會(huì)有傳輸延時(shí)的問(wèn)題，且數(shù)據(jù)上云的成本也在逐年攀升。當(dāng)大量數(shù)據(jù)上云，依賴云端統(tǒng)一管理時(shí)，一旦網(wǎng)絡(luò)或云節(jié)點(diǎn)故障，就可能會(huì)引發(fā)不可估量的損失和災(zāi)難。

為了解決以上棘手的問(wèn)題，邊緣計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。邊緣計(jì)算將數(shù)據(jù)的處理分析、數(shù)據(jù)融合，數(shù)據(jù)應(yīng)用，以及AI智能，由云端下沉到邊緣節(jié)點(diǎn)。在靠近物或數(shù)據(jù)源頭，提供一個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用的開(kāi)放可擴(kuò)展的平臺(tái)。

02 IoT Edge 云原生邊緣計(jì)算服務(wù)

對(duì)于工廠而言，理想的邊緣計(jì)算平臺(tái)應(yīng)具備采集、控制、運(yùn)維、分析、可視化，智能化的一站式能力，同時(shí)要兼顧輕量化的需要，提供靈活解耦的架構(gòu)，能根據(jù)邊緣需求進(jìn)行靈活組合并能擴(kuò)展。這些需求，研華工業(yè)云 IoT Edge 云原生的邊緣計(jì)算平臺(tái)均可滿足。

IoT Edge 云原生的邊緣計(jì)算平臺(tái)， 為軟件產(chǎn)品，可以純軟件單獨(dú)銷售，也有搭配研華硬件，或搭配 iFactory App 的 Edge SRP 軟硬一體產(chǎn)品。

IoT Edge 是 WISE-IoTSuite 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)在邊緣側(cè)的延伸，將數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等云端能力以輕量化部署的方式下沉到邊緣，可離線自治，亦與 IoTSuite 云平臺(tái)組成云邊協(xié)同的方案，提供云邊協(xié)同的一致化管理和服務(wù)；支持跨OS輕量化部署，性能較傳統(tǒng)SCADA軟件提升十倍；技術(shù)架構(gòu)靈活開(kāi)放，南向設(shè)備數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫(kù)接入?yún)f(xié)議、數(shù)據(jù)處理算子、北向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則均可支持插件化開(kāi)發(fā)和部署，可對(duì)接第三方MES/MOM或第三方云平臺(tái)。

IoT Edge 是一款非常適合與DFSP共創(chuàng)行業(yè)解決方案的生態(tài)工具，可以充分應(yīng)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中各類工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的需求，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的落地速度。

IoT Edge 主要提供以下核心功能：

1. 協(xié)議適配：支持常用的工業(yè)協(xié)議，支持協(xié)議定制，支持協(xié)議采用插件化的方式擴(kuò)展。

2. 數(shù)據(jù)采集：支持采集設(shè)備數(shù)據(jù)、消息中間件數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。

3. 設(shè)備管理：支持設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，物模型管理以及設(shè)備影子等功能。

4. 數(shù)據(jù)處理：支持在邊緣端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗過(guò)濾，有效數(shù)據(jù)上云；支持?jǐn)?shù)據(jù)處理插件化擴(kuò)展。

5. 遠(yuǎn)程運(yùn)維：支持多操作系統(tǒng)的OTA升級(jí)、應(yīng)用倉(cāng)庫(kù)管理，支持設(shè)備進(jìn)程及應(yīng)用管理

6. 云邊協(xié)同：支持邊緣端與云端應(yīng)用、數(shù)據(jù)、服務(wù)協(xié)同，支持邊緣離線自治。

7. 規(guī)則轉(zhuǎn)發(fā)：支持豐富的數(shù)據(jù)源和轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)，支持自定義轉(zhuǎn)發(fā)格式，支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)插件化擴(kuò)展。

8. 可視化：支持2D報(bào)表可視化以及3D數(shù)字孿生可視化，支持低代碼自定義炫酷報(bào)表。

 研華工業(yè)云以開(kāi)放的理念希望和智慧工廠領(lǐng)域的伙伴一起構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。IoT Edge的產(chǎn)品架構(gòu)，更是處處體現(xiàn)了這個(gè)理念：

• 協(xié)議插件化，擴(kuò)展數(shù)據(jù)接入能力

IoT Edge在采集側(cè)采用協(xié)議插件化的架構(gòu)，內(nèi)置協(xié)議插件支持常用的工業(yè)協(xié)議接入。同時(shí)和合作伙伴共同開(kāi)發(fā)支持電力行業(yè)協(xié)議，半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)議，音視頻領(lǐng)域協(xié)議等。客戶也可以在其上自研自己的協(xié)議插件，充分?jǐn)U展邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)接入的能力。 

• 算子插件化，擴(kuò)展計(jì)算能力

邊緣端對(duì)計(jì)算的能力要求越來(lái)越高，IoT Edge將計(jì)算的能力通過(guò)算子插件來(lái)持續(xù)擴(kuò)展，核心是幫用戶處理好數(shù)據(jù)接入和數(shù)據(jù)計(jì)算輸出的方式。計(jì)算部分還可根據(jù)客戶的行業(yè)需要，來(lái)開(kāi)發(fā)各種算法插件，深入挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值。

• 數(shù)據(jù)可視化插件，擴(kuò)展數(shù)據(jù)可視化能力

邊緣端對(duì)數(shù)據(jù)即時(shí)應(yīng)用的要求顯著增加，數(shù)據(jù)顯示通過(guò)可視化插件的方式來(lái)持續(xù)擴(kuò)展數(shù)據(jù)的個(gè)性化顯示需求，加快應(yīng)用的構(gòu)建。

03 基于IoT Edge的智慧工廠邊緣計(jì)算平臺(tái)

IoT Edge作為邊緣計(jì)算平臺(tái)也不斷的深入到領(lǐng)域合作中，基于IoT Edge原有的功能特性，研華打造了適用于智慧工廠邊緣側(cè)的計(jì)算平臺(tái)。可滿足現(xiàn)場(chǎng)端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入和監(jiān)控，資產(chǎn)管理層級(jí)快速建立，告警通知與事件管理等功能。

同時(shí)還提供了豐富的智能制造應(yīng)用，包含工單進(jìn)度管理，異常安燈管理，整體設(shè)備效率，能源管理，環(huán)安衛(wèi)管理，設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維保養(yǎng)等。幫助用戶通過(guò)低代碼的方式快速打造自己的智慧工廠應(yīng)用。

此外，IoT Edge還通過(guò)和邊緣PHM服務(wù)內(nèi)部整合，打造出設(shè)備管理和預(yù)測(cè)性維護(hù)的邊緣智能解決方案。實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)皆O(shè)備管理，再到進(jìn)一步針對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行AI分析這一全過(guò)程。同時(shí)將設(shè)備異常偵測(cè)，健康預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行直觀的展示或異常告警通知。這一解決方案的引入，幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的維護(hù)，降低了制造企業(yè)維護(hù)保養(yǎng)支出，減少了突發(fā)停機(jī)和故障，縮短了停止生產(chǎn)時(shí)間。

04 智慧工廠應(yīng)用案例分享

某電子設(shè)備廠商一直被工廠設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維深深困擾。主要有以下幾大困擾：第一，設(shè)備孤立。信息化程度低，很多信息仍靠手動(dòng)記錄，時(shí)效性和準(zhǔn)確性都很難保證。第二，設(shè)備運(yùn)行效率低，多屬于“事后型”設(shè)備運(yùn)維管理。第三，產(chǎn)線不平衡，存在生產(chǎn)瓶頸，生產(chǎn)管理不透明。第四，能源統(tǒng)計(jì)靠人工抄表，統(tǒng)計(jì)時(shí)間滯后，無(wú)時(shí)效性。缺乏具體的能效標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法定向節(jié)能降耗。

通過(guò)引入研華的 IoT Edge智慧工廠邊緣計(jì)算平臺(tái)，成功打造了工廠設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維的解決方案。將客戶現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試機(jī)，成型機(jī)，端子機(jī)，能耗與環(huán)境的設(shè)備首先通過(guò)網(wǎng)關(guān)采集，再使用IoT Edge接入網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)，然后對(duì)各類設(shè)備建立設(shè)備模型和資產(chǎn)模型，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理。搭配設(shè)備監(jiān)控運(yùn)維管理系統(tǒng)，減少了計(jì)劃外的停機(jī)和設(shè)備故障。搭配設(shè)備綜合效率OEE管理，提升了產(chǎn)線效率。能源方面，通過(guò)更換部分電表，燃?xì)獗恚瑢?shí)現(xiàn)了智能化計(jì)量。同時(shí)整合能耗管理系統(tǒng)，即時(shí)監(jiān)控能耗情況，定向節(jié)能，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的全過(guò)程分析監(jiān)控，輔助管理決策，提升生產(chǎn)效率。