部署邊緣計(jì)算時(shí)需要考慮的三個(gè)重要因素

　　【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】邊緣計(jì)算正在以多種方式改變制造業(yè)，為企業(yè)帶來(lái)諸多好處。本文重點(diǎn)介紹了部署邊緣計(jì)算時(shí)需要考慮的三個(gè)重要因素。
 

　　邊緣計(jì)算正在改變分析、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用。對(duì)庫(kù)和框架的大量投資，為工程師和運(yùn)營(yíng)專家提供了一個(gè)將這些功能與過(guò)程控制相結(jié)合的新領(lǐng)域。雖然有多種方法來(lái)實(shí)施高價(jià)值應(yīng)用，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須仔細(xì)考慮安全性、管理性和可擴(kuò)展性。
 

　　致力于部署邊緣解決方案的公司需要考慮三個(gè)主要方面：在邊緣運(yùn)行的應(yīng)用、支持邊緣的基礎(chǔ)設(shè)施以及邊緣設(shè)備的安全性和協(xié)調(diào)性。
 

　　01  在邊緣運(yùn)行的應(yīng)用
 

　　邊緣計(jì)算是指在控制過(guò)程或機(jī)器附近執(zhí)行應(yīng)用。邊緣設(shè)備通常與運(yùn)營(yíng)技術(shù)(OT)設(shè)備運(yùn)行在同一網(wǎng)絡(luò)上，并且在數(shù)據(jù)收集和響應(yīng)中具有低延遲的特性。邊緣設(shè)備可以是物理設(shè)備，也可以是與處理設(shè)備之間具有較低網(wǎng)絡(luò)延遲的虛擬機(jī)(VM)。
 

　　在物理設(shè)備和虛擬機(jī)之間有一個(gè)權(quán)衡，就是對(duì)處理能力或靈活性的偏好。該決策可以簡(jiǎn)化為使用邊緣虛擬機(jī)還是邊緣物理設(shè)備。虛擬機(jī)可以根據(jù)需要向上或向下擴(kuò)展，從而提供資源分配的靈活性。
 

　　但是，虛擬機(jī)增加了一層抽象層，會(huì)影響處理效率并帶來(lái)延遲。物理設(shè)備可實(shí)現(xiàn)低延遲和強(qiáng)大的處理能力，但會(huì)喪失資源分配的靈活性，而且通常是為單一應(yīng)用而采購(gòu)。
 

　　邊緣計(jì)算應(yīng)用具有一系列優(yōu)勢(shì)，如快速響應(yīng)時(shí)間(低延遲)、高效使用互聯(lián)網(wǎng)資源(帶寬效率)、實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的能力(實(shí)時(shí)分析可擴(kuò)展性)和較強(qiáng)的應(yīng)用可擴(kuò)展性。本地應(yīng)用無(wú)需將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央服務(wù)器，從而可以減少?gòu)臄?shù)據(jù)生成到數(shù)據(jù)處理之間的邏輯距離。如果應(yīng)用得當(dāng)，這種方法可以實(shí)現(xiàn)接近實(shí)時(shí)的解決方案；應(yīng)用可以獲得快速?zèng)Q策和快速響應(yīng)的能力。擴(kuò)展邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)對(duì)于增加需求、保持性能和響應(yīng)能力至關(guān)重要。擴(kuò)展是通過(guò)在基礎(chǔ)設(shè)施中添加邊緣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。分布式工作負(fù)載減少了瓶頸，增加了節(jié)點(diǎn)管理并改進(jìn)了負(fù)載平衡。
 

　　在邊緣運(yùn)行的應(yīng)用通常是針對(duì)特定用例，需要專門(mén)設(shè)計(jì)的。例如，用于優(yōu)化過(guò)程控制的分析或模型，如減少?gòu)U品、提高產(chǎn)量、減少公用設(shè)施消耗、預(yù)測(cè)性維護(hù)等。數(shù)據(jù)從本地傳輸?shù)竭吘壴O(shè)備進(jìn)行處理。將原始數(shù)據(jù)或聚合數(shù)據(jù)推送到企業(yè)服務(wù)器或云端以進(jìn)行進(jìn)一步分析；聚合數(shù)據(jù)可以減少因在云端傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而造成的成本。
 

　　02  支持邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施
 

　　在集成邊緣應(yīng)用時(shí)，支持邊緣技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施往往是最未知的因素之一。需要詳細(xì)了解邊緣應(yīng)用的范圍，以了解需要收集哪些流程參數(shù)、應(yīng)用的輸出是什么以及流程成功的定義是什么。
 

　　其它需要考慮的因素，比如數(shù)據(jù)收集和高級(jí)分析過(guò)程的準(zhǔn)備情況，可以從分析成熟度模型中得出。高級(jí)過(guò)程分析需要在數(shù)據(jù)收集、清理、情境化和存儲(chǔ)方面進(jìn)行投資，并通過(guò)互補(bǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施提供支持。并非所有企業(yè)都已準(zhǔn)備好進(jìn)行高級(jí)過(guò)程分析。請(qǐng)與分析專家合作，確保這些解決方案能夠得到支持。
 

　　隨著設(shè)備的部署和應(yīng)用的擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載也會(huì)隨之增加。了解數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)奈恢脤?duì)于最大限度地減少當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)載問(wèn)題至關(guān)重要。可能需要升級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以支持更大的數(shù)據(jù)規(guī)模，從而最大限度地減少帶寬爭(zhēng)用造成的網(wǎng)絡(luò)中斷。在規(guī)劃階段就與工廠底層網(wǎng)絡(luò)集成商進(jìn)行協(xié)商，有助于確定并提供緩解網(wǎng)絡(luò)爭(zhēng)用的解決方案。
 

　　03  邊緣設(shè)備的安全性與協(xié)調(diào)性
 

　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)首先考慮邊緣設(shè)備的安全性。邊緣應(yīng)用的功能要求可用于指定處理數(shù)據(jù)的安全要求。這些安全要求的常見(jiàn)例子可能包括傳輸和靜態(tài)數(shù)據(jù)加密、傳輸級(jí)安全(TLS)通信和系統(tǒng)修補(bǔ)。編排平臺(tái)(orchestration platform)還可以保護(hù)邊緣設(shè)備管理其生命周期，以及更新設(shè)備及其各自的應(yīng)用程序。編排平臺(tái)也可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)行，為部署的大型邊緣設(shè)備提供此類服務(wù)。可以跨設(shè)備組執(zhí)行管理活動(dòng)，例如更新應(yīng)用程序的版本、推送新的分析模型或更新安全補(bǔ)丁。
 

　　在編排平臺(tái)上構(gòu)建解決方案可以加速應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和可擴(kuò)展性。可以對(duì)概念驗(yàn)證或試點(diǎn)解決方案進(jìn)行小規(guī)模評(píng)估，并將其部署到與該過(guò)程一起工作的邊緣設(shè)備組中。編排平臺(tái)上的創(chuàng)新速度，加上內(nèi)置的安全性，為開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)強(qiáng)大的工具，可以專注于提供解決方案，而不是管理部署和架構(gòu)。
 

　　嵌入人工智能的邊緣計(jì)算為控制工程帶來(lái)了新的可能性和挑戰(zhàn)。邊緣應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)低延遲通信，并可以針對(duì)各種業(yè)務(wù)目標(biāo)進(jìn)行定制。了解并投資于支持邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于大規(guī)模分析和網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備是必要的。具有安全第一的理念和強(qiáng)大協(xié)調(diào)功能的編排平臺(tái)，可以確保邊緣設(shè)備得到有效的管理和保護(hù)。
 

　　在提升安全性、協(xié)調(diào)性和基礎(chǔ)設(shè)施方面的投入，有助于制造企業(yè)為邊緣人工智能解決方案鋪平道路，以更好地優(yōu)化工廠運(yùn)營(yíng)。