從計(jì)算機(jī)誕生至今，我們經(jīng)歷了單機(jī)、PC&LAN、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等幾個(gè)不同的IT時(shí)代。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人類將迎來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

在單機(jī)時(shí)代，VLSI是基礎(chǔ)技術(shù)，高級(jí)語(yǔ)言和操作系統(tǒng) 是關(guān)鍵應(yīng)用加速器;進(jìn)入PC&LAN時(shí)代，我們制造了微處理器，而DOS和Windows成為關(guān)鍵應(yīng)用加速器，更是讓計(jì)算機(jī)走到了我們每一個(gè)人的身邊，也讓人親身感受到計(jì)算機(jī)的力量。

即將到來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，越來(lái)越多的智能設(shè)備出現(xiàn)，那么這個(gè)時(shí)代的關(guān)鍵應(yīng)用加速器是什么呢?答案就是邊緣計(jì)算技術(shù)。

在上一篇科普文章中，我們講了云計(jì)算是如何應(yīng)用的，毋庸置疑，云計(jì)算給我們的生活帶來(lái)了極大的便利，它讓企業(yè)使用計(jì)算資源時(shí)，可以像使用水電一樣便捷。但是任何事物的發(fā)展都具有兩面性，如果所有數(shù)據(jù)都要通過(guò)云端存儲(chǔ)計(jì)算，那么隨之而來(lái)的問(wèn)題就是數(shù)據(jù)過(guò)度集中，而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境帶來(lái)的時(shí)間延遲很可能使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在關(guān)鍵時(shí)刻無(wú)法正常發(fā)揮作用，完全依靠云計(jì)算必然造成信息傳輸堵塞。

因此傳統(tǒng)的云計(jì)算集中式的數(shù)據(jù)處理模式已經(jīng)難以滿足行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要。在這樣的背景下，邊緣計(jì)算技術(shù)作為云計(jì)算技術(shù)的延伸和補(bǔ)充，進(jìn)入了人們的視野。

有了邊緣計(jì)算，數(shù)字化轉(zhuǎn)型中由于云計(jì)算過(guò)度集中式數(shù)據(jù)處理模式而產(chǎn)生的各種問(wèn)題就迎刃而解了。

那么，什么是邊緣計(jì)算?邊緣計(jì)算對(duì)制造業(yè)企業(yè)有何意義?

一、邊緣計(jì)算的概念

關(guān)于邊緣計(jì)算的概念，目前還沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格統(tǒng)一的定義，處于百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的狀態(tài)。

邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟把邊緣計(jì)算定義為：“邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字在敏捷聯(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”。

維基百科上給出的邊緣計(jì)算的概念是：邊緣計(jì)算是一種分散式運(yùn)算的架構(gòu)，將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)資料與服務(wù)的運(yùn)算，由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)移往網(wǎng)絡(luò)邏輯上的邊緣節(jié)點(diǎn)來(lái)處理。

看到這里，你可能還不知道什么是邊緣計(jì)算，下面我們通過(guò)章魚(yú)的形象類比來(lái)解釋一下。

章魚(yú)就是用邊緣計(jì)算來(lái)解決問(wèn)題的。作為無(wú)脊椎動(dòng)物，章魚(yú)擁有巨量的神經(jīng)元，但60%分布在章魚(yú)的八條腿(腕足)上，腦部?jī)H有40%。

章魚(yú)在捕獵時(shí)異常靈巧迅速，腕足之間配合極好，從不會(huì)纏繞打結(jié)。這得益于它們類似分布式計(jì)算的“多個(gè)小腦+一個(gè)大腦”。

如果說(shuō)云計(jì)算技術(shù)更注重把握“整體”，那么邊緣計(jì)算則更加專注于“局部”。我們把云計(jì)算中心視作章魚(yú)的“大腦”，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)就好像章魚(yú)的“觸手”，在遵從大腦指令的同時(shí)，這些觸手更靠近獵物，也可以做出單獨(dú)的思考和動(dòng)作。邊緣計(jì)算更靠近設(shè)備端和用戶，可以就收集處理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就地解決。

二、邊緣計(jì)算對(duì)制造業(yè)的應(yīng)用價(jià)值

在周期性維護(hù)、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域，云計(jì)算可以聚焦非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期的大數(shù)據(jù)的分析;而在本地業(yè)務(wù)的即時(shí)智能化處理方面，邊緣計(jì)算就可以發(fā)揮實(shí)時(shí)、短周期數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢(shì)。

這種協(xié)同合作將為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展提供強(qiáng)大的動(dòng)力，就像一個(gè)人的左膀右臂，共同支撐起各個(gè)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

云計(jì)算與邊緣計(jì)算影響最為明顯的行業(yè)便是制造業(yè)。

目前邊緣計(jì)算之于制造業(yè)的應(yīng)用主要包括預(yù)測(cè)性維護(hù)、實(shí)現(xiàn)智能工廠的智能運(yùn)維、實(shí)現(xiàn)柔性靈活生產(chǎn)，顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)模式。

1、預(yù)測(cè)性維護(hù)

目前邊緣計(jì)算在制造業(yè)的熱門(mén)應(yīng)用是“預(yù)測(cè)性維護(hù)”，因?yàn)檫吘売?jì)算可以做到實(shí)時(shí)快速收集和處理工廠物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從而及時(shí)檢測(cè)異常并預(yù)警，降低自動(dòng)化工廠發(fā)生非預(yù)期停機(jī)的概率，節(jié)省時(shí)間，從而提高工廠的生產(chǎn)效率。

上海機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院研發(fā)推出的機(jī)器人云平臺(tái)的預(yù)測(cè)性維護(hù)功能即是邊緣計(jì)算技術(shù)的典型應(yīng)用。機(jī)器人云平臺(tái)通過(guò)海量收集機(jī)器人設(shè)備運(yùn)行信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的在線故障預(yù)測(cè)，這樣的功能對(duì)機(jī)器人廠商或集成商來(lái)說(shuō)相當(dāng)友好。

2、實(shí)現(xiàn)智能工廠的智能運(yùn)維

不止如此，在時(shí)下火熱的智能工廠、互聯(lián)工廠、無(wú)人工廠中邊緣計(jì)算也是大出風(fēng)頭，比如它讓AI不再“遠(yuǎn)在云端”。搭載AI芯片的邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備就能處理一些常規(guī)性的且要求迅速響應(yīng)的運(yùn)算需求，更復(fù)雜運(yùn)算再交由云端的人工智能進(jìn)行決策。

比如工廠中的智能水泵、智能電表等基礎(chǔ)設(shè)施，就可以利用邊緣計(jì)算進(jìn)行基本的運(yùn)算，讓設(shè)備可以達(dá)到某個(gè)數(shù)值就關(guān)停或開(kāi)啟。

一方面云端只需要下達(dá)指令，不用與設(shè)備產(chǎn)生實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，另一方面即使跟云端突然連接中斷，也不會(huì)影響已經(jīng)設(shè)定好的任務(wù)，使工廠可以長(zhǎng)期保持在穩(wěn)定工作狀態(tài)。

3、實(shí)現(xiàn)柔性靈活生產(chǎn)，顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)模式

邊緣計(jì)算還有對(duì)工廠來(lái)說(shuō)非常重要的一點(diǎn)，那就是對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的顛覆式升級(jí)。以前的生產(chǎn)線模式靈活性與定制性都非常弱，為了滿足消費(fèi)者個(gè)性化需要，往往可能要多開(kāi)幾條生產(chǎn)線，導(dǎo)致成本大大提高。

而邊緣計(jì)算使不同的生產(chǎn)設(shè)備之間既能相互協(xié)作，又能隨機(jī)應(yīng)變，最終使整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程數(shù)字化、柔性化，靈活化，滿足數(shù)字時(shí)代消費(fèi)者的個(gè)性需要。

雖然名叫邊緣計(jì)算，但實(shí)際上它并不邊緣，反而正處在時(shí)代發(fā)展的前沿中心位置，而且隨著5G時(shí)代的到來(lái)，可以預(yù)想到未來(lái)邊緣計(jì)算將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)配，以去中心化的思維建立物與物、人與物間的連接，讓物聯(lián)網(wǎng)離我們更近。

隨著當(dāng)下數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的智能設(shè)備也會(huì)越來(lái)越多，如何挖掘出、利用好更多生產(chǎn)數(shù)據(jù)的價(jià)值將會(huì)是企業(yè)價(jià)值提升的關(guān)鍵點(diǎn)，尤其是在商業(yè)模式不斷變化的今天，個(gè)性化服務(wù)的需求越來(lái)越大，以邊緣計(jì)算為代表的數(shù)字化技術(shù)，將成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)升級(jí)轉(zhuǎn)型的重要助力。