隨著采用物聯(lián)網(wǎng)成為全球制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，將不可避免地需要一些新的競爭優(yōu)勢出現(xiàn)，而升級到采用邊緣計算的智能制造可能就是這種新的差異化競爭因素。

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雖然物聯(lián)網(wǎng)(IoT)已經(jīng)被證明是工廠中的關(guān)鍵推動因素，但企業(yè)現(xiàn)在正在尋求進(jìn)一步提高其制造系統(tǒng)的響應(yīng)能力。為了實現(xiàn)這一點，這些企業(yè)正在采用以邊緣計算為主要推動力的智能制造。

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)帶來了以數(shù)據(jù)為中心的信息技術(shù)(IT)和以流程為中心的操作技術(shù)(OT)的融合。這使得制造流程更加一體化、簡化，并更好地適應(yīng)不斷變化的市場。大多數(shù)現(xiàn)代制造設(shè)施現(xiàn)在都采用了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)，并將自動化概念提升到了一個新的水平。根據(jù)一份報告顯示，超過77%的制造商部署了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

盡管在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于前幾代制造技術(shù)，但是支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施還有進(jìn)一步改進(jìn)的空間，而且還可以通過采用更智能的操作方式來消除效率低下之處。這種進(jìn)一步改進(jìn)的需求已經(jīng)產(chǎn)生了邊緣計算智能制造的概念。邊緣計算可以使現(xiàn)有的制造流程更加智能和自主，從而提高響應(yīng)能力和敏捷性。

利用物聯(lián)網(wǎng)將自動化提升到新的水平

自動化帶來了自工業(yè)革命以來制造業(yè)最大的變革浪潮。機器人正在迅速取代人類工人，使制造和裝配流程更快、更具成本效益、更標(biāo)準(zhǔn)化。雖然自動化使制造系統(tǒng)能夠在沒有人為干預(yù)的情況下自主“行動”，但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)使制造系統(tǒng)能夠“感知”和“思考”流程中的變化，并對緊急情況下的變化做出“反應(yīng)”，因此，物聯(lián)網(wǎng)的引入將自動化制造系統(tǒng)的性能和功能提升到了一個全新的水平。

除了展示高效率和高質(zhì)量的輸出之外，具有物聯(lián)網(wǎng)功能的制造單元現(xiàn)在還能夠自我監(jiān)控和調(diào)節(jié)。它們可以檢測流程參數(shù)中的異常，例如溫度、功率輸出、加工操作期間的速度和位置等，并根據(jù)不斷變化的需求進(jìn)行調(diào)整。例如，制造單元可以使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器的組合來檢查成品并自動識別任何缺陷，并根據(jù)缺陷的性質(zhì)，系統(tǒng)可以調(diào)整工藝參數(shù)或通知相關(guān)人員采取補救措施。這使工廠人員能夠立即解決任何問題，并使系統(tǒng)以最高效率運行。同樣，將物聯(lián)網(wǎng)集成到制造系統(tǒng)中也有助于改進(jìn)其他功能，如能源管理、庫存控制、設(shè)備維護(hù)和工人安全等。

了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的局限性

雖然工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以提供所有這些好處和應(yīng)用，但它也有一些本可以避免的限制或額外成本。物聯(lián)網(wǎng)的最大成本是構(gòu)建和維護(hù)高容量數(shù)據(jù)中心，以存儲、處理和分析工廠和整個供應(yīng)鏈中物聯(lián)網(wǎng)傳感器所生成的海量數(shù)據(jù)。在這些集中的數(shù)據(jù)中心和連網(wǎng)設(shè)備之間以高速遠(yuǎn)距離傳輸大量數(shù)據(jù)的成本也導(dǎo)致了嚴(yán)重的重復(fù)成本。

此外，所有處理能力的集中化也使得整個系統(tǒng)的可靠性降低，因為只有一個單一的故障點。數(shù)據(jù)中心或連接數(shù)據(jù)中心和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(傳感器和執(zhí)行器)的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)任何問題都會導(dǎo)致運營中斷，并導(dǎo)致資源利用率低下和效率低下，而且，根據(jù)供應(yīng)鏈的規(guī)模和地理分布，中央數(shù)據(jù)中心和端點之間的通信可能不像期望中的那樣迅速，導(dǎo)致延遲和對不斷變化的條件和突發(fā)事件響應(yīng)延遲。

解決這類問題的方法是，需要在某種程度上分散網(wǎng)絡(luò)，并將控制權(quán)分散到整個網(wǎng)絡(luò)的邊緣，即更靠近端點，更遠(yuǎn)離中央服務(wù)器。

利用邊緣計算實現(xiàn)智能制造

作為物聯(lián)網(wǎng)固有局限性的解決方案，各組織正在探索利用邊緣計算實現(xiàn)智能制造。邊緣計算意味著物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的大部分處理和存儲元件都靠近數(shù)據(jù)收集點和需要采取行動的地方。這意味著將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的思維和決策能力分配到更接近感知和行動能力的地點。使用這種體系結(jié)構(gòu)，制造商可以最大化物聯(lián)網(wǎng)帶來的好處，并將其局限性帶來的風(fēng)險和影響降至最低。以下是制造商通過使用邊緣計算可以獲得的一些好處：(物聯(lián)之家iothome.com)

▲提高響應(yīng)能力

為智能制造實施邊緣計算的主要好處是使網(wǎng)絡(luò)延遲最小化，即請求傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心所用的時間、數(shù)據(jù)中心對信息的處理時間以及返回端點的響應(yīng)時間。由于在邊緣計算中，最經(jīng)常需要的處理模塊離端點更近，因此延遲大大減少。體系結(jié)構(gòu)的這種變化使得制造業(yè)對變化的反應(yīng)更加迅速，因此也更加敏捷。因此，制造設(shè)施可以承載處理現(xiàn)場日常操作所需的核心模塊，而很少使用的模塊可以存儲在中央云服務(wù)器上。這些系統(tǒng)可以定期將日志和其他關(guān)鍵信息上傳到集中式云服務(wù)器，以進(jìn)行分析和其他高級業(yè)務(wù)功能。決定將哪些功能留在中心云上，哪些功能將帶到邊緣，可能會因業(yè)務(wù)而不同。(物聯(lián)之家iothome.com)

▲提高可靠性

在使用邊緣計算實現(xiàn)智能制造的工廠中，所有運營工廠所必需的處理組件都可以在現(xiàn)場獲得。因此，分布式制造單元不再依賴于與中央數(shù)據(jù)中心的持續(xù)連接。盡管與云的連接是可取的，但它已不再像邊緣計算那樣重要。因此，溝通的失誤不會影響生產(chǎn)運營，并確保不間斷的運營。由于邊緣計算網(wǎng)絡(luò)中存在多個存儲點和數(shù)據(jù)處理點，因此這些網(wǎng)絡(luò)不會因硬件故障和網(wǎng)絡(luò)攻擊等其他原因而丟失數(shù)據(jù)。

▲成本最小化

由于處理和存儲能力分布在整個供應(yīng)鏈中，制造商可以避免擁有大容量云服務(wù)器和大容量數(shù)據(jù)傳輸能力的成本。由于使用了邊緣計算，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)不需要遠(yuǎn)距離和大量傳輸，這將設(shè)置、維護(hù)或訂閱高帶寬連接的成本降至最低。

雖然物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)中的好處是顯而易見的，但它仍然是一項相對較新的技術(shù)，而那些尋求獲得競爭優(yōu)勢的企業(yè)也才剛剛開始使用物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)報道，采用物聯(lián)網(wǎng)的用戶幾乎都已經(jīng)看到了顯著回報，收入增長高達(dá)67%，具體數(shù)字取決于采用的規(guī)模。隨著采用物聯(lián)網(wǎng)成為全球制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，將不可避免地需要一些新的競爭優(yōu)勢出現(xiàn)，而升級到采用邊緣計算的智能制造可能就是這種新的差異化競爭因素。