在風(fēng)能產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，如何確保價(jià)值動(dòng)輒數(shù)億元的風(fēng)電機(jī)組能夠在長(zhǎng)達(dá)二十年的設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)平穩(wěn)安全運(yùn)行日益成為新挑戰(zhàn)。
以滾動(dòng)軸承為例，由于制造缺陷、安裝不當(dāng)以及磨損等原因，滾動(dòng)軸承問(wèn)題成為風(fēng)電機(jī)組最常見(jiàn)的故障，一旦發(fā)生故障，將加大機(jī)組震動(dòng)，甚至造成抱軸卡死等故障。
“我們的在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以及時(shí)檢測(cè)到發(fā)電機(jī)組軸承內(nèi)圈故障并發(fā)出報(bào)警。”11月30日，觀為監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)錫股份有限公司市場(chǎng)部魏立國(guó)指著眼前的一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組告訴中國(guó)工業(yè)報(bào)記者，該公司能夠?yàn)楦鞣N類(lèi)型的風(fēng)機(jī)提供針對(duì)性的解決方案，最大程度地幫助用戶(hù)提高機(jī)組的可靠性。
作為風(fēng)電運(yùn)維領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)廠商，該公司開(kāi)發(fā)出了技術(shù)領(lǐng)先的設(shè)備健康監(jiān)測(cè)和智能預(yù)警與診斷分析系統(tǒng)，建立了工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，提供全生命周期設(shè)備健康預(yù)警和診斷分析服務(wù)。該公司還在智慧城市等領(lǐng)域有所布局。這都離不開(kāi)數(shù)字化轉(zhuǎn)型大潮下的邊緣計(jì)算。
轉(zhuǎn)型亟須新技術(shù)支撐
邊緣計(jì)算的發(fā)展與全球產(chǎn)業(yè)變革密不可分。當(dāng)前，全球數(shù)字化革命正在引領(lǐng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革，行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮正孕育興起。這一波浪潮的顯著特點(diǎn)是將“物”納入智能互聯(lián)，借助OT（OperationTechnology）與ICT（In鄄formationandCommunicationTech鄄nology）技術(shù)的深度協(xié)作與融合。
“全球制造業(yè)的變革呼喚新技術(shù)的深化應(yīng)用。”邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化所所長(zhǎng)于海斌11月30日告訴中國(guó)工業(yè)報(bào)記者，中國(guó)在“十三五”規(guī)劃中提出的兩化融合、中國(guó)制造2025等國(guó)家戰(zhàn)略，對(duì)ICT與OT的融合提出了迫切的需求，作為ICT與OT融合的支撐與使能技術(shù)，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)也將進(jìn)入重要機(jī)遇期。
在他看來(lái)，OT與ICT技術(shù)的深度融合將大幅提升行業(yè)自動(dòng)化水平，滿足用戶(hù)個(gè)性化的產(chǎn)品與服務(wù)需求，推動(dòng)從產(chǎn)品向服務(wù)運(yùn)營(yíng)全生命周期轉(zhuǎn)型，觸發(fā)產(chǎn)品服務(wù)及商業(yè)模式創(chuàng)新，并對(duì)價(jià)值鏈、供應(yīng)鏈及生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)深刻的影響。“工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)體系將從分層架構(gòu)、信息孤島向物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)演進(jìn)。而邊緣計(jì)算將是實(shí)現(xiàn)分布式自治控制工業(yè)自動(dòng)化架構(gòu)的重要支撐。”
從航空業(yè)的預(yù)測(cè)性維護(hù)、公共事業(yè)領(lǐng)域的電梯智能運(yùn)營(yíng)、能源行業(yè)的智能抄表和物流行業(yè)的全流程跟蹤等行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用中，可以深刻感受到：“物”的智能互聯(lián)將無(wú)所不在，制造、能源、公共事業(yè)、交通、健康、農(nóng)業(yè)等行業(yè)都將受到影響并發(fā)生深刻改變。
“當(dāng)前以中國(guó)制造2025、北美的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和歐洲的工業(yè)4.0為代表的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與實(shí)施正是這一趨勢(shì)的直接體現(xiàn)。”于海斌說(shuō)。而據(jù)咨詢(xún)公司IDC統(tǒng)計(jì)，到2020年全球?qū)⒂谐^(guò)500億的終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。未來(lái)超過(guò)50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲(chǔ)存。
邊緣計(jì)算使能轉(zhuǎn)型
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)放平臺(tái)，就近提供智能互聯(lián)服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)、業(yè)務(wù)智能、數(shù)據(jù)聚合與互操作、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。邊緣計(jì)算與云計(jì)算互相協(xié)同，共同使能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
在邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、華為網(wǎng)絡(luò)研發(fā)部總裁劉少偉看來(lái)，云計(jì)算聚焦非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，能夠在周期性維護(hù)、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域發(fā)揮特長(zhǎng)。邊緣計(jì)算聚焦實(shí)時(shí)、短周期數(shù)據(jù)的分析，能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能化處理與執(zhí)行。
此外，兩者還存在緊密的互動(dòng)協(xié)同關(guān)系。邊緣計(jì)算既靠近執(zhí)行單元，更是云端所需高價(jià)值數(shù)據(jù)的采集單元，可以更好地支撐云端應(yīng)用的大數(shù)據(jù)分析；反之，云計(jì)算通過(guò)大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化輸出的業(yè)務(wù)規(guī)則也可以下發(fā)到邊緣側(cè)，邊緣計(jì)算基于新的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行業(yè)務(wù)執(zhí)行的優(yōu)化處理。
伴隨行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程的不斷深入，在技術(shù)與商業(yè)的雙重驅(qū)動(dòng)下，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)將持續(xù)走向縱深。在邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國(guó)區(qū)總經(jīng)理陳偉看來(lái)，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)可以分為聯(lián)接、智能、自治三個(gè)發(fā)展階段。
聯(lián)接是主要實(shí)現(xiàn)終端及設(shè)備的海量、異構(gòu)與實(shí)時(shí)的聯(lián)接，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)部署與運(yùn)維，并保證聯(lián)接的安全、可靠與互操作性。典型應(yīng)用如遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，電表數(shù)量達(dá)百萬(wàn)、千萬(wàn)級(jí)。
而邊緣側(cè)引入數(shù)據(jù)分析與業(yè)務(wù)自動(dòng)處理能力，智能化地執(zhí)行本地業(yè)務(wù)邏輯，大幅提升效率，降低成本。典型應(yīng)用如電梯的預(yù)測(cè)性維護(hù)，通過(guò)電梯故障的自診斷和預(yù)警，大幅減少人工例行巡檢的成本。
在人工智能等新技術(shù)使能下，邊緣智能將得到進(jìn)一步發(fā)展。邊緣計(jì)算不但可以自主進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯分析與計(jì)算，且可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地自我優(yōu)化、調(diào)整執(zhí)行策略，如無(wú)人工廠等。
中國(guó)工業(yè)報(bào)記者采訪獲悉，邊緣計(jì)算已有多個(gè)行業(yè)應(yīng)用。一方面支撐行業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品向服務(wù)的價(jià)值延伸；另一方面支撐實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)的定制化與智能化。華為公司推出的電梯物聯(lián)網(wǎng)、照明物聯(lián)網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)方案都是邊緣計(jì)算在行業(yè)的典型應(yīng)用。
以電力物聯(lián)網(wǎng)為例，華為電力物聯(lián)網(wǎng)解決方案使用邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)對(duì)電表數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并上傳，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制的自動(dòng)化和智能化，有效提高抄表的準(zhǔn)確度和工作效率；實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和故障診斷，分析電力線路損失，及時(shí)發(fā)現(xiàn)因竊電導(dǎo)致的損失；還可以對(duì)配電設(shè)備，例如變壓器以及線路的運(yùn)行狀態(tài)有直觀清晰地了解，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的隱患。
五大挑戰(zhàn)并存
然而，在行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)下，智能互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)面臨諸多挑戰(zhàn)。11月30日在京發(fā)布的《邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟白皮書(shū)》從五方面闡釋了這一點(diǎn)。
一是聯(lián)接的海量與異構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)互聯(lián)與數(shù)據(jù)聚合傳輸?shù)幕０殡S聯(lián)接設(shè)備數(shù)量的劇增，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理、靈活擴(kuò)展和可靠性保障面臨巨大挑戰(zhàn)。同時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期以來(lái)存在大量異構(gòu)的總線聯(lián)接，多種制式的工業(yè)以太網(wǎng)并存，如何兼容多種聯(lián)接并且確保聯(lián)接的實(shí)時(shí)可靠是必須要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
二是業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性。工業(yè)系統(tǒng)檢測(cè)、控制、執(zhí)行的實(shí)時(shí)性高，部分場(chǎng)景實(shí)時(shí)性要求在10ms以?xún)?nèi)。如果數(shù)據(jù)分析和控制邏輯全部在云端實(shí)現(xiàn)，難以滿足業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性要求。
三是業(yè)務(wù)的智能性。業(yè)務(wù)流程優(yōu)化、運(yùn)維自動(dòng)化與業(yè)務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)走向智能，邊緣側(cè)智能能夠帶來(lái)顯著的效率與成本優(yōu)勢(shì)。以預(yù)測(cè)性維護(hù)為代表的智能化應(yīng)用場(chǎng)景正推動(dòng)行業(yè)向新的服務(wù)模式與商業(yè)模式轉(zhuǎn)型。
四是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)聚合和互操作性。統(tǒng)一數(shù)據(jù)聯(lián)接和數(shù)據(jù)聚合是業(yè)務(wù)智能的基礎(chǔ)，面對(duì)當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在的多樣化與異構(gòu)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，離不開(kāi)跨廠商、跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)集成與互操作。
五是安全和隱私保護(hù)。安全橫跨云計(jì)算和邊緣計(jì)算，需要實(shí)施端到端防護(hù)。網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)由于更貼近萬(wàn)物互聯(lián)的設(shè)備，訪問(wèn)控制與威脅防護(hù)的廣度和難度因此大幅提升。邊緣側(cè)安全主要包含設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全與應(yīng)用安全。此外，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的完整性、保密性，大量生產(chǎn)或人身隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)也是安全領(lǐng)域需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。
發(fā)揮“拉瓦爾噴管”效用
“我們從2011年開(kāi)始在電力行業(yè)實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)時(shí)客戶(hù)的需求很大。后來(lái)我們希望拓展到更多的領(lǐng)域，但是，單靠華為一家無(wú)法滿足海量客戶(hù)的巨大需求。”劉少偉在接受中國(guó)工業(yè)報(bào)記者采訪時(shí)說(shuō)，應(yīng)對(duì)“五大挑戰(zhàn)”也需要行業(yè)攜手。
為此，在華為技術(shù)有限公司、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、中國(guó)信息通信研究院、英特爾公司、ARM和軟通動(dòng)力信息技術(shù)（集團(tuán)）有限公司聯(lián)合倡議發(fā)起的邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟日前在京成立。該聯(lián)盟旨在搭建邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)合作平臺(tái)，推動(dòng)OT和ICT產(chǎn)業(yè)開(kāi)放協(xié)作，孵化行業(yè)應(yīng)用最佳實(shí)踐，促進(jìn)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)健康與可持續(xù)發(fā)展。
劉少偉認(rèn)為，通過(guò)聯(lián)盟的運(yùn)作，支撐邊緣計(jì)算重點(diǎn)行業(yè)的應(yīng)用創(chuàng)新與示范推廣，并通過(guò)廣泛的生態(tài)合作與營(yíng)銷(xiāo)推廣，進(jìn)一步助力更多行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)價(jià)值延伸。他以“拉瓦爾噴管”比喻聯(lián)盟的“窄喉”作用。
邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推行“OICT”理念，倡議OT、IT和CT各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)資源在充分融合與協(xié)同的基礎(chǔ)上，本著“共識(shí)”、“共力”、“共贏”的合作精神，共同推進(jìn)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的健康發(fā)展；同時(shí)構(gòu)建緊密握手工作機(jī)制，推動(dòng)“政產(chǎn)學(xué)研用”產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同，基于需求場(chǎng)景、參考架構(gòu)、測(cè)試床、示范推廣及產(chǎn)業(yè)合作的“五步走”運(yùn)作主線，切實(shí)開(kāi)展工作。
“邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將重點(diǎn)關(guān)注體系架構(gòu)的制定與技術(shù)路線的選擇，并通過(guò)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。同時(shí)，將充分關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。”于海斌說(shuō)。