高压物理学报

边缘计算释放物理世界的潜能

 

基于开放的连接和协作,产业链上下游可以灵活地选择合作伙伴,实现战略的聚焦、生态的共赢,为创新提供开放的空间。

华为产业规划专家、边缘计算产业联盟需求与架构主席史扬

每年4月份在德国召开的汉诺威工业展是世界工业技术发展的趋势风向标,也是“感知”OT和ICT融合热点的盛宴。2018年我也成为了全球21万参会者中的一员。在大会众多热点中,有两个主题特别值得关注。

产业集成—连接与协作

为什么在今天的产业环境下,提出这样主题正当时?客户需要垂直整合的方案,单厂商方案往往“孤掌难鸣”,需要厂商间的协作。但是长期以来,工业界一直存在着大量封闭的阵营,阵营间难以开放协作,数据难以有效流动和创造价值。

今天,随着OPC-UA、TSN网络等为代表的开放标准的产业推进,水平解耦的开放平台在工业的应用和推广,让跨领域、跨厂商的连接和协作成为了可能。基于开放的连接和协作,产业链上下游可以灵活地选择合作伙伴,实现战略的聚焦、生态的共赢,为创新提供开放的空间。呼应大会主题和产业的共同诉求,在本次大会上,华为联合了工业互联网产业联盟(AII)、Avnu联盟、边缘计算产业联盟(ECC)、Fraunhofer FOKUS、美国国家仪器(NI)、施耐德电气、贝加莱(B&R)等超过20家国际组织和业界知名厂商,发布了面向六大应用场景的TSN网络+OPC UA测试床。

数字孪生无处不在

主流厂商的展台都离不开数字孪生的话题和场景展示。基于对物理世界的连接、感知和认知,在数字世界里可以构建物理世界的数字映像,实现数据和信息的双向流动,用数字世界的创新技术对物理世界进行持续预测和优化。

在过去十年里,网络、计算和存储领域作为ICT产业的三大支柱,在技术可行性和经济可行性方面发生了指数性提升。网络带宽提升千倍,而成本下降40倍;计算芯片的成本下降60倍;存储单硬盘容量增长万倍,而成本下降17倍;大数据、AI等新一代信息技术快速发展和应用,预示了利用ICT数字技术释放物理世界潜能的时机已到。

那么,如何连接数字世界和物理世界呢?物理世界与云计算的数字世界如果直接联接,将面临高时延、高带宽成本、安全与隐私、可靠性不足等风险,显然需要把智能从云端分布到网络的边缘侧,在靠近物理世界的位置,用边缘计算来连接物理世界。边缘计算是融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。

云计算侧重于海量数据的计算、存储等,一般不以实时性作为核心目标。边缘计算基于分布式计算使能物理世界的实时性、自主性和协作性。

基于边缘计算和云计算的协作,能够帮助各个行业的数字化转型实现四个关键转变:

一是物理世界与数字世界从割裂转变为协作融合。

二是运营决策从模糊的经验化转变为基于数字化、模型化的科学化。

三是流程从割裂转变基于数据的全流程协同。

四是从企业单边创新转变为基于产业生态的多边开放创新。

图 边缘与云协同的开放服务

正是认识到边缘计算对行业数字化转型的重要性,华为从2016年开始陆续发布了边缘计算产品与服务,包括EC-IOT边缘计算网关、近期发布的边缘与云协同的开放服务等。

图 边缘计算参考架构

在网络边缘侧,边缘网关、边缘服务器等边缘计算节点基于本地的边缘计算平台,可以加载和运行云端开发的模型和应用,就近服务于工程机械、生产线、交通工具等物理世界的对象。其中,边缘网关负责总线协议转换、数据汇聚和优化等。边缘服务器负责本地大规模数据的实时分析和存储等。这些边缘计算节点可以按照区域、业务等协同工作,构建起水平弹性扩展的边缘云。

一方面边缘云继承了传统公有云和私有云的水平弹性扩展等优势,同时又提供了轻量和易运维的智能分布式架构,可以实现应用的灵活部署,智能的分布化和网络化。在公有云或私有云数据中心,为合作伙伴和最终客户提供集中式的云计算服务,包括AI服务、应用DevOps服务、大数据服务等一系列的基础服务,从而实现应用和模型的集中开发、分布式部署。

华为边缘与云协同的开放服务已经在智能制造、智慧水务、智慧建筑等行业实施应用。在智能制造领域,传统的电子器件制造采用人工肉眼检测,容易出现误检和漏检,检测效率较低。基于边缘与云协同、深度学习等技术,可以由机器替代人检测,能够提高产品的良品率和检测效率。

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