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文章導語

基于WISE-IoTSuite/ IoT Edge構建的智慧工廠邊緣計算平臺以開放生態(tài)的理念，持續(xù)擴展邊緣計算的能力邊界，助力現(xiàn)場端實時智能決策。滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實時業(yè)務、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。同時邊緣計算與云計算各有所長，需要緊密協(xié)同才能更好地滿足各種需求場景，最大程度地發(fā)揮各自的價值。

01 為什么需要邊緣計算

隨著各行各業(yè)數(shù)字化轉型的開展，對接入的設備和數(shù)據(jù)種類的需求不斷增加。傳統(tǒng)的組態(tài)軟件數(shù)據(jù)分析能力有限，已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)多樣性的需求，無法將IT與OT很好的融合。而且，一般是單體程序，缺少開放的應用管理架構支撐，無法靈活擴充應用。

此外，在物聯(lián)網(wǎng)云平臺的蓬勃發(fā)展之際，大量的數(shù)據(jù)開始上云，同時一些問題也開始顯現(xiàn)，例如：大量數(shù)據(jù)直接上云后，在有限的網(wǎng)絡帶寬下，會有傳輸延時的問題，且數(shù)據(jù)上云的成本也在逐年攀升。當大量數(shù)據(jù)上云，依賴云端統(tǒng)一管理時，一旦網(wǎng)絡或云節(jié)點故障，就可能會引發(fā)不可估量的損失和災難。

為了解決以上棘手的問題，邊緣計算應運而生。邊緣計算將數(shù)據(jù)的處理分析、數(shù)據(jù)融合，數(shù)據(jù)應用，以及AI智能，由云端下沉到邊緣節(jié)點。在靠近物或數(shù)據(jù)源頭，提供一個融合網(wǎng)絡、計算、存儲、應用的開放可擴展的平臺。

02 IoT Edge 云原生邊緣計算服務

對于工廠而言，理想的邊緣計算平臺應具備采集、控制、運維、分析、可視化，智能化的一站式能力，同時要兼顧輕量化的需要，提供靈活解耦的架構，能根據(jù)邊緣需求進行靈活組合并能擴展。這些需求，研華工業(yè)云 IoT Edge 云原生的邊緣計算平臺均可滿足。

IoT Edge 云原生的邊緣計算平臺， 為軟件產(chǎn)品，可以純軟件單獨銷售，也有搭配研華硬件，或搭配 iFactory App 的 Edge SRP 軟硬一體產(chǎn)品。

IoT Edge 是 WISE-IoTSuite 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺在邊緣側的延伸，將數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)應用、數(shù)據(jù)轉發(fā)等云端能力以輕量化部署的方式下沉到邊緣，可離線自治，亦與 IoTSuite 云平臺組成云邊協(xié)同的方案，提供云邊協(xié)同的一致化管理和服務；支持跨OS輕量化部署，性能較傳統(tǒng)SCADA軟件提升十倍；技術架構靈活開放，南向設備數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫接入?yún)f(xié)議、數(shù)據(jù)處理算子、北向數(shù)據(jù)轉發(fā)規(guī)則均可支持插件化開發(fā)和部署，可對接第三方MES/MOM或第三方云平臺。

IoT Edge 是一款非常適合與DFSP共創(chuàng)行業(yè)解決方案的生態(tài)工具，可以充分應對數(shù)字化轉型過程中各類工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景的需求，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的落地速度。

IoT Edge 主要提供以下核心功能：

1. 協(xié)議適配：支持常用的工業(yè)協(xié)議，支持協(xié)議定制，支持協(xié)議采用插件化的方式擴展。

2. 數(shù)據(jù)采集：支持采集設備數(shù)據(jù)、消息中間件數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。

3. 設備管理：支持設備狀態(tài)監(jiān)控，物模型管理以及設備影子等功能。

4. 數(shù)據(jù)處理：支持在邊緣端對數(shù)據(jù)進行清洗過濾，有效數(shù)據(jù)上云；支持數(shù)據(jù)處理插件化擴展。

5. 遠程運維：支持多操作系統(tǒng)的OTA升級、應用倉庫管理，支持設備進程及應用管理

6. 云邊協(xié)同：支持邊緣端與云端應用、數(shù)據(jù)、服務協(xié)同，支持邊緣離線自治。

7. 規(guī)則轉發(fā)：支持豐富的數(shù)據(jù)源和轉發(fā)目標，支持自定義轉發(fā)格式，支持數(shù)據(jù)轉發(fā)插件化擴展。

8. 可視化：支持2D報表可視化以及3D數(shù)字孿生可視化，支持低代碼自定義炫酷報表。

 研華工業(yè)云以開放的理念希望和智慧工廠領域的伙伴一起構建物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。IoT Edge的產(chǎn)品架構，更是處處體現(xiàn)了這個理念：

• 協(xié)議插件化，擴展數(shù)據(jù)接入能力

IoT Edge在采集側采用協(xié)議插件化的架構，內(nèi)置協(xié)議插件支持常用的工業(yè)協(xié)議接入。同時和合作伙伴共同開發(fā)支持電力行業(yè)協(xié)議，半導體行業(yè)協(xié)議，音視頻領域協(xié)議等。客戶也可以在其上自研自己的協(xié)議插件，充分擴展邊緣計算數(shù)據(jù)接入的能力。 

• 算子插件化，擴展計算能力

邊緣端對計算的能力要求越來越高，IoT Edge將計算的能力通過算子插件來持續(xù)擴展，核心是幫用戶處理好數(shù)據(jù)接入和數(shù)據(jù)計算輸出的方式。計算部分還可根據(jù)客戶的行業(yè)需要，來開發(fā)各種算法插件，深入挖掘數(shù)據(jù)的價值。

• 數(shù)據(jù)可視化插件，擴展數(shù)據(jù)可視化能力

邊緣端對數(shù)據(jù)即時應用的要求顯著增加，數(shù)據(jù)顯示通過可視化插件的方式來持續(xù)擴展數(shù)據(jù)的個性化顯示需求，加快應用的構建。

03 基于IoT Edge的智慧工廠邊緣計算平臺

IoT Edge作為邊緣計算平臺也不斷的深入到領域合作中，基于IoT Edge原有的功能特性，研華打造了適用于智慧工廠邊緣側的計算平臺。可滿足現(xiàn)場端實時數(shù)據(jù)接入和監(jiān)控，資產(chǎn)管理層級快速建立，告警通知與事件管理等功能。

同時還提供了豐富的智能制造應用，包含工單進度管理，異常安燈管理，整體設備效率，能源管理，環(huán)安衛(wèi)管理，設備遠程運維保養(yǎng)等。幫助用戶通過低代碼的方式快速打造自己的智慧工廠應用。

此外，IoT Edge還通過和邊緣PHM服務內(nèi)部整合，打造出設備管理和預測性維護的邊緣智能解決方案。實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)皆O備管理，再到進一步針對采集數(shù)據(jù)進行AI分析這一全過程。同時將設備異常偵測，健康預測的結果進行直觀的展示或異常告警通知。這一解決方案的引入，幫助制造企業(yè)實現(xiàn)了精準的維護，降低了制造企業(yè)維護保養(yǎng)支出，減少了突發(fā)停機和故障，縮短了停止生產(chǎn)時間。

04 智慧工廠應用案例分享

某電子設備廠商一直被工廠設備聯(lián)網(wǎng)運維深深困擾。主要有以下幾大困擾：第一，設備孤立。信息化程度低，很多信息仍靠手動記錄，時效性和準確性都很難保證。第二，設備運行效率低，多屬于“事后型”設備運維管理。第三，產(chǎn)線不平衡，存在生產(chǎn)瓶頸，生產(chǎn)管理不透明。第四，能源統(tǒng)計靠人工抄表，統(tǒng)計時間滯后，無時效性。缺乏具體的能效標準，無法定向節(jié)能降耗。

通過引入研華的 IoT Edge智慧工廠邊緣計算平臺，成功打造了工廠設備聯(lián)網(wǎng)運維的解決方案。將客戶現(xiàn)場的測試機，成型機，端子機，能耗與環(huán)境的設備首先通過網(wǎng)關采集，再使用IoT Edge接入網(wǎng)關數(shù)據(jù)，然后對各類設備建立設備模型和資產(chǎn)模型，實現(xiàn)了設備的統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理。搭配設備監(jiān)控運維管理系統(tǒng)，減少了計劃外的停機和設備故障。搭配設備綜合效率OEE管理，提升了產(chǎn)線效率。能源方面，通過更換部分電表，燃氣表，實現(xiàn)了智能化計量。同時整合能耗管理系統(tǒng)，即時監(jiān)控能耗情況，定向節(jié)能，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的全過程分析監(jiān)控，輔助管理決策，提升生產(chǎn)效率。