【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】隨著數(shù)據(jù)量的迅速增加，制造企業(yè)正在研究云計(jì)算和邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)和局限性，以及混合方法在優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率和決策方面的潛在好處。
 

　　2023年美國(guó)制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)委員會(huì)(MLC)的一項(xiàng)關(guān)于數(shù)據(jù)掌握和分析的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過(guò)三分之一的制造商表示，他們收集的數(shù)據(jù)量在過(guò)去兩年中至少翻了一番，近20%的制造商表示數(shù)據(jù)量增加了兩倍。雖然數(shù)據(jù)激增為制造商帶來(lái)了機(jī)會(huì)，但它也提出了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：制造商應(yīng)該在哪里處理和分析不斷增長(zhǎng)的信息？
 

　　云計(jì)算和邊緣計(jì)算，是在工業(yè)數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域中兩種不同的數(shù)據(jù)處理方法。云計(jì)算憑借其集中的服務(wù)器和巨大的存儲(chǔ)容量，提供了可擴(kuò)展性和可訪問(wèn)性。邊緣計(jì)算使處理能力更接近數(shù)據(jù)源，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策和低延遲。云計(jì)算和邊緣計(jì)算都有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性。了解這些細(xì)微差別，對(duì)于制造商做出符合其獨(dú)特工業(yè)轉(zhuǎn)型(IX)目標(biāo)的正確決策至關(guān)重要。
 

　　隨著更多的制造企業(yè)采用數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃來(lái)發(fā)展其運(yùn)營(yíng)、支持客戶并適應(yīng)不斷變化的商業(yè)環(huán)境，它們意識(shí)到成功在很大程度上取決于將工業(yè)數(shù)據(jù)投入使用。工業(yè)轉(zhuǎn)型是一種積極的方法，利用數(shù)字解決方案來(lái)改進(jìn)離散、過(guò)程和批量制造以及基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)，這是數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分。
 

　　01  云與邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)
 

　　云計(jì)算已經(jīng)徹底改變了數(shù)據(jù)管理，不再依賴于就地基礎(chǔ)設(shè)施。這種計(jì)算模式允許制造商通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接，將大量工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒓夹g(shù)(IT)和運(yùn)營(yíng)技術(shù)(OT)應(yīng)用程序，從而帶來(lái)一系列好處：
 

　　· 可擴(kuò)展性：云計(jì)算提供了無(wú)與倫比的靈活性，以適應(yīng)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)需求。云服務(wù)的可擴(kuò)展性使組織能夠根據(jù)需求波動(dòng)輕松調(diào)整計(jì)算資源。無(wú)論是數(shù)據(jù)處理需求激增，還是在低活動(dòng)期縮減規(guī)模，云平臺(tái)都提供了優(yōu)化成本和保持運(yùn)營(yíng)效率所需的靈活性。這種適應(yīng)性對(duì)于工作負(fù)載或數(shù)據(jù)處理需求不斷變化的企業(yè)尤其有利。
 

　　· 成本效益：云計(jì)算的標(biāo)志性優(yōu)勢(shì)之一是其成本效益。將軟件和后端基礎(chǔ)設(shè)施的管理外包給云供應(yīng)商，組織可以避開(kāi)對(duì)專職IT人員和昂貴硬件投資的需求。這意味著節(jié)約大量成本，并降低運(yùn)營(yíng)復(fù)雜性。
 

　　· 可訪問(wèn)性：通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接，云計(jì)算可以從幾乎任何位置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫訪問(wèn)和協(xié)作，從而增強(qiáng)可訪問(wèn)性。在當(dāng)今全球化的商業(yè)環(huán)境中，允許團(tuán)隊(duì)協(xié)作并實(shí)時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)而不受地理邊界的限制，這種靈活性至關(guān)重要?；谠频膽?yīng)用有助于遠(yuǎn)程工作，使員工能夠提高工作效率并做出明智的決策，無(wú)論他們身在何處。
 

　　與云計(jì)算的集中式方法相反，邊緣計(jì)算采用了去中心化的架構(gòu)，在更接近數(shù)據(jù)源的地方處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。近年來(lái)，邊緣計(jì)算獲得了巨大的吸引力，Gartner預(yù)測(cè)，在未來(lái)五年內(nèi)，超過(guò)75%的企業(yè)數(shù)據(jù)將在數(shù)據(jù)中心或云之外的地方生成和處理。向邊緣的轉(zhuǎn)變，為制造商帶來(lái)了巨大的好處，包括：
 

　　· 減少延遲：邊緣計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是在源位置處理數(shù)據(jù)，從而可以減少延遲。這意味著網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間顯著減少，使其成為速度關(guān)鍵應(yīng)用的游戲規(guī)則改變者。
 

　　· 增強(qiáng)的安全性：邊緣架構(gòu)的去中心化，意味著敏感數(shù)據(jù)在就地處理和存儲(chǔ)，從而最大限度地減少了經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣泛數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋匾浴＿吘売?jì)算在本地處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)意味著敏感信息保留在組織范圍內(nèi)，大大減少了潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊面。
 

　　· 改善的可靠性：在確保關(guān)鍵系統(tǒng)的可靠性方面，邊緣計(jì)算發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在傳統(tǒng)的云計(jì)算模型中，中央數(shù)據(jù)中心連接的中斷可能會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)。通過(guò)邊緣計(jì)算，去中心化架構(gòu)將計(jì)算能力分布在多個(gè)邊緣設(shè)備上，降低了單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。這種分布式方法不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，而且在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下也能確保連續(xù)運(yùn)行。
 

　　02  云和邊緣計(jì)算的局限性
 

　　雖然云計(jì)算和邊緣計(jì)算為企業(yè)帶來(lái)了巨大潛力，但它們也并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。云計(jì)算對(duì)連接的依賴可能是工業(yè)環(huán)境中的一個(gè)重大障礙。在偏遠(yuǎn)地區(qū)、工廠或網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)大的情況下，無(wú)法保證互聯(lián)網(wǎng)接入。這可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)中斷、決策延遲，并阻礙整體效率。工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)也會(huì)使基于云的處理變得昂貴。恒定的數(shù)據(jù)流不僅會(huì)帶來(lái)高昂的成本，還會(huì)造成瓶頸和潛在的處理滯后。
 

　　對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，云計(jì)算最關(guān)鍵的局限性可能是其固有的延遲。數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?、處理并返回指令所需的時(shí)間，從幾秒鐘到幾分鐘不等。這種延遲對(duì)于要求實(shí)時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用(如自動(dòng)化工業(yè)過(guò)程)來(lái)說(shuō)，是不可接受的。在時(shí)間敏感的情況下，即使是輕微的延誤，也會(huì)產(chǎn)生重大后果，影響運(yùn)營(yíng)效率并可能危及安全。
 

　　雖然邊緣計(jì)算為云的局限性提供了解決方案，但它也有自己的一系列局限。管理分布廣泛的邊緣設(shè)備和傳感器的龐大網(wǎng)絡(luò)，會(huì)大大增加IT基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性。這需要專業(yè)知識(shí)，并且可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有IT資源緊張，尤其是較小的組織更是如此。
 

　　與傳統(tǒng)基于云的架構(gòu)相比，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算所需的額外硬件和軟件，也可能導(dǎo)致更高的成本。對(duì)于預(yù)算有限的企業(yè)或?qū)ν顿Y新基礎(chǔ)設(shè)施猶豫不決的組織來(lái)說(shuō)，這可能是一個(gè)障礙。
 

　　03  利用混合方法助力工業(yè)轉(zhuǎn)型
 

　　邊緣計(jì)算和云計(jì)算都具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但最佳選擇取決于制造組織的具體需求和優(yōu)先級(jí)，這需要仔細(xì)考慮成本、安全性、延遲和互聯(lián)網(wǎng)連接的可靠性等因素。
 

　　在處理需要大量計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量的應(yīng)用時(shí)，制造企業(yè)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)云解決方案更具優(yōu)勢(shì)。大規(guī)模數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和集中式數(shù)據(jù)處理就是云基礎(chǔ)設(shè)施的可擴(kuò)展性和靈活性能夠大顯身手的實(shí)例。相反，當(dāng)實(shí)時(shí)處理和減少延遲至關(guān)重要時(shí)，邊緣計(jì)算則是更合適的選擇。邊緣計(jì)算非常適合對(duì)瞬間決策至關(guān)重要的制造業(yè)用例，如自主機(jī)器人、生產(chǎn)線上的質(zhì)量控制和設(shè)備監(jiān)控。
 

　　在很多情況下，制造商選擇將云計(jì)算和邊緣計(jì)算相結(jié)合的混合方法，以利用兩種模式的優(yōu)勢(shì)。例如，制造商可以使用邊緣計(jì)算實(shí)時(shí)處理傳感器數(shù)據(jù)和檢測(cè)異常，以觸發(fā)即時(shí)維護(hù)，并將非關(guān)鍵數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)、分析和優(yōu)化。這種混合方法使制造商能夠無(wú)縫地駕馭其工業(yè)環(huán)境的需求，利用這兩種模式的優(yōu)勢(shì)來(lái)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)決策過(guò)程，并最終推動(dòng)創(chuàng)新。
 

　　云計(jì)算和邊緣計(jì)算在支持制造業(yè)方面都具有重要的前景。為了為每個(gè)應(yīng)用做出最佳選擇，在過(guò)程初期做出明智的架構(gòu)決策至關(guān)重要。這包括混合部署的規(guī)劃，考慮總體擁有成本，并確保與企業(yè)的總體安全態(tài)勢(shì)保持一致。通過(guò)從一開(kāi)始就考慮這些因素，制造商可以更輕松地確定云計(jì)算、邊緣計(jì)算或兩者的組合，是否是最適合其特定需求的選擇。