【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】現(xiàn)代邊緣設(shè)備強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)民主化和可編程性，以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的云功能。
 

　　在數(shù)字化轉(zhuǎn)型決定業(yè)務(wù)創(chuàng)新步伐的時(shí)代，了解邊緣設(shè)備和云技術(shù)之間的協(xié)同作用是非常必要的，這也是制造企業(yè)的一項(xiàng)戰(zhàn)略要?jiǎng)?wù)。數(shù)據(jù)管理和處理的格局正在發(fā)生根本性的變化，其標(biāo)志是復(fù)雜邊緣設(shè)備的出現(xiàn)以及云端無限的存儲(chǔ)和計(jì)算能力。
 

　　01  從邊緣到云的工業(yè)之旅
 

　　然而，當(dāng)涉及到將關(guān)鍵的生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)遷移到云端時(shí)會(huì)出現(xiàn)一系列問題，網(wǎng)絡(luò)安全在其中至關(guān)重要。再加上云存儲(chǔ)和軟件工具的日常成本，以及對網(wǎng)絡(luò)可靠性的擔(dān)憂，很容易理解在為關(guān)鍵運(yùn)營任務(wù)選擇基于云的架構(gòu)時(shí)，企業(yè)為何會(huì)有所猶豫。即使拋開這些考慮因素不談，仍然存在將云服務(wù)器所存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)置于情境中的問題。
 

▲有效的防火墻可以保護(hù)生產(chǎn)現(xiàn)場、設(shè)施和組織的數(shù)字邊界。
 

　　不過，現(xiàn)代邊緣設(shè)備中嵌入的新技術(shù)通過實(shí)現(xiàn)安全無縫的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆?，正在改變工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的格局。這一進(jìn)步不僅允許數(shù)據(jù)收集，它確保數(shù)據(jù)安全高效地傳輸，為在基于云的系統(tǒng)中進(jìn)行分析做好準(zhǔn)備。這些功能在日益互聯(lián)的世界中越發(fā)重要。在當(dāng)今世界，快速安全地處理數(shù)據(jù)對于各行各業(yè)及時(shí)、明智地做出決策至關(guān)重要。
 

　　02  工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全：持續(xù)改進(jìn)
 

　　傳統(tǒng)上，輸入/輸出(I/O)系統(tǒng)和可編程邏輯控制器(PLC)等邊緣設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)安全中最容易受到攻擊的環(huán)節(jié)。這些設(shè)備在工業(yè)環(huán)境中至關(guān)重要，缺乏先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全功能，使其很容易成為網(wǎng)絡(luò)威脅的目標(biāo)。
 

　　與之形成鮮明對比的是，現(xiàn)代邊緣設(shè)備的設(shè)計(jì)非常重視網(wǎng)絡(luò)安全。它配備了一系列保護(hù)功能，如防火墻、安全套接字鏈路/傳輸層安全(SSL/TLS)加密、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)客戶端、安全身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)分區(qū)功能和定期更新，以防范不斷發(fā)展的威脅。這一轉(zhuǎn)變標(biāo)志著在保護(hù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全方面取得了重大進(jìn)展，將邊緣設(shè)備從薄弱環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字生態(tài)系統(tǒng)中的強(qiáng)化網(wǎng)關(guān)。
 

▲使用雙端口對可信和不可信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全分段。
 

　　除了邊緣設(shè)備現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)安全功能外，消息隊(duì)列遙測傳輸(MQTT)等出站通信協(xié)議的實(shí)施又增加了一層安全性。這些協(xié)議促進(jìn)了源自設(shè)備的通信，從而降低了對外部威脅的脆弱性。通過允許邊緣設(shè)備安全地啟動(dòng)和控制數(shù)據(jù)交換，MQTT最大限度地減少了對開放入站網(wǎng)絡(luò)端口的需求，從而可以顯著降低網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。這種主動(dòng)的數(shù)據(jù)通信方法強(qiáng)化了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全框架，進(jìn)一步將邊緣設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字基礎(chǔ)設(shè)施中強(qiáng)大、安全的網(wǎng)關(guān)。
 

　　03  成本對比：工業(yè)云功能與本地部署
 

　　一般來說，本地工業(yè)服務(wù)器解決方案的初始成本很高。這包括購買服務(wù)器機(jī)架、服務(wù)器、冷卻設(shè)備、軟件包和IT管理工具的費(fèi)用。除了這些前期投資外，還需要大量的持續(xù)維護(hù)成本，包括硬件維修、軟件更新以及運(yùn)行和冷卻系統(tǒng)的能耗。
 

　　相比之下，基于云的存儲(chǔ)和計(jì)算服務(wù)通常采用年度訂閱模式。乍一看這似乎很昂貴，但從長遠(yuǎn)來看，它通常被證明更經(jīng)濟(jì)。云服務(wù)提供商負(fù)責(zé)從服務(wù)器維護(hù)到軟件更新的大部分管理和維護(hù)。這可以降低與物理基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的直接成本，并將持續(xù)維護(hù)的負(fù)擔(dān)從用戶身上轉(zhuǎn)移出去。這種轉(zhuǎn)變可以節(jié)省大量時(shí)間和資源，使企業(yè)能夠?qū)Ｗ⒂诤诵幕顒?dòng)而不是IT管理。
 

▲強(qiáng)大的安全架構(gòu)有助于保護(hù)每一層數(shù)據(jù)。
 

　　基于云的存儲(chǔ)的另一個(gè)優(yōu)勢是其可擴(kuò)展性。與本地解決方案相比，以最低的成本從最小虛擬裝置開始，然后根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，非常容易而且經(jīng)濟(jì)高效。借助云服務(wù)，增加存儲(chǔ)或計(jì)算能力不需要增加物理硬件，只需對服務(wù)計(jì)劃進(jìn)行簡單調(diào)整，即可在資源管理方面提供靈活性和效率。這種可擴(kuò)展性特性使云解決方案不僅經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且能夠適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。
 

　　將數(shù)據(jù)從邊緣設(shè)備傳輸?shù)皆贫俗畛蹩赡苡悬c(diǎn)混亂，但用戶定義類型(UDT)和高級數(shù)據(jù)模型等現(xiàn)代數(shù)據(jù)建模工具提供了一種解決方案。這些工具可以確保在數(shù)據(jù)到達(dá)云端時(shí)，已經(jīng)被情境化了。這意味著數(shù)據(jù)不僅僅是原始數(shù)字；它還被處理并標(biāo)記了相關(guān)的情境信息(如位置、設(shè)備類型和操作狀態(tài))，使其立即變得有用和易于理解。這種邊緣預(yù)處理簡化了云數(shù)據(jù)管理和分析，將潛在的混亂轉(zhuǎn)化為清晰、可操作的見解。
 

　　04  云可靠性與工業(yè)邊緣設(shè)備彈性
 

　　可靠性問題，尤其是網(wǎng)絡(luò)中斷期間的可靠性問題，常常給云計(jì)算蒙上陰影。然而，邊緣設(shè)備的先進(jìn)功能可以提供一種強(qiáng)大的解決方案。憑借多核處理器、多樣化的控制和編程選項(xiàng)以及內(nèi)置的人機(jī)界面(HMI)，這些設(shè)備可以確保即使在云連接中斷時(shí)，也能確保本地操作順利進(jìn)行。
 

▲虛擬專用網(wǎng)絡(luò)和端口重定向，提供了對隔離網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的安全訪問。
 

　　邊緣設(shè)備的一個(gè)突出特點(diǎn)是自主操作。它們可以獨(dú)立處理關(guān)鍵功能和數(shù)據(jù)，包括本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和緩沖，這在云端服務(wù)中斷時(shí)至關(guān)重要。這種自主性是保持不間斷運(yùn)行的關(guān)鍵，能夠確?；鞠到y(tǒng)保持運(yùn)營和高效。
 

　　邊緣設(shè)備可提供本地彈性，而云計(jì)算則通過高級分析、人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)、異常檢測(AD)和大型語言模型(LLM)提升功能。邊緣自主性和基于云的智能之間的協(xié)同作用，創(chuàng)建了一個(gè)平衡的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，有效地解決了云可靠性挑戰(zhàn)，同時(shí)還可以利用其先進(jìn)的分析潛力。
 

　　05  邊緣和云技術(shù)的精細(xì)集成
 

　　在探索邊緣到云架構(gòu)的過程中，邊緣設(shè)備的本地魯棒性和云計(jì)算的擴(kuò)展能力之間存在著復(fù)雜的平衡。這種協(xié)同作用正在為各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)管理和處理，塑造一個(gè)更高效、更安全的未來。
 

　　邊緣設(shè)備發(fā)展迅速，現(xiàn)在已經(jīng)包含能夠進(jìn)行復(fù)雜本地處理的安全和自主單元。它們增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)安全功能和獨(dú)立運(yùn)行能力對于保持運(yùn)營完整性至關(guān)重要，即使在沒有云連接的情況下也是如此。這種安全的本地控制在工業(yè)環(huán)境中至關(guān)重要，因?yàn)榧词故嵌虝旱耐C(jī)也會(huì)產(chǎn)生重大影響。
 

　　▲使用安全消息隊(duì)列遙測傳輸(MQTT)架構(gòu)，允許多個(gè)客戶端使用一個(gè)受信任的代理。
 

　　另一方面，云提供了先進(jìn)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量，使其成為大規(guī)模數(shù)據(jù)分析的寶貴資源。憑借AI、ML、AD和LLM等功能，云服務(wù)不局限于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，還可以提供深入的洞察和分析，從而改變制造企業(yè)的決策過程。
 

　　邊緣和云技術(shù)的融合，不僅代表了個(gè)體能力的進(jìn)步，而且代表了一種協(xié)作力量。這種融合使數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施更具彈性和適應(yīng)性，本地系統(tǒng)和云系統(tǒng)相輔相成，確保了即時(shí)的運(yùn)營效率和長期的分析深度。
 

　　隨著工業(yè)企業(yè)的不斷發(fā)展，邊緣計(jì)算和云計(jì)算之間這種平衡的相互作用，將成為眾多行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本要素。掌握和利用這種協(xié)同作用，對于在瞬息萬變的數(shù)字世界中實(shí)現(xiàn)前所未有的創(chuàng)新、安全和運(yùn)營效率至關(guān)重要。