【中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng) 技術(shù)前沿】 在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)制造環(huán)境中，如何開(kāi)發(fā)一個(gè)安全的、分布式自動(dòng)化架構(gòu)？在霧計(jì)算與云計(jì)算之間的平衡控制，將有助于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)更好的發(fā)揮其潛能。

通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)，部署傳感器來(lái)測(cè)量、監(jiān)控和分析數(shù)據(jù)，從而提高效率，并增加生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的收入，越來(lái)越多的制造企業(yè)正受益于此。

這些新連接起來(lái)的工廠,所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量驚人，甚至可以用拍字節(jié)(100萬(wàn)千兆字節(jié))來(lái)衡量:連接在工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)上的傳感器、自主的無(wú)人值守機(jī)器、工業(yè)機(jī)器人以及覆蓋全場(chǎng)的視頻監(jiān)控?cái)z像頭，產(chǎn)生了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)流。

利用傳統(tǒng)的信息技術(shù)(IT)方法來(lái)處理運(yùn)營(yíng)技術(shù)(OT)環(huán)境，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足在需要與供應(yīng)商互聯(lián)的、受控的、嚴(yán)苛的運(yùn)營(yíng)環(huán)境中，對(duì)容量、延遲、移動(dòng)性、可靠性、安全性、保密性和網(wǎng)絡(luò)帶寬等方面提出的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在是時(shí)候采用新的架構(gòu)方法，使IIoT可以在霧計(jì)算中充分發(fā)揮其潛能。

圖1:圖中顯示了OpenFog架構(gòu)的8個(gè)支柱模型，包括安全性、可擴(kuò)展性、開(kāi)放性、自主性、可靠性/可用性/可服務(wù)性（RAS）、靈活性、層次結(jié)構(gòu)和可編程性。本文圖片來(lái)源:OpenFog聯(lián)盟

定義霧計(jì)算

霧計(jì)算是為數(shù)據(jù)密集、高性能計(jì)算、高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的。霧是一種新興的分布式體系架構(gòu)，它在云和與之相連接的設(shè)備之間架起橋梁，而不需要在現(xiàn)場(chǎng)和工廠中建立永久的云連接。通過(guò)選擇性地轉(zhuǎn)移計(jì)算、存儲(chǔ)、通信、控制，霧計(jì)算可以在靠近物聯(lián)網(wǎng)傳感器和執(zhí)行器（這是數(shù)據(jù)產(chǎn)生和使用）的地方來(lái)制定決策。它是云計(jì)算的有益補(bǔ)充，而不是完全替代，這樣就可以在生產(chǎn)制造環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、安全和建設(shè)性地使用IIoT。

霧有時(shí)也被稱(chēng)為邊緣計(jì)算，但它們之間有關(guān)鍵的區(qū)別。霧是邊緣功能的超集。霧架構(gòu)將資源和數(shù)據(jù)源與駐留在南北邊緣設(shè)備(云到傳感器)、東西邊緣設(shè)備(功能到功能或點(diǎn)對(duì)點(diǎn))的層次結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，以獲得最大效率。邊緣計(jì)算往往僅限于少量的南北層，通常與簡(jiǎn)單的協(xié)議網(wǎng)關(guān)功能相關(guān)。

霧節(jié)點(diǎn)是霧體系結(jié)構(gòu)的基本元素。霧節(jié)點(diǎn)可以是任何提供霧架構(gòu)的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和加速元素的設(shè)備。例如，工業(yè)控制器、交換機(jī)、路由器、嵌入式服務(wù)器、復(fù)雜網(wǎng)關(guān)、可編程邏輯控制器(PLC)以及智能物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（如視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)）等。

圖2:智能工廠中的霧節(jié)點(diǎn):單個(gè)機(jī)器、制造單元和生產(chǎn)線(xiàn)相互連接起來(lái)，以?xún)?yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來(lái)提供服務(wù)交付。

使工廠受益的霧架構(gòu)

工廠可以充分利用霧節(jié)點(diǎn)層的數(shù)據(jù)流，使工廠間連接的更好。位于總體結(jié)構(gòu)上較低層級(jí)的霧節(jié)點(diǎn)，如單個(gè)計(jì)算機(jī)，可以直接連接到本地傳感器和執(zhí)行器上，以便能夠及時(shí)分析數(shù)據(jù)，解釋異常工況。如果已經(jīng)獲得授權(quán)的話(huà)，它還可以自主地響應(yīng)和補(bǔ)償問(wèn)題或解決問(wèn)題。另外，霧節(jié)點(diǎn)還可以將更高級(jí)別霧層次結(jié)構(gòu)的適當(dāng)服務(wù)請(qǐng)求，發(fā)送給擁有更好的技術(shù)資源、機(jī)器學(xué)習(xí)能力或維護(hù)服務(wù)的提供商。

如果工況需要實(shí)時(shí)決策，例如在設(shè)備受損之前將其停機(jī)，或調(diào)整關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)，霧節(jié)點(diǎn)可以提供毫秒級(jí)延遲的分析和操作。制造商不必通過(guò)云數(shù)據(jù)中心的路由來(lái)實(shí)現(xiàn)此實(shí)時(shí)決策。這有助于避免潛在的延遲問(wèn)題、隊(duì)列延遲或網(wǎng)絡(luò)/服務(wù)器停機(jī)時(shí)間，而這些延遲都會(huì)導(dǎo)致工業(yè)事故、降低生產(chǎn)效率或產(chǎn)品質(zhì)量。

在工廠中，位于較高層次的霧節(jié)點(diǎn)，可以獲得對(duì)工業(yè)過(guò)程更廣闊的視角。它們可以添加更多的功能，如生產(chǎn)流水線(xiàn)操作的可視化、監(jiān)視故障機(jī)器的狀態(tài)、生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)整、生產(chǎn)計(jì)劃的修改、訂購(gòu)供應(yīng)以及將警報(bào)發(fā)送給合適的人。

用于工業(yè)領(lǐng)域的霧計(jì)算

為了說(shuō)明在更惡劣的環(huán)境中霧計(jì)算是如何工作的，讓我們先了解一下使用壓力和流量傳感器、控制閥和泵的輸油管線(xiàn)。傳統(tǒng)上，遠(yuǎn)程傳感器讀取完數(shù)據(jù)后，并通過(guò)昂貴的衛(wèi)星鏈路傳輸?shù)皆浦?，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及檢測(cè)異常情況。云端將命令回傳給操作員，以便其進(jìn)行閥門(mén)位置調(diào)整等操作。

由于網(wǎng)絡(luò)帶寬價(jià)格昂貴，而且連接性可能會(huì)下降，在惡劣天氣下更是如此，因此這種方法有時(shí)并不是十分理想。傳輸數(shù)據(jù)也可能受到黑客的攻擊、往返延遲時(shí)間太長(zhǎng)等因素的影響，這都會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速度減緩，從而影響對(duì)關(guān)鍵事件的響應(yīng)。

增加霧計(jì)算，將層次結(jié)構(gòu)中的本地霧節(jié)點(diǎn)布置在管線(xiàn)附近，就可以通過(guò)廉價(jià)和快速的本地網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，將其連接到傳感器和執(zhí)行器。霧節(jié)點(diǎn)提升了安全性能，減少了泄密的機(jī)會(huì)，如果已經(jīng)獲得授權(quán)，那就可以在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)，對(duì)異常工況作出反應(yīng)，快速關(guān)閉閥門(mén)，大大降低溢出事件的嚴(yán)重性。霧節(jié)點(diǎn)可以在有線(xiàn)、光纖和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間以及這些網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部運(yùn)行，使其最適合于連接到基于監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)、OPCUA接口、Modbus的工業(yè)元件上。在本地站點(diǎn)上的霧節(jié)點(diǎn)分析，減少了對(duì)云端帶寬的需求，降低了總體成本。

在云計(jì)算和霧計(jì)算之間的平衡控制，會(huì)在整個(gè)業(yè)務(wù)流程中(成本、控制、安防和安全性)產(chǎn)生更好的結(jié)果。將大部分決策功能轉(zhuǎn)移到霧節(jié)點(diǎn)上，并偶爾使用云來(lái)報(bào)告狀態(tài)或接收命令或更新，這樣有助于企業(yè)創(chuàng)建一個(gè)更卓越的控制系統(tǒng)。

圖3:霧計(jì)算及其系統(tǒng)層水平體系結(jié)構(gòu)的示意圖。

霧計(jì)算的5個(gè)優(yōu)勢(shì)

安全、認(rèn)知、靈活、延遲和效率(SCALE)可以被描述為霧計(jì)算的主要優(yōu)勢(shì)。雖然選定的IIoT設(shè)備和技術(shù)可以解決特定方面的問(wèn)題，但霧計(jì)算滿(mǎn)足了對(duì)安全性、靈活性和效率等方面的更多需求。

1.安全性:傳統(tǒng)的制造業(yè)安全措施，側(cè)重于為工業(yè)控制系統(tǒng)提供基于周邊的威脅檢測(cè)保護(hù)。新的控制請(qǐng)求被重新定向到云端，以進(jìn)行身份驗(yàn)證和授權(quán)處理。硬件和軟件更新，通常被安排在下一次計(jì)劃停機(jī)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。如果威脅突破了防火墻，常見(jiàn)響應(yīng)是手動(dòng)將系統(tǒng)停機(jī)，以便隔離和清理，而這將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工廠陷入崩潰。現(xiàn)在，這些處理流程已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求了。

使用霧計(jì)算，本地的安全功能可使用與公司一樣的IT策略、控制和過(guò)程。大多數(shù)的霧節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)受信的硬件根，這是一個(gè)信任鏈的基礎(chǔ)，從最低級(jí)傳感器、執(zhí)行器向上沿著霧層次結(jié)構(gòu)，直到云端。從互聯(lián)網(wǎng)到分布式霧網(wǎng)絡(luò)的通訊都被監(jiān)控，使用機(jī)器學(xué)習(xí)可以發(fā)現(xiàn)本地環(huán)境下的異常活動(dòng)，從而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的攻擊。

如果檢測(cè)到攻擊，霧節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)阻止攻擊者的通信來(lái)保護(hù)關(guān)鍵的工廠網(wǎng)絡(luò)，這樣霧節(jié)點(diǎn)就充當(dāng)了網(wǎng)關(guān)。高度敏感的數(shù)據(jù)可以在本地處理，根本不需要離開(kāi)制造工廠范圍。通過(guò)低成本的大量物聯(lián)網(wǎng)（IoT）節(jié)點(diǎn)，霧架構(gòu)還提供了一個(gè)分布式認(rèn)知功能層，即使一些網(wǎng)絡(luò)元素缺乏實(shí)現(xiàn)完全區(qū)域鏈部署的計(jì)算資源，也可以經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的區(qū)域鏈部署。

2.認(rèn)知:霧架構(gòu)決定了在云到物的連接體上進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)和控制功能的最佳位置?？梢栽诖罅縄oT節(jié)點(diǎn)設(shè)備上或通過(guò)附近的霧節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行決策，以避免將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆浦?。?shù)據(jù)可以在本地進(jìn)行高效、自主的處理和分析。經(jīng)過(guò)過(guò)濾的信息通過(guò)霧架構(gòu)發(fā)送到總部的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析。這種方式還支持未來(lái)的規(guī)劃和長(zhǎng)期的持續(xù)改進(jìn)。

智能傳感器可以在制造執(zhí)行方面做出自主決策和權(quán)衡?；ヂ?lián)的多個(gè)機(jī)器可以在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行通信，從它們的決策中相互學(xué)習(xí)，并隨著時(shí)間的推移逐步提高性能。

特別是，霧架構(gòu)可以通過(guò)創(chuàng)建數(shù)字化雙胞胎來(lái)再現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)豐富的操作員的技能，它可以使用從安裝在生產(chǎn)工具上的傳感器收集到的數(shù)據(jù)。數(shù)字化雙胞胎是物理資產(chǎn)、過(guò)程和系統(tǒng)的數(shù)字化復(fù)制品，提供了設(shè)備在整個(gè)生命周期中的運(yùn)行方式以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過(guò)數(shù)字化雙胞胎進(jìn)行仿真，一個(gè)操作員可以在多個(gè)位置監(jiān)視和管理多個(gè)設(shè)備，甚至可以同時(shí)管理過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)的數(shù)據(jù)。

這就使基于霧的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能夠從過(guò)去的歷史中學(xué)習(xí)，提供對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制，并推斷未來(lái)生產(chǎn)運(yùn)行所需的生產(chǎn)參數(shù)，所有這些都集成在同一個(gè)系統(tǒng)中。在霧層中實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化雙胞胎，使操作員可以在系統(tǒng)上，以非常接近于實(shí)際工廠的運(yùn)行模式模擬過(guò)程參數(shù)的變化，因此不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，也不會(huì)損壞生產(chǎn)設(shè)備，或造成不安全的工況。

3.靈活性:生產(chǎn)環(huán)境可能會(huì)造成數(shù)據(jù)和產(chǎn)出方面的波動(dòng)。通過(guò)霧節(jié)點(diǎn)的層次結(jié)構(gòu)，霧可以管理系統(tǒng)中不一致的需求，將負(fù)載分配給未充分利用的機(jī)器。霧節(jié)點(diǎn)的層次結(jié)構(gòu)可形成動(dòng)態(tài)組，用于交換信息以進(jìn)行高效協(xié)作。例如，如果某工廠的生產(chǎn)能力不足，可以將生產(chǎn)任務(wù)轉(zhuǎn)移到另一家公司的閑置資產(chǎn)設(shè)備上。

動(dòng)態(tài)更改的能力，也有助于在機(jī)器之間協(xié)調(diào)和控制信息。例如，機(jī)器1在一張金屬板上鉆孔，機(jī)器2隨后會(huì)插入螺釘。如果機(jī)器1制造的孔偏離指定位置超過(guò)一定范圍，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和偏差信息將被發(fā)送到機(jī)器2，機(jī)器2就會(huì)自動(dòng)調(diào)整，防止有缺陷產(chǎn)品的出現(xiàn)。

霧計(jì)算還有助于更豐富的、基于軟件的生產(chǎn)環(huán)境。隨著工廠向定制化、低庫(kù)存、高混合的生產(chǎn)計(jì)劃轉(zhuǎn)移，在層次結(jié)構(gòu)中重新編程霧節(jié)點(diǎn)的能力，將有助于使數(shù)字企業(yè)保持領(lǐng)先。

4.延遲時(shí)間:許多工業(yè)控制系統(tǒng)都要求端到端的延遲維持在亞毫秒內(nèi)，而主流云服務(wù)商提供的服務(wù)無(wú)法滿(mǎn)足此要求。在工廠，可能需要10微秒級(jí)的延遲，以防止生產(chǎn)線(xiàn)停工，避免事故，恢復(fù)電力服務(wù)或校正生產(chǎn)制造錯(cuò)誤。霧節(jié)點(diǎn)減少了延遲，因?yàn)樗藦纳a(chǎn)線(xiàn)傳感器到云端，再?gòu)脑贫嘶氐絺鞲衅髦g往返而造成的時(shí)間滯后。此滯后時(shí)間包括到達(dá)云端(無(wú)線(xiàn)或光纖設(shè)備)的傳輸延遲、排隊(duì)延遲和云服務(wù)器延遲，即使在設(shè)計(jì)良好的云網(wǎng)絡(luò)中，往返時(shí)間也可能超過(guò)100毫秒。本地霧節(jié)點(diǎn)可以在毫秒內(nèi)對(duì)工況作出響應(yīng)并作出決策。

需要指出的是，霧節(jié)點(diǎn)可以幫助機(jī)器人和無(wú)人值守機(jī)器按照預(yù)定的模式工作。機(jī)器人和無(wú)人值守機(jī)器需要復(fù)雜的快速運(yùn)動(dòng)序列。為了保證安全和精度，在使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的情況下，控制這些運(yùn)動(dòng)必須在毫秒或微秒內(nèi)完成。如果將太多的延遲引入到控制系統(tǒng)中，對(duì)物理設(shè)備的控制就會(huì)變得不穩(wěn)定。基于霧的系統(tǒng)具有云的多功能性，但減少了一定的延遲，以幫助確?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性。

5.效率:互操作性是運(yùn)行效率的關(guān)鍵。隨著工業(yè)系統(tǒng)從專(zhuān)門(mén)構(gòu)建的和離散的系統(tǒng)發(fā)展到軟件定義和模塊化的系統(tǒng)，制造商們意識(shí)到由于連接系統(tǒng)和傳感器的復(fù)雜性以及使用不同的協(xié)議和通信方法，導(dǎo)致系統(tǒng)的互操作性不夠。霧節(jié)點(diǎn)可以作為這些老舊系統(tǒng)的翻譯或協(xié)議網(wǎng)關(guān)使用。霧節(jié)點(diǎn)通過(guò)設(shè)備傳感器以及傳感器和系統(tǒng)之間的連接，收集和規(guī)范化來(lái)自不同格式和協(xié)議的數(shù)據(jù)，使傳感器和系統(tǒng)能夠輕松連接，而無(wú)須知道每個(gè)系統(tǒng)的的不同訪問(wèn)方法。

霧計(jì)算還通過(guò)平衡可用機(jī)器的峰值容量來(lái)提高系統(tǒng)效率。在每個(gè)工廠中，霧節(jié)點(diǎn)收集、匯總和分析與一般生產(chǎn)能力相關(guān)的必要數(shù)據(jù)。虛擬平臺(tái)在不同的工廠之間將霧節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地互連。不管它們位于哪個(gè)工廠，平臺(tái)都可以將生產(chǎn)同一產(chǎn)品的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建為虛擬霧節(jié)點(diǎn)組。由霧節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)被發(fā)送回虛擬平臺(tái)，用于工廠間的資源利用決策。

預(yù)測(cè)和主動(dòng)維護(hù)

預(yù)測(cè)性和主動(dòng)性維護(hù)被認(rèn)為是IIoT帶來(lái)的最大收益之一。實(shí)際上，由于共享不同的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的復(fù)雜性，這一領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)速度很慢。此外，在向工廠外的第三方維護(hù)提供商提供敏感信息方面時(shí)，還存在一定的擔(dān)心。

霧架構(gòu)為系統(tǒng)提供了互操作性層，以確保工廠系統(tǒng)與維護(hù)之間有效的通信和操作。霧計(jì)算有助于識(shí)別設(shè)備故障，然后再進(jìn)行聚合過(guò)程。布置在機(jī)器上或附近的霧節(jié)點(diǎn)被連接到執(zhí)行器上，以便更快的解決問(wèn)題。

霧節(jié)點(diǎn)自動(dòng)為設(shè)備制造商和維護(hù)提供商選擇最合適的通信路線(xiàn)，并將數(shù)據(jù)安全、實(shí)時(shí)的發(fā)送到維護(hù)系統(tǒng)。

在分析接收到的數(shù)據(jù)后，如果維護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)到故障跡象，則會(huì)立即檢查庫(kù)存以更換部件，并調(diào)整時(shí)間表，從而對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)很少的影響。來(lái)自傳感器讀數(shù)的微小偏差可能預(yù)示著即將出現(xiàn)故障，并使系統(tǒng)能夠在災(zāi)難性故障發(fā)生之前修復(fù)它。

為了保持工廠數(shù)據(jù)的保密性，霧節(jié)點(diǎn)自主確定數(shù)據(jù)的內(nèi)容，并僅將適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送到所需的系統(tǒng)。使用數(shù)據(jù)分類(lèi)、加密和虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)(VPN)可以提供更安全的通信。這大大降低了無(wú)意間在任何方向上交叉泄露專(zhuān)有信息的危險(xiǎn)。

霧架構(gòu)的8個(gè)支柱模型

基于8個(gè)被稱(chēng)為支柱的高級(jí)特性，OpenFog聯(lián)盟已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)開(kāi)放的、可互操作的霧計(jì)算架構(gòu)。這8大支柱是安全性、可擴(kuò)展性、開(kāi)放性、自主權(quán)、可靠性、靈活性、層次結(jié)構(gòu)和可編程性。下面談一談它們是如何應(yīng)用到自動(dòng)化環(huán)境中的。

1.安全性:如前所述，安全對(duì)霧環(huán)境至關(guān)重要。霧使生產(chǎn)系統(tǒng)能夠在端到端的計(jì)算環(huán)境中，安全地傳輸數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在各種應(yīng)用中，可以動(dòng)態(tài)地建立物到霧(T2F)、霧到霧(F2F)和霧到云(F2C)的連接。

2.可擴(kuò)展性:通過(guò)在本地處理大多數(shù)信息，霧計(jì)算可以減少?gòu)墓S到云端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。這將提高生產(chǎn)資源和第三方提供商的成本效益，改善帶寬性能?？梢詣?dòng)態(tài)縮放計(jì)算容量、網(wǎng)絡(luò)帶寬和霧網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)大小，以滿(mǎn)足需求。

3.開(kāi)放性:OpenFog聯(lián)盟定義的可互操作架結(jié)構(gòu)，可通過(guò)開(kāi)放的應(yīng)用程序編程接口(API)實(shí)現(xiàn)資源透明和共享。API還使工廠的生產(chǎn)設(shè)備能夠連接到遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)提供商和其它合作伙伴。

4.自主性:霧計(jì)算提供的自主性，使得供應(yīng)商即使在與數(shù)據(jù)中心的通信受限或不存在的情況下，也能執(zhí)行指定的操作，實(shí)現(xiàn)與其它工廠資源共享。這可以通過(guò)及早發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的故障和預(yù)測(cè)性維護(hù)，來(lái)減少裝配線(xiàn)上的停工次數(shù)。即使云無(wú)法訪問(wèn)或過(guò)載，關(guān)鍵系統(tǒng)仍可以繼續(xù)運(yùn)行。

5.可靠性/可用性/可維護(hù)性(RAS):霧節(jié)點(diǎn)的高可靠性、可用性和可維護(hù)性設(shè)計(jì)，有助于在苛刻、執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)的生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)順利運(yùn)行。這些屬性有助于遠(yuǎn)程維護(hù)和預(yù)測(cè)維護(hù)功能，并加快任何必要修復(fù)的速度。

6.靈活性:霧計(jì)算允許在霧系統(tǒng)中快速進(jìn)行本地化和智能的決策。工廠生產(chǎn)設(shè)備的小故障可以得到實(shí)時(shí)檢測(cè)和處理，生產(chǎn)線(xiàn)可以迅速調(diào)整，適應(yīng)新的需求。靈活性還有助于實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而減少工廠停機(jī)時(shí)間。

7.層次性:無(wú)論是否在生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)，OpenFog定義的霧架構(gòu)都允許對(duì)設(shè)備或機(jī)器對(duì)霧、霧對(duì)霧和霧對(duì)云進(jìn)行操作。它還允許在霧節(jié)點(diǎn)和云上運(yùn)行混合的多個(gè)服務(wù)。對(duì)制造的監(jiān)視和控制、運(yùn)行支持和業(yè)務(wù)支持，都可以在多層霧節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)和靈活的層次結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，工廠控制系統(tǒng)的每個(gè)組件都可以在層級(jí)結(jié)構(gòu)的最佳級(jí)別上運(yùn)行。

8.可編程性:根據(jù)業(yè)務(wù)需要重新分配和重新調(diào)整資源，可以提高工廠的效率?；陟F的編程能力，可以對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)和工廠設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)變更，同時(shí)保持整體生產(chǎn)效率。它還可以創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的價(jià)值鏈，并分析現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，而不是將其發(fā)送到云。

通過(guò)部署IIoT技術(shù)，互聯(lián)的生產(chǎn)環(huán)境使制造企業(yè)獲益良多。不過(guò)，基本的挑戰(zhàn)依然存在，比如不兼容的系統(tǒng)和繁忙的網(wǎng)絡(luò)需要處理的數(shù)據(jù)量、速度和安全性。霧計(jì)算提供了開(kāi)放的、可互操作的和安全的體系結(jié)構(gòu)，使企業(yè)能夠從這個(gè)傳感器驅(qū)動(dòng)的世界中獲得優(yōu)化的機(jī)會(huì)。

盡管霧計(jì)算仍然處于初期階段，但制造商和工藝工程師希望通過(guò)這種分布式的開(kāi)放式架構(gòu)方法來(lái)幫助重新塑造生產(chǎn)制造世界，這將是一個(gè)巨大的機(jī)遇。