邊緣計算時代,探討低成本智能制造轉(zhuǎn)型之路

時間:2023-01-11

來源:控制工程

導(dǎo)語:Gartner預(yù)測,"到2025年75%的數(shù)據(jù)將在傳統(tǒng)的集中數(shù)據(jù)中心或云之外創(chuàng)建和處理"。這意味著邊緣計算將在未來的社會經(jīng)濟發(fā)展中承擔(dān)越來越多的計算處理任務(wù)。

  Gartner預(yù)測,"到2025年75%的數(shù)據(jù)將在傳統(tǒng)的集中數(shù)據(jù)中心或云之外創(chuàng)建和處理"。這意味著邊緣計算將在未來的社會經(jīng)濟發(fā)展中承擔(dān)越來越多的計算處理任務(wù)。以工業(yè)為例,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,以及工業(yè)設(shè)備硬軟件能力的提升,為充分利用工業(yè)設(shè)備中的數(shù)據(jù)資源,實現(xiàn)智能化生產(chǎn),企業(yè)對邊緣計算的需求日趨迫切。

  然而PLCopen中國組織名譽主席彭瑜教授卻指出,"當(dāng)今工業(yè)自動化是唯一一個仍然使用專用計算機、PLC和DCS控制系統(tǒng),而不是在系統(tǒng)邊緣使用標(biāo)準(zhǔn)計算平臺進行本地控制、優(yōu)化、分析和數(shù)據(jù)提煉的行業(yè)。"由于PLC、DCS等系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集范圍僅局限于原先設(shè)定的控制對象,充其量只能就地進行數(shù)據(jù)分析、過濾和局部優(yōu)化,而不可能從生產(chǎn)全局視野去安排決策控制的目標(biāo)。由此邊緣計算平臺應(yīng)運而生,成為企業(yè)實現(xiàn)全局性生產(chǎn)決策控制的關(guān)鍵。

  近日新工業(yè)網(wǎng)記者專訪了Stratus容錯技術(shù)公司大中華區(qū)技術(shù)經(jīng)理許懷,圍繞工業(yè)邊緣計算的相關(guān)問題進行了深入交流。Stratus公司致力于為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供高可用性且容錯的邊緣計算產(chǎn)品,能在數(shù)據(jù)中心和邊緣位置安全地遠程運行關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用,讓企業(yè)免受停機困擾,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的決策。

  多重因素驅(qū)動IT基礎(chǔ)架構(gòu)變革

  2022年是艱難的一年。受新冠疫情、地緣政治及大國博弈等因素影響,企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗壓力驟增,市場挑戰(zhàn)不斷,讓企業(yè)對市場趨勢的預(yù)判變得十分困難,"易變性、不確定性、復(fù)雜性、模糊性"正將我們帶入VUCA時代。在這個時代,企業(yè)戰(zhàn)略的制定與執(zhí)行需要具備極強的風(fēng)險應(yīng)變能力和預(yù)見性。

  "對我們而言,當(dāng)前企業(yè)面臨的情況即是挑戰(zhàn),更是機遇。"許懷如此說。在他看來,危機之中蘊藏機遇。一方面受經(jīng)濟下行的影響,企業(yè)投資擴張的步伐在放緩,從而減少對傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施的部署需求。另一方面受新冠疫情、地緣政治及大國博弈的影響,企業(yè)又迫切需要一種更加"高效、安全、可靠"的IT基礎(chǔ)架構(gòu),通過簡化系統(tǒng)部署和運維,降低人員開支成本,在特殊時期保障IT系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

  這種判斷源于他對行業(yè)的深刻洞察。在加入Stratus之前,許懷擔(dān)任過Oracle Database產(chǎn)品線Team Leader,負(fù)責(zé)過IBM小型機在國內(nèi)商業(yè)銀行推廣運行,在索尼、華碩等大型制造業(yè)從事過MES研發(fā)和實施工作,豐富的跨行業(yè)工作經(jīng)驗,使他對IT基礎(chǔ)架構(gòu)和上層應(yīng)用有深刻理解,能精準(zhǔn)地把握當(dāng)前制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級中的痛點和需求。

  許懷認(rèn)為,隨著智能制造戰(zhàn)略的深入,企業(yè)迫切需要打通從研發(fā)管理到生產(chǎn)制造的全業(yè)務(wù)流程數(shù)字化體系。而我們正在見證這樣一種趨勢,即一邊以IT技術(shù)構(gòu)建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺向工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域挺進,另一邊是生產(chǎn)制造系統(tǒng)及設(shè)備智能化水平在不斷提升,IT與OT的融合碰撞勢在必行??梢灶A(yù)見,邊緣計算的出現(xiàn)和快速推廣運用將成為OT與IT融合的紐帶以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地的實際載體。

  打造"6個9"容錯工業(yè)邊緣計算平臺

  工業(yè)是非常傳統(tǒng)的行業(yè),也是經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中占比最大最復(fù)雜的行業(yè)。因此,工業(yè)邊緣計算是邊緣計算應(yīng)用中最具發(fā)展?jié)摿徒?jīng)濟效益的一個領(lǐng)域,也是面對的應(yīng)用場景最多、技術(shù)綜合度最復(fù)雜、對標(biāo)準(zhǔn)化需求最迫切的領(lǐng)域,吸引了許多傳統(tǒng)的工業(yè)自動化企業(yè)和IT企業(yè)的重視和推動。

  作為其中一員,Stratus的技術(shù)產(chǎn)品兼顧IT與OT雙重特性。一般來說,OT關(guān)注生產(chǎn)過程的安全性、效率、穩(wěn)定性和連續(xù)性,IT優(yōu)先考慮速度、安全性和數(shù)據(jù)分析。邊緣計算必須融合OT和IT的特性,以最大限度地發(fā)揮其潛力。那么如何利用IT系統(tǒng)的敏捷性,并按OT的指標(biāo)確保以執(zhí)行任務(wù)為關(guān)鍵要求的連續(xù)性呢?Stratus通過一系列技術(shù)革新實現(xiàn)了產(chǎn)品功能的創(chuàng)新。

  首先,為了解決工業(yè)互操作性問題,實現(xiàn)IT與OT環(huán)境下的數(shù)據(jù)融合。Stratus在邊緣計算產(chǎn)品ztC Edge中集成通用的OT和IT協(xié)議,使產(chǎn)品很容易集成到現(xiàn)有的工業(yè)自動化環(huán)境中,而SNMP請求和陷阱則可用于配置通知和警報,從而實現(xiàn)了良好的工業(yè)互操作性。企業(yè)還可以利用OPC UA屬性或REST API在大多數(shù)第三方系統(tǒng)管理工具和儀表板中顯示相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

  其次,為保障生產(chǎn)控制過程的安全性、穩(wěn)定性和連續(xù)性,Stratus從軟件和硬件兩個方向進行技術(shù)革新,使平臺可用性最高達"6個9"。據(jù)許懷介紹,傳統(tǒng)服務(wù)器和工控機都是單機模式運行,如果要實現(xiàn)高可用性,就必須通過組建雙機冗余架構(gòu)搭配冗余軟件。即便如此,仍難以避免計劃外停機,只能等硬件出現(xiàn)故障后再去彌補,讓企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)時刻處于風(fēng)險之中。就此,Stratus開發(fā)了"硬件容錯、軟件容錯和邊緣計算容錯"三種平臺,其代表產(chǎn)品分別為ftServer容錯服務(wù)器、everRun停機預(yù)防軟件和ztC Edge邊緣計算容錯平臺,企業(yè)可以根據(jù)自己的特點和項目的具體需求去選擇不同的解決方案。

  


  以ztC Edge為例,其內(nèi)部采用了Stratus獨有的"冗余對"設(shè)計,一旦發(fā)生故障,運行在某一平臺上的虛擬機將在另一個平臺上自動重啟或恢復(fù)。如果ztC Edge在一臺計算機上檢測到網(wǎng)絡(luò)或磁盤故障,它會自動重新路由流量或使用另一臺計算機上的數(shù)據(jù),而無需任何操作人員干預(yù)。除此之外,Stratus所有的硬件組件都能實現(xiàn)熱插拔,保障業(yè)務(wù)在被不中斷的情況下實現(xiàn)部件更換,所以運維管理優(yōu)于傳統(tǒng)冗余方案,而且不需要購買冗余版本的軟件授權(quán)就能實現(xiàn)冗余效果,幫助客戶節(jié)省投入成本。

  目前,Stratus已與施耐德、羅克韋爾和劍維軟件等友商建立了良好的合作關(guān)系,并在全球范圍內(nèi)進行廣泛合作,通過將Stratus的技術(shù)產(chǎn)品集成到他們的工業(yè)自動化整體解決方案中,實現(xiàn)全行業(yè)、全場景的應(yīng)用覆蓋,涵蓋邊緣計算、集中監(jiān)控、生產(chǎn)控制、AI分析等,并在支撐諸如SCADA、MES、DCS、CRM、ERP、PLM等主流工業(yè)軟件運行時展現(xiàn)出極佳的可用性。

  低成本高可用邊緣計算助力智造轉(zhuǎn)型

  數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個長期的過程,需要持續(xù)的資金投入,稍有不慎就會出現(xiàn)資金難以為繼的情況。因此,企業(yè)轉(zhuǎn)型最常思考的一個問題是資金從哪里來?如何降低企業(yè)轉(zhuǎn)型所需的成本。這時候企業(yè)就會慎重考慮,現(xiàn)有的投入是否合理?一些大額支出是否真有必要?有沒有可以替代的低成本高可用解決方案等。這是一個非常現(xiàn)實的問題。例如,現(xiàn)在的一些企業(yè)仍然傾向于采用服務(wù)器或工控機作為邊緣計算搭建平臺,不僅部署實施過程復(fù)雜,而且硬件采購成本高、實施周期長,需要更多的運維人員,在可用性方面往往還未必能達到工業(yè)智能化場景的應(yīng)用要求。

  針對這種情況,Stratus解決方案完全可以實現(xiàn)替代,以更低的成本、更高的可用性支撐企業(yè)轉(zhuǎn)型。通常來說,僅用一臺ztC Edge產(chǎn)品就可以替代傳統(tǒng)多臺服務(wù)器構(gòu)建的冗余架構(gòu),不僅部署簡便,易于管理,而且成本低廉,全組件熱插拔能幫助客戶節(jié)省上線和維護成本。同時在安全穩(wěn)定性方面也能得到極大保障,幫助客戶提高生產(chǎn)效率,優(yōu)化項目成本。

  同時為不斷提升產(chǎn)品性能,Stratus也從未停止產(chǎn)品優(yōu)化的步伐,幾乎每年都會利用最新的技術(shù)更新?lián)Q代產(chǎn)品,對ftServer、ztC Edge和everRun三大產(chǎn)品實現(xiàn)同步升級。這些產(chǎn)品不僅采用最新的CPU和硬件架構(gòu)去適應(yīng)邊緣計算應(yīng)用發(fā)展,也具有更強的安全性,更多的API參數(shù),以更好的功能服務(wù)我們的伙伴和客戶。除了制造企業(yè),像迪士尼、阿里巴巴、中信證券、首鋼京唐等對高可用和安全性有極高要求的企業(yè)都是我們長期的忠實客戶。

  隨著工廠智能化水平的不斷提升,支撐工業(yè)控制系統(tǒng)的硬件由單一的服務(wù)器轉(zhuǎn)變成分布式架構(gòu)。企業(yè)將越來越多的面對應(yīng)用和數(shù)據(jù)的分離,結(jié)構(gòu)化&非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),關(guān)系型&非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,以及業(yè)務(wù)拆分、負(fù)載均衡、邊緣計算等問題。對我未來的發(fā)展,許懷表示,"在智能制造的路途中我們還有很多事情需要做。而Stratus將繼續(xù)以更低的成本、更高的可用性幫助全行業(yè)企業(yè)實現(xiàn)增效降本,同時也期待著與更多的智能制造供應(yīng)商合作,為客戶提供安全、穩(wěn)定、簡便的解決方案,為推進智能制造轉(zhuǎn)型貢獻自己的力量。

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