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，助力現場端實時智能決策。滿足行業(yè)數字化在敏捷連接、實時業(yè)務、數據優(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)數字化轉型的開展，對接入的設備和數據種類的需求不斷增加。傳統(tǒng)的組態(tài)軟件數據分析能力有限，已經不能滿足數據多樣性的需求，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)網云平臺的蓬勃發(fā)展之際，大量的數據開始上云，同時一些問題也開始顯現，例如：大量數據直接上云后，在有限的網絡帶寬下，會有傳輸延時的問題，且數據上云的成本也在逐年攀升。當大量數據上云，依賴云端統(tǒng)一管理時，一旦網絡或云節(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。邊緣計算將數據的處理分析、數據融合，數據應用，以及AI智能，由云端下沉到邊緣節(jié)點。在靠近物或數據源頭，提供一個融合網絡、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 軟硬一體產品。
IoT Edge 是 WISE-IoTSuite 工業(yè)互聯(lián)網云平臺在邊緣側的延伸，將數據接入、數據分析、數據存儲、數據應用、數據轉發(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，南向設備數據采集和數據庫接入協(xié)議、數據處理算子、北向數據轉發(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，可以充分應對數字化轉型過程中各類工業(yè)互聯(lián)網場景的需求，加快工業(yè)互聯(lián)網應用的落地速度。
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. 數據采集：支持采集設備數據、消息中間件數據、數據庫數據等多種數據源的數據。
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. 數據處理：支持在邊緣端對數據進行清洗過濾，有效數據上云；支持數據處理插件化擴展。
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、數據、服務協(xié)同，支持邊緣離線自治。
7. 規(guī)則轉發(fā)：支持豐富的數據源和轉發(fā)目標，支持自定義轉發(fā)格式，支持數據轉發(fā)插件化擴展。
8. 可視化：支持2D報表可視化以及3D數字孿生可視化，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)網生態(tài)。IoT Edge的產品架構，更是處處體現了這個理念：
• 協(xié)議插件化，擴展數據接入能力
IoT Edge在采集側采用協(xié)議插件化的架構，內置協(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據接入的能力。
• 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據接入和數據計算輸出的方式。計算部分還可根據客戶的行業(yè)需要，來開發(fā)各種算法插件，深入挖掘數據的價值。
• 數據可視化插件，擴展數據可視化能力
邊緣端對數據即時應用的要求顯著增加，數據顯示通過可視化插件的方式來持續(xù)擴展數據的個性化顯示需求，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。可滿足現場端實時數據接入和監(jiān)控，資產管理層級快速建立，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。實現了從數據采集傳輸到設備管理，再到進一步針對采集數據進行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，產線不平衡，存在生產瓶頸，生產管理不透明。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)網運維的解決方案。將客戶現場的測試機，成型機，端子機，能耗與環(huán)境的設備首先通過網關采集，再使用IoT Edge接入網關數據，然后對各類設備建立設備模型和資產模型，實現了設備的統(tǒng)一聯(lián)網管理。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，提升了產線效率。能源方面，通過更換部分電表，燃氣表，實現了智能化計量。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，實現了生產過程的全過程分析監(jiān)控，輔助管理決策，提升生產效率。
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