边缘计算在智慧制造领域的应用论述

丁志勇

摘要：边缘计算是云计算进一步延伸得来的新技术，具有智能灵活、分布高效等方面的特点，也正是因此，边缘计算自诞生后就被广泛应用于物联网、工业制造以及交通运输等领域，具有较高的应用价值。基于此，本文首先对边缘计算的特点进行了简单分析，然后在此基础上从三大方面对边缘计算智慧制造的应用需求进行了研究，最后重点探讨了边缘计算智慧制造的应用，希望可以为后续边缘计算的应用提供参考。

关键词：边缘计算;智慧制造;应用模式

中图分类号：G424 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）15-0073-02

边缘计算主要指的是实际部署在网络边缘，其中具有较为先进的网络属性的计算环境，也可以将其简称为边缘计算网络。与传统计算中需要下沉到设备端嵌入式计算能力不同的是，边缘计算是一个集软件、硬件、服务于一体的计算系统，其可以通过网络边缘所提供的IT环境和云计算最大限度降低网络操作和支付中的时延情况。不仅如此，边缘计算在实际应用过程中包含着5G技术、虚拟化、部署形式灵活以及行业属性等关键性的能力，也正是具有此种特性，边缘计算逐渐运用到指挥制造、无人驾驶、AR等领域当中。

现阶段，边缘计算的目标市场也逐渐发生了转变，从传统的2C（面向消费者）模式转变成2B模式（面向企业）的市场模式，这样的新市场模式也是原有云計算平台多年来一直研究的内容，且未成功开发的领域。而出现这种开发不成功问题的主要原因就是云计算平台本身的技术策略定位存在着很大的问题，缺少靠近企业的边缘覆盖。在此，边缘计算由于其网络边缘全部署的特点广泛应用在智慧制造领域中，并取得了良好的效果。

1边缘计算技术的特点

1.1边缘计算是一个以模型驱动的分布式架构与平台

在网络边缘化的智能分布架构与平台的背景下，边缘计算可以利用模型驱动智能化的能力（融合网络、计算、存储等）来保证自主化和协作化能力的实现。不仅如此，边缘计算的网关还可以通过网络连接以及相关协议的转换来把网络中的物理世界和数字世界联结起来，从而为用户提供轻量化的联结管理、数据的实时分析以及应用管理的功能。

1.2边缘计算与云计算的能力协同性

边缘计算中的边缘侧具有支持多个网络接口和协议、业务的实时性与确定性时延、数据全面分析、安全隐私等特点，这些恰好是云阶段难以满足的要求，在此，将边缘计算的特点与云阶段结合起来，就可以实现网络、业务、智能应用等方面的协同能力。

2边缘计算智慧制造应用的需求

要想保证边缘计算网络在智慧制造领域的大规模应用，首先就应该全面分析各行业在运营、市场以及技术方面的应用效果，及时发现其发展过程中存在的问题，只有这样，才能确保边缘计算的良好发展。

2.1运营方面

上述提到了边缘计算实现了从2C到2B的转变，其更加靠近企业的电信网络部署环境，这样就在很大程度上为企业、运营商、供应商三大角色带来了更多的合作模式。在使用边缘计算之前，很多企业都会因为受到降低成本提高效益的压力，而在接受新的网络技术时必须全面考虑企业的投入产出问题，这就为企业的经营发展带来了很大的阻碍;而随着5G和边缘计算的兴起，很多企业虽然将其运用到了实际工作中，但是因为还没有相关的经验，就在一定程度上为企业的经营发展带来了难题。此时，运营商和电信厂供应商就需要将布道师的角色扮演起来，引领企业积极运用边缘计算技术，发挥带头作用。

2.2目标市场方面

对于大多数的企业来说，边缘计算属于企业内部的技术革新，在此，企业不仅需要对自身的发展现状和对新技术的接受度进行分析，还要综合考虑其覆盖行业的广度、应用场景的类型方面。

（1）行业覆盖广度

边缘计算网络发展的最初阶段，电信厂商、供应商首先就需要对边缘计算的行业覆盖情况进行科学的预测，其中主要包括：向哪些方向发展、发展的具体行业、发展规模等，只有明确了发展的方向，才能确保边缘计算的良好发展。

（2）应用场景类型的丰富程度

边缘计算可应用的范围非常广泛，就从当前全球十大行业的应用案例中分析汇总，单从技术应用方面来说就可以分为增强型视频服务、实时自动化、智能监控、远程操作、网联车辆、监测与追踪、自动机器人、增强现实以及危险和维护传感九大类应用场景，其在各个领域中都得到了广泛的应用。

上述每一场景的实际应用都对边缘计算提出了较为严格的要求，只有其市场推广时间、网络部署得到了各方的共同验证，才能确保工作的边缘计算工作的顺利进行。

2.3技术方面

（1）在网络承载上，本地分流技术作为边缘计算网络组网中的关键内容，相关的功能实现机制依然处于研讨阶段，在这种技术没有得到规范化验证的背景下，跨度较大的边缘计算依然面临着严峻的挑战。

（2）在业务场景的支持上，边缘计算技术架构还要与行业的典型场景进行有效的集成，一般情况下，这些场景会分成两大类：一方面是对现阶段的无线网络环境较为敏感的业务，其主要是通过5G中的相关特性将业务数据上传到边缘计算系统中，并且在此环境下还要确保计算结果传递过程中的低时延效果，例如：工厂智能化的机器人云端或机器人的远程控制、汽车自动驾驶等都属于此类业务;另一方面是不必依赖无线传输的技术，但是这种技术对云计算以及集中化部署有严苛需求的场景，希望在终端设备成本不变或者是成本降低的基础上提升其娱乐性内容。

不仅如此，终端模组的完善情况及其批量供应情况也是较为关键的因素，因为很多与边缘计算紧密联系的5G终端在保证5G功能完整度上对边缘计算也有着密切的联系。

3边缘计算智慧制造的应用

3.1智慧制造关注点

当边缘计算运用于某一行业时，相关的运营商和设备厂商必须综合考虑行业发展的现状，且还要对其有一个全面的认识。如果引进的5G和边缘计算技术能够与企业发展的实际痛点相符合，那么就可以在很大程度上保证边缘技术的大范围落实，从而达到边缘计算快速融人新市场的目的。但是总体来看，不同的行业是不能一概而论的，其本身都存在一定的差异性，所以，运营商和设备厂商将边缘计算引进某一行业之前，必须要对行业市场有一个基本的发展规划，在此基础上针对不同的行业投人相应的资源。如果条件允许还可以通过实地调查分析的方法来寻找最为合适的技术切入点。

在此，本文对制造行业的智慧制造痛点进行了总结，将其作为边缘计算部署的重点关注内容：

（1）有线妨碍生产线的柔性利用有线进行成本比较高、布线周期和难度都比较大，从而就会导致企业无法根据自身的经营需求实时转移相关的移动设备，生产线布局的调整工作也无法正常进行。

（2）私网为主很多工厂的网络技术都会采用私网模式，网络管理权利掌握走在自己手中，这样做虽然在很大程度上保证了相关数据的安全性，但是很有可能会造成网络的封闭，从而就会出现数据不能进行及时互通的情况，私网技术要想进行网络升级，难度将会大大提高。

（3）以有线为主要布线形式，无线发挥辅助作用

通常情况下，很多企业都会认为无线不能有效解决网络抗干扰的问题，不具备较高的可靠性，所以，很多工厂只会将其运用在数据采集工作上。同时，企业也发现了有线的难题，其很难解决现阶段工业自动化发展中物联网设备的组网和走线问题，这就为工业的自动化生产带来了一定的阻碍。

在此，边缘计算技术的运营商和设备厂商就可以抓住制造企业的网络痛点，突破传统网络连接提供者的角色，只有这样，才能为边缘计算在行业中的融入提供保障。

3.2智慧制造部署形式

通常情况下，边缘计算系统为了满足不同行业对边缘计算以及5G技术应用的不同需求，其融入不同行业中都会出现各种各样的部署形式，每一真正运行的组网架构都英语企业的实际业务需求、管理模式、运营模式以及商业发展模式相适应，只有这样，才能保证边缘计算系统的全面实施。在此，笔者汇总出了三类较为典型的网络部署形式：

（1）企业的私网企业私网的部署形式可以实现企业网络端到端的网络全覆盖，这样就可以在很大程度上使企业的相关数据信息与网络环境隔离开来，保证了数据信息的独立性。但是这种私网部署形式对企业自身网络管理能力的需求非常高。

（2）企业的专网企业专网部署主要是将用户的网关部署在企业现场附近，而主要的网元则会部署在电信网的节点上。这样做可以使运营商对网络进行统一的管理，并且也能通過用户面的下沉而满足数据信息安全的需求，尤其是在技术支撑力较弱的企业中，这种部署形式对企业不会有较高的运维和管理要求。

（3）网络切片组网网络切片组网模式是一种主要运用于5G背景下网络部署形式。实施这种组网模式需要运营商对目标的行业市场进行准确的判断，并且也要对相应的网络资源进行科学的部署和规划，尤其是边缘计算节点上的规模有着较高的要求，所以，运营商和设备厂商一定要积极解决这一问题。

3.3智慧制造管理模式

现阶段，边缘计算节点管理模式中重点关注的问题是将边缘计算系统纳入NFV业务编排管理中，还是将其形成一个相对完整且独立的管理系统。通过上述对网络部署模式可以发现，如果企业的业务和网络是相互分离的，那么就可以为边缘计算系统建立一个相对独立的业务管理系统，而网络域则需要在网络部署模式的基础上综合考虑是并人统一管理系统还是单独管理。

总的来说，无论是哪一种边缘节点的管理模式，其都应在不给企业提供不相符的管理难度和成本提高的基础上对边缘网络进行管理和运营。

4结束语

总而言之，随着我国科技水平的不断提高，5G技术和边缘计算网络将会广泛应用于各行各业的生产经营工作中。在此过程中，运营商必须摒弃传统的网络建设思路，积极转变自身的业务角色，认清各个行业的痛点，并且不断整合自身的技术和资源，只有这样，才能保证边缘计算快速融人目标市场中，从而才能为5G技术和边缘计算价值的最大化发挥提供保障。