5G时代工业互联网与边缘计算网络的结合 | 雾计算联盟会员会议

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边缘计算技术是计算技术发展的焦点，通过在靠近工业现场的网络边缘侧运行处理、分析等操作，就近提供边缘计算服务，能够更好满足制造业敏捷连接、实时优化、安全可靠等方面的关键需求，改变传统制造控制系统和数据分析系统的部署运行方式。目前，国内外产业界对边缘计算架构及模型已经能开展多方面的探索，2014 年，欧洲ETSI 成立移动边缘计算标准化工作组（MEC），将密集型移动计算任务迁移到附近的网络边缘服务器中，提出移动边缘计算模型 ；2015 年，开放雾计算联盟（OFC）开展OpenFog 架构及安全性、可扩展性、开放性等 8 个支柱模型研究 ；国内边缘计算产业联盟及工业互联网产业联盟联合发布《边缘计算参考架构 3.0》白皮书和 20 多个边缘计算测试床。在标准制定方面，2020 年，中国联通等单位在ITU-T SG20推动的“边缘计算需求和能力要求”（ITU-T

Y.4208）的国际标准正式发布、“边缘计算网关”等国际标准正在稳步推进；CCSA在边缘云、云边协同、边缘网关、边缘计算在工业互联网、车联网等领域的应用也有相当数量的标准报批。2016 年 10 月，由 IEEE 和 ACM 正式成立了 IEEE/ACM Symposium on Edge Computing，组成了由学术界、产业界、政府（美国国家基金会）共同认可的学术论坛，对边缘计算的应用价值，研究方向开展了研究与讨论。2017 年中国科学院沈阳自动化研究所牵头成立了中国自动化学会边缘计算专业委员会。2018 年是边缘计算蓬勃发展的一年，在微软 2018 年度开发者大会上，微软公司发布“Azure IoT Edge”等边缘侧产品，将业务重心从哪 Windows 操作系统转移到智能边缘计算方面。几乎在同一时间，亚马逊公司发布“AWS Greengrass”边缘侧软件，将 AWS 云服务无缝扩展至设备。阿里云宣

布 2018 年将战略投入边缘计算技术领域并推出边缘计算产品 Link Edge。

在其中，边缘计算的优势主要体现在以下三个方面 ：

一方面是提供 IT 与 OT 跨网互通的能力，边缘侧网关向现场设备提供多种接口、协议，可以解决现场设备信息联网和工业设备多协议之间与 IT 网络设备互通的问题，强化平台数据输入的能力，实现传感器控制系统、管理软件等不

同来源的海量数据的集成与汇聚。

另一方面是边缘计算与云计算协同的能力，通过边缘侧在设备端就能够对业务数据进行实时处理，数据不必上传到云端，大大节省数据传输的时延和网络的带宽消耗，提高实时业务的确定性保障和数据的安全性。

最后，边缘计算在网络边缘侧的智能分布式架构与平台上，通过知识模型驱动智能化能力，建立统一的服务框架，面向系统运维人员、决策者、开发者等

多角色多链条人员，实现协作。

工业互联网边缘计算网络是工业互联网与边缘计算结合的新型网络。采用工业互联网网络基础架构，在此基础上加入边缘计算网关、边缘计算控制器和边缘云，通过边缘计算技术，降低工业现场的复杂性，提高工业数据计算的实时性和可靠性，形成更为先进和优化的工业互联网网络解决方案。

通过边缘计算技术，可以对工业互联网形成有力的技术支持，解决工业互联网发展中遇到的问题。《工业互联网体系架构 2.0》中指出“边缘计算技术的赋能作用主要体现在两个方面 ：一是降低工业现场的复杂性。目前在工业现场存在超过 40 种工业总线技术，工业设备之间的连接需要边缘计算提供“现场级”的计算能力，实现各种制式的网络通信协议相互转换、互联互通，同时又能够应对异构网络部署与配置、网络管理与维护等方面的艰巨挑战。二是提高工业数据计算的实时性和可靠性。在工业控制的部分场景，计算处理的时延要求在 10ms 以内。如果数据分析和控制逻辑全部在云端实现，难以满足业务的实时性要求。同时，在工业生产中要求计算能力具备不受网络传输带宽和负载影响的“本地存活”能力，避免断网、时延过大等意外因素对实时性生产造成影响。边缘计算在服务实时性和可靠性方面能够满足工业互联网的发展要求。”同时，工业互联网也为边缘计算提供了基础的数据、网络支撑和业务承载平台。通过边缘计算和工业互联网两种技术的结合，能够形成更为先进和优化的解决方案，助力工业企业转型升级。

工业互联网边缘计算网络产业将是由通信运营商、通信设备商、工业设备商、系统集成商、工业用户等多个利益共同体组成的生态系统。其中通信设备商为工业互联网边缘计算网络提供基本的网络传输设备、边缘计算设备及其配套的解决方案 ；工业设备商提供工业设备并接入工业互联网边缘计算网络，作为系统数据的基础来源 ；通信运营商在通信设备商和工业设备商搭建网络和设备设施基础上，提供网络服务和管控云平台，并负责网络和系统的运行维护 ；系统集成商在通信运营商搭建的服务和平台基础上开发上层应用，将整个工业互联网边缘计算网络系统设备数据进行集成与应用，面向用户需求提供服务 ；工业用户通过系统集成商提供的服务接口使用工业互联网边缘计算网络系统。通过通信运营商、通信设备商、工业设备商、系统集成商、工业用户的多方共建共投共享，实现利益共同体各方利益的最大化。

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