工業(yè)4.0的秘訣——部署本地邊緣的微型數(shù)據(jù)中心

科技在人們的工作和生活中起著重要的作用，自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步將繼續(xù)以不同的形式發(fā)展?？赡軟]人想得起最后一次郵寄信件是在什么時(shí)候，而現(xiàn)在購物大多數(shù)都是自動(dòng)化在線支付。而在未來，自動(dòng)駕駛汽車采用更多新技術(shù)，例如自動(dòng)規(guī)避和停車，而有些汽車甚至在夜間自動(dòng)更新其自動(dòng)駕駛功能。
　　
　　科技如今成為人們生活的一部分。大多數(shù)人初次接觸自動(dòng)化技術(shù)很可能是制造行業(yè)的功能簡單的機(jī)器人。早期的機(jī)器人只能在高度受控的環(huán)境中執(zhí)行一組或兩組重復(fù)性任務(wù)。一些著名的早期機(jī)器人包括：
　　?1954年，GeorgeDevo設(shè)計(jì)了全球第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。
　　?1962年，通用汽車公司在新澤西州的工廠中首先使用了大型工業(yè)機(jī)器人。
　　?1973年，德國機(jī)器人技術(shù)商KUKA公司開發(fā)了第一個(gè)6軸機(jī)器人。
　　
　　施耐德電氣創(chuàng)新與數(shù)據(jù)中心IT部門副總裁StevenCarlini表示，20年前，當(dāng)他還是一名在德國學(xué)習(xí)的MBA學(xué)生時(shí)，參觀了梅賽德斯公司一家汽車工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)車間，汽車產(chǎn)品在相互通信的、高度智能自動(dòng)化平臺(tái)上“流動(dòng)”，這很可能是采用“工業(yè)4.0”理念的首批工廠之一。車間工作人員只是在少量樣品的點(diǎn)焊方面進(jìn)行檢查和測試，并更換用于車身的大型金屬?zèng)_壓模具。這些功能都不在自動(dòng)化生產(chǎn)流程中。
　　
擁抱“工業(yè)4.0”的企業(yè)有著更高的期望
　　
　　自從世界經(jīng)濟(jì)論壇創(chuàng)始人KlausSchwab在2016年出版了一本名為《第四次工業(yè)革命》的著作以來，眾多學(xué)者、政治家和商業(yè)領(lǐng)袖就“工業(yè)4.0”的定義展開激烈的辯論。施耐德電氣工業(yè)業(yè)務(wù)部副總裁MeenuSinghal對(duì)“工業(yè)4.0”給出了一個(gè)很好的定義，“工業(yè)4.0是指機(jī)械、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)資源可以執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)、交換信息并發(fā)出指令，而無需太多的人力參與的模式。”而其定義可以根據(jù)需要進(jìn)行更新。事實(shí)上，現(xiàn)在還沒有一個(gè)達(dá)成一致的定義。
　　
　　擁抱“工業(yè)4.0”的企業(yè)希望提高自動(dòng)化、靈活性、安全性和彈性，可能利用部分或全部資源：物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、M2M通信、大數(shù)據(jù)和分析、高級(jí)仿真、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、下一代連接(WiFi6、5G)，以及低延遲的云計(jì)算。
　　
　　雖然很多企業(yè)具有明確的目標(biāo)和計(jì)劃，但實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的途徑尚不明確。
　　
　　許多組織開始尋找通過“工業(yè)4.0”提供的技術(shù)改善當(dāng)前運(yùn)營的途徑。這些改進(jìn)也可以歸類為制造業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，這可能導(dǎo)致企業(yè)面臨更具體、更陌生的風(fēng)險(xiǎn)。為了減輕這種風(fēng)險(xiǎn)，這些技術(shù)在生產(chǎn)線的整個(gè)生命周期內(nèi)逐步改進(jìn)是有意義的。
　　
　　對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來說，首先是大規(guī)模擴(kuò)展他們的計(jì)量、傳感和視頻功能，這將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。為了他們的利益整合、解釋和分析這些數(shù)據(jù)是關(guān)鍵，它需要以計(jì)算和存儲(chǔ)的形式提供這些數(shù)據(jù)。現(xiàn)在正是大多數(shù)企業(yè)考慮在工廠或車間構(gòu)建本地邊緣微數(shù)據(jù)中心的好時(shí)機(jī);這個(gè)解決方案是“工業(yè)4.0”制造行業(yè)的秘訣。
　　
微數(shù)據(jù)中心在邊緣上的優(yōu)勢
　　
　　微型數(shù)據(jù)中心解決方案規(guī)模很小，并且部署位置靠近用戶以減少網(wǎng)絡(luò)延遲，同時(shí)提供高水平的計(jì)算能力來處理由物聯(lián)網(wǎng)傳感器和高清攝像頭生成的驚人數(shù)據(jù)量。
　　
　　有人可能會(huì)問：“難道在云平臺(tái)中處理這些新的大數(shù)據(jù)不是更容易嗎?”其實(shí)，向集中式云平臺(tái)發(fā)送或處理信息將面臨三個(gè)方面的問題：
　　
　　?時(shí)間–自主制造以及質(zhì)量控制需要實(shí)時(shí)完成，并且在集中式云平臺(tái)處理至少需要10～100毫秒的延遲處理。
　　?帶寬–生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)的設(shè)備將會(huì)產(chǎn)生大量內(nèi)容，這些內(nèi)容讓互聯(lián)網(wǎng)不堪重負(fù)。
　　?成本–在集中式云平臺(tái)中存儲(chǔ)和處理的大量內(nèi)容將導(dǎo)致成本過高。
　　
　　此外，可以通過使用本地邊緣微數(shù)據(jù)中心而不是云平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全。如果所有的數(shù)據(jù)都被發(fā)送到一個(gè)本地邊緣數(shù)據(jù)中心，那么該數(shù)據(jù)中心就可以作為堡壘來應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊。由于數(shù)據(jù)在邊緣計(jì)算設(shè)施進(jìn)行處理，而不是發(fā)送到云平臺(tái)或集中的數(shù)據(jù)中心，因此被篡改或截獲的風(fēng)險(xiǎn)要低得多。
　　
分析只是“工業(yè)4.0”旅程的開始
　　
　　使機(jī)器能夠相互通信和共享信息，為基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的更高級(jí)的分析、可視化和模擬打開了大門。數(shù)字世界的決策和行動(dòng)將轉(zhuǎn)化為物理世界的運(yùn)動(dòng)。例如，制造機(jī)器可以根據(jù)原材料的可用性、機(jī)器人的性能和可用性以及能源成本來分析生產(chǎn)效率，并決定生產(chǎn)什么產(chǎn)品以及何時(shí)生產(chǎn)。下一步可能是使所生產(chǎn)的產(chǎn)品(無論是烤面包機(jī)、電視還是其他產(chǎn)品)與制造機(jī)器人進(jìn)行主動(dòng)溝通，以增加選擇或提高生產(chǎn)效率。
　　
　　今后將會(huì)越來越多地采用高帶寬視頻技術(shù)，它被用于安全系統(tǒng)中，而且還將用于質(zhì)量控制等應(yīng)用程序中。通過添加傳感器和攝像頭來識(shí)別設(shè)備磨損和潛在故障，它將有助于自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備上的分析。實(shí)時(shí)生產(chǎn)中使用的高帶寬視頻將需要本地IT設(shè)施處理，因?yàn)橐粋€(gè)高清攝像頭每小時(shí)可能產(chǎn)生大約300GB的數(shù)據(jù)，需要實(shí)時(shí)處理(通常會(huì)采用多個(gè)攝像頭)。最好的解決方案是位于生產(chǎn)線或納入生產(chǎn)線中的專用于集成視頻分析(IVA)功能的微型數(shù)據(jù)中心。
　　
　　企業(yè)在開啟“工業(yè)4.0”之旅時(shí)需要規(guī)劃和實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及邊緣計(jì)算技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)具有高級(jí)分析、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，并最終構(gòu)建自主機(jī)器人生產(chǎn)的高效平臺(tái)。屆時(shí)，生產(chǎn)設(shè)備將與正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行通信。隨著采用更多的新技術(shù)，這一旅程很可能會(huì)分階段進(jìn)行。隨著傳感器和攝像頭的增加，對(duì)微型數(shù)據(jù)中心的本地IT的需求也越來越大。高清視頻分析和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等高帶寬功能需要將專用的本地邊緣微數(shù)據(jù)中心并入生產(chǎn)線。而微數(shù)據(jù)中心將成為一個(gè)有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的解決方案。