4 月，工信部會(huì)同有關(guān)部門(mén)起草了《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》，其中確定了如下發(fā)展目標(biāo)：到2025年規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本普及數(shù)字化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型，智能制造裝備國(guó)內(nèi)滿(mǎn)足率超70%；到2035年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化，骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。[1]

由智能制造推動(dòng)的智能轉(zhuǎn)型，其智能來(lái)源于深入的洞察，具備真知灼見(jiàn)的洞察需要從收集的大量數(shù)據(jù)中挖掘，這些數(shù)據(jù)很多都是直接產(chǎn)生于邊緣。根據(jù)IDC預(yù)測(cè)，2025年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將增長(zhǎng)至270億個(gè)，將來(lái)超過(guò)70%的數(shù)據(jù)和應(yīng)用正在邊緣產(chǎn)生和處理。[2]

如此海量的設(shè)備和數(shù)據(jù)之中，誕生了滿(mǎn)坑滿(mǎn)谷的機(jī)會(huì)，隨之而來(lái)的還有眾多的新問(wèn)題。去年底，中國(guó)信通院聯(lián)合英特爾公司、華為等機(jī)構(gòu)，編寫(xiě)、發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)白皮書(shū)》，其中分析了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)，也以英特爾的工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)參考架構(gòu)為例，介紹了相關(guān)產(chǎn)品的架構(gòu)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并列舉出具體應(yīng)用案例，闡明相應(yīng)產(chǎn)品落地實(shí)踐的重大意義。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)

需要更快、更強(qiáng)、更可靠

跨設(shè)備互聯(lián)互通、跨軟件格式互聯(lián)互通、跨平臺(tái)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、數(shù)字化模型搭建迭代，以及整體安全性和可靠性，是當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)技術(shù)面臨的主要痛點(diǎn)。因此，對(duì)于軟硬件產(chǎn)品提供商而言，需要在兼容成本和用戶(hù)體驗(yàn)之間取得平衡。而對(duì)于系統(tǒng)集成商，則需要兼顧標(biāo)準(zhǔn)化利用和定制化開(kāi)發(fā)。與此同時(shí)，對(duì)于方案的最終使用者，就需要在保證已有產(chǎn)線(xiàn)利用率的同時(shí)，來(lái)滿(mǎn)足柔性生產(chǎn)需求。

在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)白皮書(shū)》（下簡(jiǎn)稱(chēng)“《白皮書(shū)》”）中，給出了工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)的定義：工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)，即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，構(gòu)建融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的分布式開(kāi)放體系，形成新的生態(tài)模式，就近提供邊緣計(jì)算服務(wù)，滿(mǎn)足工業(yè)在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)計(jì)算、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

融合核心能力、構(gòu)建開(kāi)放體系、形成生態(tài)模式，恰恰是英特爾提供的工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)解決方案的亮點(diǎn)。具備上述特點(diǎn)的工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)，不但可以提供互聯(lián)互通機(jī)制，解決現(xiàn)場(chǎng)連接性問(wèn)題，還能支持人工智能部署和實(shí)時(shí)控制部署。

對(duì)于制造企業(yè)用戶(hù)而言，這樣的解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)更快的響應(yīng)速度、更低的網(wǎng)絡(luò)使用率、更安全的數(shù)據(jù)保護(hù)和更高的可靠性。

軟硬結(jié)合

為傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域賦能

如何落實(shí)工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)的價(jià)值，要靠具體的技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)?！栋灼?shū)》將工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)的參考架構(gòu)分為硬件和軟件兩部分。硬件參考架構(gòu)包括：工業(yè)邊緣控制器、工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)、工業(yè)邊緣云服務(wù)器/一體機(jī)。與之對(duì)應(yīng)的英特爾工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)參考架構(gòu)，是一個(gè)模塊化的硬件參考設(shè)計(jì)，與國(guó)內(nèi)產(chǎn)商一起定義完成，采用了核心模塊和外設(shè)模塊分離的模塊化架構(gòu)，可用于廣泛的工業(yè)邊緣應(yīng)用，比如控制和視覺(jué)等場(chǎng)景。其特點(diǎn)是：

《白皮書(shū)》中介紹的軟件參考架構(gòu)，包括：處理虛擬設(shè)備和工作負(fù)載的軟件定義工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)不同工藝流程的微服務(wù)。

針對(duì)該架構(gòu)，英特爾提供了兩個(gè)軟件參考實(shí)現(xiàn)。

首先是工業(yè)邊緣控制平臺(tái)（Intel Edge Controls for Industrial，簡(jiǎn)稱(chēng) ECI）。它部署在工業(yè)邊緣控制器，融合實(shí)時(shí)計(jì)算、負(fù)載整合、應(yīng)用程序和平臺(tái)管理、基礎(chǔ)架構(gòu)管理、工業(yè)總線(xiàn)協(xié)議、控制類(lèi)APP范例、信息安全、功能安全于一體。該平臺(tái)能夠在密集計(jì)算環(huán)境中實(shí)現(xiàn)時(shí)間確定性計(jì)算，并可將工業(yè)控制系統(tǒng)輕松過(guò)渡到由軟件定義的解決方案中，滿(mǎn)足各種高實(shí)時(shí)場(chǎng)景對(duì)于高水平運(yùn)營(yíng)可用性的要求，提高靈活性、減少資本和運(yùn)營(yíng)支出。

在實(shí)際使用過(guò)程中，ECI 幫助工廠減少停機(jī)時(shí)間，最大限度降低停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；加速部署并整合工作負(fù)載，支持跨系統(tǒng)操作并具備可擴(kuò)展性。同時(shí)，ECI還支持多個(gè)系統(tǒng)管理程序，可以在異構(gòu)操作系統(tǒng)中運(yùn)行多級(jí)控制層，并能通過(guò)簡(jiǎn)化軟件部署和管理費(fèi)用來(lái)降本增效。

工業(yè)邊緣控制平臺(tái)架構(gòu)圖

ECI在提供靈活有效的工業(yè)平臺(tái)解決方案的基礎(chǔ)之上，還能針對(duì)每一個(gè)細(xì)分子行業(yè)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的差異化，從而滿(mǎn)足各類(lèi)細(xì)分子行業(yè)下游終端客戶(hù)的精確需求，并可為當(dāng)今和未來(lái)的互聯(lián)工廠打造強(qiáng)大而靈活的骨干網(wǎng)。目前，ECI已經(jīng)可以按照機(jī)器制造商、整車(chē)制造（離散制造）、油氣開(kāi)采（流程制造）等不同行業(yè)的需求進(jìn)行定制。

接下來(lái)是工業(yè)邊緣洞見(jiàn)平臺(tái)（Intel Edge Insights for Industrial，簡(jiǎn)稱(chēng) EII）。它部署在工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)邊緣云服務(wù)器，可在邊緣安全地提取、分析和存儲(chǔ)視頻與時(shí)序數(shù)據(jù)，在視覺(jué)檢測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)和優(yōu)化運(yùn)營(yíng)等方面發(fā)揮獨(dú)特作用。EII 還為邊緣側(cè)賦予了快速部署人工智能的能力，保證更快、更安全地處理數(shù)據(jù)。目前，該平臺(tái)已經(jīng)在缺陷檢測(cè)、預(yù)測(cè)性分析和制造生產(chǎn)力優(yōu)化等領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大實(shí)力，并在壓鑄、紡織、電氣和手工裝配等行業(yè)發(fā)揮了獨(dú)特作用。[3]

工業(yè)邊緣洞見(jiàn)平臺(tái)架構(gòu)圖

目前，上述參考架構(gòu)已經(jīng)在一些制造企業(yè)中落地，并帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的好處。

為了縮短生產(chǎn)線(xiàn)的調(diào)試周期，保證口罩盡快到達(dá)有需要的人們手中，某口罩機(jī)廠商使用一臺(tái)工業(yè)邊緣控制器集中控制，而不是過(guò)去的兩臺(tái) PLC 混合操作，從而：

脈沖一伺服混合方案和全伺服方案對(duì)比圖

焊接是機(jī)械制造的必備工序，過(guò)去靠人工操作，不但危險(xiǎn)，而且難以找到高級(jí)技工?，F(xiàn)在，結(jié)合三維視覺(jué)和機(jī)器焊接，可以更大范圍滿(mǎn)足焊接自動(dòng)化的各類(lèi)需求。其中，工業(yè)邊緣控制器展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值，包括工業(yè)級(jí)的可靠性、高實(shí)時(shí)精度性，此外 AI、數(shù)據(jù)圖像建模等技術(shù)還展現(xiàn)出自適應(yīng)性。工業(yè)邊緣服務(wù)器在自動(dòng)化焊接中可以做到：狀態(tài)檢測(cè)與報(bào)警、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、設(shè)備生命周期管理等重要功能，進(jìn)一步優(yōu)化了生產(chǎn)效率。

3D視覺(jué)機(jī)器焊接原理圖

工業(yè)邊緣節(jié)點(diǎn)也已經(jīng)在鋼鐵、有色軋制行業(yè)得到應(yīng)用，提供智能檢測(cè)能力，相比人工質(zhì)檢，現(xiàn)在的智能化方案誤檢率低、性能高、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，還具備生態(tài)開(kāi)發(fā)能力。

加快創(chuàng)新，讓我們一起努力

在《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》[4]為行業(yè)發(fā)展提出了一項(xiàng)重要任務(wù)：加快系統(tǒng)創(chuàng)新，增強(qiáng)融合發(fā)展新動(dòng)能。其中包括：攻克智能感知、高性能控制、人機(jī)協(xié)作、精益管控、供應(yīng)鏈協(xié)同等共性技術(shù)，研發(fā)人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算等在工業(yè)領(lǐng)域的適用性技術(shù)。這正是英特爾與國(guó)內(nèi)廣大生態(tài)合作伙伴一直以來(lái)在做的事情。以《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)白皮書(shū)》的發(fā)布為出發(fā)點(diǎn)，英特爾愿意再接再厲，與軟硬件產(chǎn)品提供商和集成商、工業(yè)企業(yè)以及眾多第三方開(kāi)發(fā)者一起，為實(shí)現(xiàn)“十四五”智能制造的目標(biāo)而努力。

參考文章：

[1] 工信部就《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》征言 到2025年智能制造裝備國(guó)內(nèi)滿(mǎn)足率超70%

https://finance.sina.com.cn/tech/2021-04-14/doc-ikmxzfmk6847650.shtml

[2] 英特爾“未來(lái)智能邊緣計(jì)算論壇”在京舉辦

https://tech.sina.com.cn/roll/2020-09-19/doc-iivhuipp5257174.shtml

[3] 英特爾ECI /EII 工業(yè)邊緣平臺(tái)，為智能制造帶來(lái)“制勝法寶”

http://news.eeworld.com.cn/gykz/ic517139.html

[4] 工信部就《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》征言 到2025年智能制造裝備國(guó)內(nèi)滿(mǎn)足率超70%

https://finance.sina.com.cn/tech/2021-04-14/doc-ikmxzfmk6847650.shtml

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