一、圍繞制造的本質解決問題

對于制造業企業而言，運營水平可以用盈利能力來評估，進而分解為高成本效率的生產出合格產品，即，穩定的產品品質以及成本的不斷下降，快速的交付能力，即，質量，成本與交付是制造業的核心話題，而對于智能制造則在于解決“全局協同”過程中的材料、時間、能耗等的優化，進而進一步提升成本效率空間。

就產品的加工品質、速度而言，在成本約束條件下已經發揮到極致，因此，新的優化空間來自于“集成”與“協同”，另一個維度則在于個性化帶來的挑戰，為了解決協同的成本優化以及個性化給生產帶來的成本效率難題，信息流匯集并進行全局優化是邊緣計算的核心問題。

圖1-回歸制造的本質解決運營水平問題（優也信息科技）

如圖1，來自優也大數據傅源女士，數據包括了基礎的生產經營改善、運營中的、機器設備的健康管理、然后到全局尋優，再到最終的自主化，具有學習分析與決策能力，這個過程中會遇到基于數據的各種任務。這些任務就是邊緣計算所聚焦的，除了基礎的控制外，包括數據的連接、匯集、存儲、呈現、學習等各種層級的問題，需要由邊緣計算來進行完成，因此，邊緣計算并非是一個計算問題，而是圍繞任務而一系列的架構與規范接口問題。

二、數據連接，打通IT與OT的關鍵

不得不說，在推進邊緣計算中遇到的第一個障礙是“連接問題”，IT世界訪問OT世界并非想象那么容易，即使在總線技術已經發展的30年后，圖2是世界經濟論壇2014年對北美、歐洲、總體關于IoT推進的難點的調研評估，雖然并非是新的結果，但就實而言，卻并未過時。

圖2-世界經濟論壇2014年就IoT發展的難點調研報告

缺乏互操作標準是影響數據“流暢”訪問的關鍵，在單獨的機器上，各個現場總線或基于實時以太網的數據都可以流暢訪問，但是，在機器與機器之間，需要“協同”的時候，數據卻被不同的總線割裂為孤島，而打破孤島似乎提了很多年，然而，在現實的工廠中仍然是無法達到的。

圖3-現場總線發展的發展

對于IT廠商而言訪問OT的設備遇到總線的障礙，因為你得為每個總線開發接口轉換硬件，并寫驅動，即使實時以太網在物理上保持了一致，但依然需要寫變量地址表的映射與讀取程序，而這一切使得IT與OT之間的訪問變得沒有“經濟性”—這是非常關鍵的一點，技術能否被推動的關鍵正在于此，若缺乏經濟性，那么無論是技術提供商還是用戶，都無法從中獲益，那么就無法推進。

OPC UA和TSN被賦予了這一歷史責任，作為IEC62451標準，OPC UA被RAMI4.0、IIRA等制定為語義互操作層面的規范，它解決了異構網絡中的各個主體之間可以通過相同的語義對話。

TSN則解決了在網絡中，OT周期性控制任務所需的實時數據傳輸機制，以及IT大容量非周期性數據的傳輸問題，通過VLAN交換機，在TSN網絡可以傳輸兩種不同的數據，而離開TSN網絡則可以通過標準的Internet方式傳輸數據，這帶來最大的好處在于IT可以對OT的透明訪問。

圖3反映了這一過程的發展。

三、邊緣計算的垂直層級

圖4則是一個現場采集站（基于OPC UA TSN）的邊緣節點（Edge Node）到一個控制（Embedded Edge Controller），它可以實現安全的數據安與匯總到邊緣計算服務器（Edge Computing）然后通過OPC UA/MQTT等到云端的垂直應用過程。

圖4-邊緣計算的垂直架構與技術應用

除了物理可見的實現架構，數據如何被應用也是整個問題的關鍵，對于工廠而言，邊緣計算主要在于實現本地的一些應用，這可能包括的應用如下：

（1）.數據匯集與協同的應用

對于最為典型的工廠應用如OEE計算，需要將品質、機器運行時間相關參數、稼動率等計算并實時顯示給工廠管理級，以便全局觀測狀態。

（2）.規劃與分析問題

對于很多工廠應用而言，需要考慮在線的規劃問題，如玻璃切割，如何在線檢測，劃分等級，并對其進行按照CRM中的系統訂單進行規劃，以便把不同等級的玻璃按照需要進行切割處理，并分流到不同的包裝線，而對于印刷工廠而言，如何把不同訂單實現重組，以獲得最小的材料浪費，這些都是邊緣側的應用需要解決的問題。

（3）.數據呈現問題