邊緣計(jì)算的含義

 邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲、應(yīng)用核心能力的分布式開放平臺，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時業(yè)務(wù)、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。

    邊緣計(jì)算的特點(diǎn)

1. 聯(lián)接性

聯(lián)接性是邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)。所聯(lián)接物理對象的多樣性及應(yīng)用場景的多樣性，需要邊緣計(jì)算具備豐富的聯(lián)接功能，如各種網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)部署與配置、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)。聯(lián)接性需要充分借鑒吸收網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域先進(jìn)研究成果，如TSN、SDN、NFV、Network as a Service、WLAN、NB-IoT、5G等，同時還要考慮與現(xiàn)有各種工業(yè)總線的互聯(lián)互通。

2. 數(shù)據(jù)第一入口

邊緣計(jì)算作為物理世界到數(shù)字世界的橋梁，是數(shù)據(jù)的第一入口，擁有大量、實(shí)時、完整的數(shù)據(jù)，可基于數(shù)據(jù)全生命周期進(jìn)行管理與價值創(chuàng)造，將更好的支撐預(yù)測性維護(hù)、資產(chǎn)效率與管理等創(chuàng)新應(yīng)用；同時，作為數(shù)據(jù)第一入口，邊緣計(jì)算也面臨數(shù)據(jù)實(shí)時性、確定性、多樣性等挑戰(zhàn)。

3. 約束性

邊緣計(jì)算產(chǎn)品需適配工業(yè)現(xiàn)場相對惡劣的工作條件與運(yùn)行環(huán)境，如防電磁、防塵、防爆、抗振動、抗電流/電壓波動等。在工業(yè)互聯(lián)場景下，對邊緣計(jì)算設(shè)備的功耗、成本、空間也有較高的要求。

4. 分布性

邊緣計(jì)算實(shí)際部署天然具備分布式特征。這要求邊緣計(jì)算支持分布式計(jì)算與存儲、實(shí)現(xiàn)分布式資源的動態(tài)調(diào)度與統(tǒng)一管理、支撐分布式智能、具備分布式安全等能力。

5. 融合性

邊緣計(jì)算作為運(yùn)營技術(shù)與信息通信技術(shù)融合與協(xié)同的關(guān)鍵承載，需要支持在聯(lián)接、數(shù)據(jù)、管理、控制、應(yīng)用、安全等方面的協(xié)同。

    產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

邊緣計(jì)算已經(jīng)掀起產(chǎn)業(yè)化的熱潮，各類產(chǎn)業(yè)組織、商業(yè)組織在積極發(fā)起和推進(jìn)邊緣計(jì)算的研究、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)化活動。

2016年10月，由IEEE和ACM正式成立了IEEE/ACM Symposium on Edge Computing，組成了由學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界、政府（美國國家基金會）共同認(rèn)可的學(xué)術(shù)論壇。

2016年11月華為技術(shù)有限公司、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所、中國信息通信研究院、英特爾公司、ARM和軟通動力信息技術(shù)（集團(tuán)）有限公司聯(lián)合倡議發(fā)起邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(Edge Computing Consortium，縮寫為ECC)。ECC目前已成為業(yè)界聚焦邊緣計(jì)算領(lǐng)域最大的聯(lián)盟組織，聯(lián)盟成員數(shù)量突破150家，包括華為、英特爾、ARM、博世、霍尼韋爾、ABB、施耐德、迅達(dá)、Infosys、三菱、和利時（HollySys）、McAfee、360、NI、OSISoft等業(yè)界知名廠商。為了促進(jìn)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展以及在行業(yè)的快速應(yīng)用，ECC已經(jīng)與多個產(chǎn)業(yè)組織建立了正式聯(lián)系與合作，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）、中國自動化學(xué)會(CAA)、SDNFV產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、Avnu Alliance、國際半導(dǎo)體照明聯(lián)盟（ISA）、車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟（TIAA）等。

2017年，邊緣計(jì)算在全球產(chǎn)業(yè)界掀起了新的浪潮：工業(yè)、ICT和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛發(fā)布邊緣計(jì)算產(chǎn)品與服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）成立了邊緣計(jì)算工作組；IEC計(jì)劃發(fā)布邊緣計(jì)算相關(guān)的白皮書；ISO/IEC  JTC1成立了邊緣計(jì)算研究小組。

邊緣計(jì)算應(yīng)用當(dāng)前主要有三類典型應(yīng)用場景（表1），其中互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用遠(yuǎn)程訪問優(yōu)化場景已經(jīng)成熟應(yīng)用，其他兩種正在成為創(chuàng)新與應(yīng)用的熱點(diǎn)。

表1 三類典型應(yīng)用場景

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    邊緣計(jì)算框架


邊緣計(jì)算的參考架構(gòu)如圖1所示，由智能服務(wù)層、業(yè)務(wù)Fabric、聯(lián)接計(jì)算Fabric、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。智能服務(wù)層基于模型驅(qū)動的統(tǒng)一服務(wù)框架，通過開發(fā)服務(wù)框架和部署運(yùn)營服務(wù)框架實(shí)現(xiàn)開發(fā)與部署智能協(xié)同，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件開發(fā)接口一致和部署運(yùn)營自動化；業(yè)務(wù)Fabric通過智能業(yè)務(wù)編排定義端到端業(yè)務(wù)流，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)敏捷；聯(lián)接計(jì)算Fabric實(shí)現(xiàn)架構(gòu)極簡，對業(yè)務(wù)屏蔽邊緣智能分布式架構(gòu)的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)信息通信基礎(chǔ)設(shè)施部署運(yùn)營自動化和可視化，支撐邊緣計(jì)算資源服務(wù)與行業(yè)業(yè)務(wù)需求的智能協(xié)同；邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)兼容多種異構(gòu)聯(lián)接、支持實(shí)時處理與響應(yīng)、提供軟硬一體化安全防護(hù)。

邊緣計(jì)算參考架構(gòu)在每層提供了模型化的開放接口，實(shí)現(xiàn)了架構(gòu)的全層次開放；邊緣計(jì)算參考架構(gòu)通過縱向管理服務(wù)、數(shù)據(jù)全生命周期服務(wù)、安全服務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的全流程、全生命周期的智能服務(wù)。

    邊緣計(jì)算的應(yīng)用

邊緣計(jì)算經(jīng)歷了從理論到實(shí)踐的快速發(fā)展，架構(gòu)與技術(shù)的核心理念已經(jīng)實(shí)踐落地。

1.梯聯(lián)網(wǎng)

目前，全球有超過1500萬部電梯在運(yùn)行，每天乘電梯的人數(shù)達(dá)十億人次。梯聯(lián)網(wǎng)基于邊緣計(jì)算，在邊緣側(cè)實(shí)時采集電梯的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，并協(xié)同云端大數(shù)據(jù)分析平臺，全面監(jiān)控電梯各部件的“健康指標(biāo)”；通過電梯預(yù)測性維護(hù)，提高維護(hù)效率，降低維護(hù)成本，降低最終客戶OPEX；通過提供增值服務(wù)，支撐電梯制造商向服務(wù)商進(jìn)行轉(zhuǎn)型，打造新的利潤增長點(diǎn)。


2.智慧水務(wù)

 城市供水系統(tǒng)是城市發(fā)展的基礎(chǔ)實(shí)施，也是構(gòu)筑安全城市、智慧城市的重要環(huán)節(jié)。智慧水務(wù)基于邊緣計(jì)算平臺，利用先進(jìn)傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)，對二次供水等設(shè)備全面感知，集成城市供水設(shè)備、信息系統(tǒng)和業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)多個系統(tǒng)間大范圍、大容量數(shù)據(jù)的交互，從而進(jìn)行全程控制，實(shí)現(xiàn)故障自診斷、可預(yù)測性維護(hù)，降低能耗，保證用水安全。


 3.智能樓宇

智能樓宇利用先進(jìn)傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)、安全技術(shù)，通過對樓宇傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控與分析，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知、故障告警和可預(yù)測性維護(hù)，通過多系統(tǒng)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)自動控制和可視化運(yùn)營，打造智能、綠色、高效的辦公與生活環(huán)境。


4.智慧照明

智慧照明通過對照明設(shè)備全面感知，實(shí)現(xiàn)路燈的遠(yuǎn)程、實(shí)時、自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)故障自診斷、可預(yù)測性維護(hù)，同時，以燈桿為無線網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點(diǎn)，覆蓋周邊垃圾桶監(jiān)測、停車傳感器等設(shè)備，構(gòu)建可擴(kuò)展的城市物聯(lián)網(wǎng)骨架，推動照明物聯(lián)網(wǎng)向城市物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)。