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，自動化技術的進步將繼續(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候，而現(xiàn)在購物大多數(shù)都是自動化在線支付。而在未來，自動駕駛汽車采用更多新技術，例如自動規(guī)避和停車，而有些汽車甚至在夜間自動更新其自動駕駛功能。
　　
　　科技如今成為人們生活的一部分。大多數(shù)人初次接觸自動化技術很可能是制造行業(yè)的功能簡單的機器人。早期的機器人只能在高度受控的環(huán)境中執(zhí)行一組或兩組重復性任務。一些著名的早期機器人包括：
　　?1954年，GeorgeDevo設計了全球第一臺工業(yè)機器人。
　　?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)機器人。
　　?1973年，德國機器人技術商KUKA公司開發(fā)了第一個6軸機器人。
　　
　　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，當他還是一名在德國學習的MBA學生時，參觀了梅賽德斯公司一家汽車工廠的自動化生產車間，汽車產品在相互通信的、高度智能自動化平臺上“流動”，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焊方面進行檢查和測試，并更換用于車身的大型金屬沖壓模具。這些功能都不在自動化生產流程中。
　　
擁抱“工業(yè)4.0”的企業(yè)有著更高的期望
　　
　　自從世界經濟論壇創(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，眾多學者、政治家和商業(yè)領袖就“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)務部副總裁MeenuSinghal對“工業(yè)4.0”給出了一個很好的定義，“工業(yè)4.0是指機械、存儲系統(tǒng)和生產資源可以執(zhí)行復雜的任務、交換信息并發(fā)出指令，而無需太多的人力參與的模式?！倍涠x可以根據(jù)需要進行更新。事實上，現(xiàn)在還沒有一個達成一致的定義。
　　
　　擁抱“工業(yè)4.0”的企業(yè)希望提高自動化、靈活性、安全性和彈性，可能利用部分或全部資源：物聯(lián)網(IoT)、M2M通信、大數(shù)據(jù)和分析、高級仿真、增強現(xiàn)實、下一代連接(WiFi6、5G)，以及低延遲的云計算。
　　
　　雖然很多企業(yè)具有明確的目標和計劃，但實現(xiàn)這些目標的途徑尚不明確。
　　
　　許多組織開始尋找通過“工業(yè)4.0”提供的技術改善當前運營的途徑。這些改進也可以歸類為制造業(yè)務的數(shù)字化轉型，這可能導致企業(yè)面臨更具體、更陌生的風險。為了減輕這種風險，這些技術在生產線的整個生命周期內逐步改進是有意義的。
　　
　　對于大多數(shù)企業(yè)來說，首先是大規(guī)模擴展他們的計量、傳感和視頻功能，這將產生大量數(shù)據(jù)。為了他們的利益整合、解釋和分析這些數(shù)據(jù)是關鍵，它需要以計算和存儲的形式提供這些數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在正是大多數(shù)企業(yè)考慮在工廠或車間構建本地邊緣微數(shù)據(jù)中心的好時機;這個解決方案是“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絡延遲，同時提供高水平的計算能力來處理由物聯(lián)網傳感器和高清攝像頭生成的驚人數(shù)據(jù)量。
　　
　　有人可能會問：“難道在云平臺中處理這些新的大數(shù)據(jù)不是更容易嗎?”其實，向集中式云平臺發(fā)送或處理信息將面臨三個方面的問題：
　　
　　?時間–自主制造以及質量控制需要實時完成，并且在集中式云平臺處理至少需要10～100毫秒的延遲處理。
　　?帶寬–生產設施內的設備將會產生大量內容，這些內容讓互聯(lián)網不堪重負。
　　?成本–在集中式云平臺中存儲和處理的大量內容將導致成本過高。
　　
　　此外，可以通過使用本地邊緣微數(shù)據(jù)中心而不是云平臺來實現(xiàn)網絡安全。如果所有的數(shù)據(jù)都被發(fā)送到一個本地邊緣數(shù)據(jù)中心，那么該數(shù)據(jù)中心就可以作為堡壘來應對網絡攻擊。由于數(shù)據(jù)在邊緣計算設施進行處理，而不是發(fā)送到云平臺或集中的數(shù)據(jù)中心，因此被篡改或截獲的風險要低得多。
　　
分析只是“工業(yè)4.0”旅程的開始
　　
　　使機器能夠相互通信和共享信息，為基于實時數(shù)據(jù)的更高級的分析、可視化和模擬打開了大門。數(shù)字世界的決策和行動將轉化為物理世界的運動。例如，制造機器可以根據(jù)原材料的可用性、機器人的性能和可用性以及能源成本來分析生產效率，并決定生產什么產品以及何時生產。下一步可能是使所生產的產品(無論是烤面包機、電視還是其他產品)與制造機器人進行主動溝通，以增加選擇或提高生產效率。
　　
　　今后將會越來越多地采用高帶寬視頻技術，它被用于安全系統(tǒng)中，而且還將用于質量控制等應用程序中。通過添加傳感器和攝像頭來識別設備磨損和潛在故障，它將有助于自動化生產設備上的分析。實時生產中使用的高帶寬視頻將需要本地IT設施處理，因為一個高清攝像頭每小時可能產生大約300GB的數(shù)據(jù)，需要實時處理(通常會采用多個攝像頭)。最好的解決方案是位于生產線或納入生產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”之旅時需要規(guī)劃和實施物聯(lián)網技術以及邊緣計算技術，以實現(xiàn)具有高級分析、增強現(xiàn)實，并最終構建自主機器人生產的高效平臺。屆時，生產設備將與正在生產的產品進行通信。隨著采用更多的新技術，這一旅程很可能會分階段進行。隨著傳感器和攝像頭的增加，對微型數(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)中心并入生產線。而微數(shù)據(jù)中心將成為一個有利于實現(xiàn)數(shù)字化轉型的解決方案。