2023工业互联网边缘计算的探索与思考

《工业互联网边缘计算的探索与思考》工业互联网发展向全面互联的新阶段演进(TheevolutionofindustrialInternettoanewstageofcomprehensiveinterconnection)工业互联网通过实现人、机、物等的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型工业生产制造和服务体系（Throughtherealizationofthecomprehensiveinterconnectionofpeople,machinesandthings,theindustrialInternethasbuiltanewindustrial

应用创新(ApplicationInnovation)平台(platform)资源配置中心(Resourceallocationcenter)能源

安全(security)

智能化(Intellectualization)全局智能(Globalintelligence)发展manufacturingandservicesystemwithallelements,allindustrialchainsandallvaluechainsconnectedinanall-roundway）- 范围：制造业与非制造业(Scope:manufacturingandnon

物流企业智能产品

设计企业用户 金融机构

医疗交通 建筑...

防护中心(ProtectionCenter)

网络化(Networking)阶全面互联阶(Comprehensiveinterconnection)manufacturing)- 组成：网络、平台、安全、边缘计算、工业智能……

工厂外网(Factoryexternal

标识解析体系(Identityanalysissystem)生产线

工厂内网(Intranet)

段(Develo-pment- (Composition:network,platform,edgecomputing,industrialintelligence)

network)

设备 网 物料 系统络

劳动者

stage)

数字化(Digitization)单点优化- 对象：全要素、全产业链、全价值链(Object:allelements,allindustrialchain,andallvaluechain)

(network)

互联互通基础(Foundationofinterconnection)

(Singlepointoptimization)工业互联网产业联盟目前有正式会员单位1383家（TheAllianceofIndustrialInternethas1383members）

指导委员会 专家委员会 指导委员会 理事长单位：中国信息通信研究院测试床组安全组平台组网络组需求组总体组（Chairman:CAICT）测试床组安全组平台组网络组需求组总体组

工作组（WG/WorkingGroup）

理事会垂直行业组频谱组产业发展组上海分联盟理事会垂直行业组频谱组产业发展组

广东分联盟重庆分联盟江苏分联盟重庆分联盟江苏分联盟湖北分联盟（拟）贵州分联盟政策法规与投融资组国际合作与对外交流组技术与标准组…………APP湖北分联盟（拟）贵州分联盟政策法规与投融资组国际合作与对外交流组技术与标准组…………APP工业大数据特设组边缘计算特设组工业大数据特设组边缘计算特设组知识产权特设组标识特设组工业智能特设组工业无线特设组工业 特设组工业区块链特设组开源特设组轻工家电钢铁制造汽车工业电子信息能源电力供应链与物流工程机械船舶工业生物医药高端装备建筑工程能源化工工业互联网体系架构—功能架构总体视图(IndustrialInternetArchitecture-FunctionalArchitectureOverview)决策流决策优化(Decisionoptimization)数据互通描述诊断预测指导可用性决策流决策优化(Decisionoptimization)数据互通描述诊断预测指导可用性完整性(Threefunctionalsystems:network,platformandsecurity)实施层次(Implementationlevelcoversalllinks:frominsidetooutsideoftheenterprise,equipmentsystementerpriseindustry)垂直行业通等延伸数据流(Verticalindustriesexpandinmanyfields:frommanufacturingtootherindustries,toenergy,medicalcare,transportation,etc)数据流

标识解析标识解析设备ipment)

平台应用层(applicationlayer)平台应用层(applicationlayer)PaaS层边缘层(edgelayer)(sys

企业)(enterprise))

核心功能产业核心功能数字模型(Digitalmodel)工业模型数据模型数字模型(Digitalmodel)工业模型数据模型感知控制(Perceptualcontrol)信息采集指令执行物理资产保密性工业互联网的技术体系：新技术引领，支撑工业互联网全方位能力打造安全数据处理与分析技术工业大数据安全数据处理与分析技术工业大数据AI……计算…区块高性能计算…控制……知识图谱机器学习安全保护技术监控采集技术执行驱动技术工业控制技术云计算边缘计算（Edgecomputing）嵌入式计算交互&应用工业APP低代码开发技术…应用云端协同技术人机交互技术（可视化、AR/VR…)工业软件技术流程优化技术…仿真验证技术三维设计技术加密算法技术访问控制工业软件技术流程优化技术…仿真验证技术三维设计技术加密算法技术访问控制技术存储技术管理技术治理技术通信 标识技术 工业总线&以太网Wi-FiWi-Fi65GSDN…通信 标识技术 工业总线&以太网Wi-FiWi-Fi65GSDN…OPCUANBIOTTSN感知…传感技术测量技术工业视觉装备 …增材制造AGV数控机床工业机器人隐私保护技术入侵检测技术数字水印技术数字签名技术边缘计算工业互联网的关键技术（EdgecomputingisthekeytechnologyofindustrialInternet）态可以分为边缘控制器，边缘网关和边缘云。 部署（Fromtheperspectiveofdeployment,edge 视图（deploymentcomputingnodedevicescanbedeployedinproductionlines,workshopsandfactories.Thedeviceformscanbedividedintoedgecontroller,edgegatewayandedgecloud）

view）边缘到云，从工厂自动化到云端应用（Edgetocloud,fromfactoryautomationtocloudapplication）当前重点实现数据接入、协议转换、数据预处理与边缘智能应用等功能（Atpresent,itfocusesonthefunctionsofdataaccess,protocolconversion,datapreprocessingandedgeintelligentapplication）preprocessing）2、协议解析preprocessing）2、协议解析（Protocolanalysis）边缘计算节点（Edge5、边云协同（Edgecloudcoordination）（模型迭代）（Modeliteration）边缘计算节点（Edgecomputingnode）computingnode）4、边缘智能1、数据接入（Dataaccess）（Edgeintelligence）控制流边缘计算节点computingnode）数据流ModBus/Profinet/CCLink/HostLink/…PLCAPPAPPHMI/SCADA3、数据预处理（Data工业互联网平台（IndustrialInternetplatform）边缘层设备层工业互联网边缘计算应用探索方向-生产过程优化（ResearchdirectionofindustrialInternetedgecomputingapplicationproductionprocessoptimization）基于边缘计算实现的（Theverticalintegrationofalllevelsofdataintheenterprisebasedonedgecomputing,withthehelpofadvanceddataanalysisandintelligentcontrolmanagementequipment,formsatransparentandaccurateproductionprocessoptimizationapplicationmode.）系统级优化：质量管理优化（Systemleveloptimization:qualitymanagementoptimization）在数据平台中进行产品质量数据与其他生产数据之间的关联性分析，辅助MES行实时质量管控与反馈调节，降低产品不良率系统级优化：生产管理优化（Systemleveloptimization:ProductionManagementOptimization）在数据平台中实现底层装备运行数据和上层企业管理数据的纵向集成，基于边缘计算提供的内嵌智能算法进行数据分析，从而提高排产、调度、人员等管理准确性边缘智能：工艺优化（EdgeIntelligence:processoptimization）采集装备运行状态数据，在具备边缘计算能力的控制系统中进行实时优化分析，寻找并反馈最佳工作参数，提升工作品质工业互联网边缘计算应用探索方向-全生命周期优化（ResearchdirectionofindustrialInternetedgecomputingapplication-lifecycleoptimization）。（Beforetheactualmanufacturingofproducts,thecapabilityandalgorithmmodelprovidedbyedgecomputingcanoptimizethemanufacturingprocess,reducecostsandimproveefficiency）在设计阶段进行成产效果的预测和优化智能服务：在设计阶段进行成产效果的预测和优化智能服务：实时分析产品数据，提供预测性维护等智能服务利用边缘控制器上的工艺仿真软件对制造过程进行模拟，在设计阶段进行成产效果的预测和优化。智能服务（Intelligentservice）利用边缘计算设备采集的数据和加载在边缘计算设备上的智能服务APP，对产品情况进行实时分析，提供预测性维护等智能服务。中国信通院联合工业互联网产业联盟、边缘计算产业联盟等组织开展一系列研究工作（ThechangeanddevelopmentofedgecomputinginindustrialInternetsystem） 白皮书（White 白皮书（WhitePaper） 形成《离散制造业边缘计算解决方案白皮书》等系列成果（Releasedaseriesofachievementssuchasthe《WhitePaperonDiscreteManufacturingEdgeComputingSolutions》）行业 全面推进工业互联网边缘计算的联盟、行业、国家和国际系列标准（Promotethestandardsofalliance、industry、nationalandinternationalabout``IndustrialInternetEdgeComputing''） 典型案例(UseCase) 联合产业各界总结近20个工业互联网边缘计算的典型场景应用案例，为企业提供部署参考（Summarizenearly20applicationscenariosofIndustrialInternetedgecomputingscenariosandprovidedeploymentreferencesforenterprises）研制标准产业各界联合建设工业互联网边缘计算实验室产业各界联