WOT史揚:IoT時代的智能邊緣計算
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近日,51CTO記者對即將參加大會演講的中國邊緣計算產業聯盟主席史揚進行了專訪,讓我們先睹為快,探聽一下邊緣計算的前世今生。
【講師簡介】
史揚,華為網絡產品線***產業規劃專家,邊緣計算產業聯盟需求與架構組主席,是邊緣計算產業聯盟ECC核心設計者,活躍于ECC,AII,IIC等國際國內的產業組織。從事通信與信息技術領域16年+,涉及解決方案,wlan,網管等多個產品與方案領域,經歷了戰略與產業規劃,標準與生態,產品管理,軟件架構師,系統架構師等多個角色實踐。在國際標準領域發表過多篇ietf rfc,獲得過ieee802.11wg的杰出貢獻獎。
行業智能2.0時代已來
行業智能1.0是面向市場線索、營銷、采購、物流、售后等商業過程,將用戶、應用和商業流程數字化,基于多維度數據分析和場景感知,建立用戶的精準畫像,為用戶提供個性化的資源配置和服務。基于互聯網的消費,娛樂等是行業智能1.0的典型應用。
相比,行業智能2.0是面向產品規劃、設計、制造、運營等生產過程,實現產品、生產裝備、工藝流程等的數字化和網絡化。這里所指的產品、裝備具有廣義的概念,既包括制造業所生產的產品和制造產線等,也包括能源、交通、農業、公共事業等行業提供服務時所依賴的資產,如電表、交通工具、農業機械、環境監測儀器等。基于互聯網的消費,娛樂等都是典型應用。而設備預測性維護、協同制造等是行業智能2.0的典型應用。
行業智能2.0面臨的挑戰
行業智能2.0帶來了以下四大挑戰:
1. OT和ICT跨界協作挑戰
OT(Operation Technology)與ICT(Information and Communication Technology)關注重點不同,OT關注物理和商業約束、人身安全,ICT關注商業約束、信息安全;OT與ICT在行業語言、知識背景、文化背景存在較大差異,相互理解困難;OT技術體系碎片化、專用化與標準化、開放性的ICT技術體系集成協作存在挑戰困難;OT與ICT的融合協作也將帶來安全方面的挑戰。
OT與ICT的跨界協作需要建立物理世界和數字世界的聯接與融合。
2. 信息難以有效流動與集成
目前業界有超過6種以上的工業實時以太網技術,超過40種工業總線,缺少統一的信息與服務定義模型。煙囪化的系統導致數據孤島,使信息難以有效流動與交互。信息有效流動與集成是支持數據創新、服務創新的基礎,需要建立數據全生命周期管理。
3. 知識模型化是巨大挑戰
知識模型(Knowledge Model)主要解決知識的表示、組織與交互關系,知識的有序化以及知識處理模型,是將知識進行形式化和結構化的抽象。知識模型不是知識,是知識的抽象,以便于計算機理解與處理。
知識模型輸入存在信息不完整、不準確和不充分的挑戰;知識模型處理的算法與建模還需持續改進與優化;知識模型輸出的應用場景有限需要持續積累。
知識模型化是高效、低成本實現行業智能的關鍵要素。
4. 產業鏈變長,增加了端到端協作集成挑戰
行業智能2.0需要物理世界和數字世界的產業鏈的協作,需要產品全生命周期的數據集成,也需要價值鏈上的各產業角色建立起協作生態。這種多鏈條的協作與整合對數據端到端流動和全生命周期管理提出了更高的要求。
邊緣計算可以作為聯接物理和數字世界的橋梁,邊緣計算是在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側,融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺,就近提供邊緣智能服務,滿足行業數字化在敏捷聯接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。
邊緣計算:支撐行業數字化轉型更廣泛的場景
1. 聯接性
聯接性是邊緣計算的基礎。所聯接的物理對象的多樣性及應用場景的多樣性,需要邊緣計算具備豐富的聯接功能,如各種網絡接口、網絡協議、網絡拓撲、網絡部署與配置、網絡管理與維護。
2. 數據***入口
邊緣計算作為物理世界到數字世界的橋梁,是數據的***入口,擁有大量、實時、完整的數據,可基于數據全生命周期進行管理與價值創造,將更好地支撐預測性維護、資產效率與管理等創新應用;同時,作為數據***入口,邊緣計算也面臨數據實時性、確定性、多樣性等挑戰。
3. 約束性
邊緣計算產品需要適配工業現場相對惡劣的工作條件與運行環境,如防電磁、防塵、防爆、抗振動、抗電流/電壓波動等。在工業互聯場景下,對邊緣計算設備的功耗、成本、空間也有較高的要求。邊緣計算產品需要考慮通過軟硬件集成與優化,以適配各種條件約束,支撐行業數字化多樣性場景。
4. 分布性
邊緣計算實際部署天然具備分布式特征。這要求邊緣計算支持分布式計算與存儲、實現分布式資源的動態調度與統一管理、支撐分布式智能、具備分布式安全等能力。
5. 融合性
OT與ICT的融合是行業數字化轉型的重要基礎。邊緣計算作為“OICT”融合與協同的關鍵承載,需要支持在聯接、數據、管理、控制、應用、安全等方面的協同。
和云計算相比,云計算適用于非實時、長周期數據、業務決策場景,而邊緣計算在實時性、短周期數據、本地執行等場景方面有不可替代的作用。邊緣計算與云計算是行業數字化轉型的兩大重要支撐,兩者在網絡、業務、應用、智能等方面的協同將有助于支撐行業數字化轉型更廣泛的場景與更大的價值創造。
邊緣計算產業化三部曲
識別關鍵需求與技術,定義水平參考架構與平臺,定義面向特定行業的垂直參考架構是邊緣計算產業發展的三部曲,三者互相協同,循環演進:
1. 通過多行業場景,識別行業的關鍵需求和關鍵技術。
2. 基于跨行業的共性需求,定義邊緣計算跨行業的術語、水平參考架構、視圖等。通過邊緣計算參考架構牽引構建開放的邊緣計算軟硬件平臺,支撐測試床和商業案例部署。
3. 基于面向行業的應用實踐并遵循行業的標準與規范,在水平參考架構基礎上,構建面向特定行業的垂直參考架構。
邊緣計算的參考架構設計理念
參考架構基于模型驅動的工程方法(Model-Driven Engineering MDE)進行設計。基于模型可以將物理和數字世界的知識模型化,從而實現:
1. 物理世界和數字世界的協作
對物理世界建立實時、系統的認知模型。在數字世界預測物理世界的狀態、仿真物理世界的運行、簡化物理世界的重構,然后驅動物理世界優化運行。能夠將物理世界的全生命周期數據與商業過程數據建立協同,實現商業過程和生產過程的協作。
2. 跨產業的生態協作
基于模型化的方法,ICT和各垂直行業可以建立和復用本領域的知識模型體系。ICT行業通過水平化的邊緣計算領域模型和參考架構屏蔽ICT技術復雜性,各垂直行業將行業Know-How進行模型化封裝,實現ICT行業與垂直行業的有效協作。
3. 減少系統異構性,簡化跨平臺移植
系統與系統之間、子系統與子系統之間、服務與服務之間、新系統與舊系統之間等基于模型化的接口進行交互,簡化集成。基于模型,可以實現軟件接口與開發語言、平臺、工具、協議等解耦,從而簡化跨平臺的移植。
4. 有效支撐系統的全生命周期活動
包括應用開發服務的全生命周期、部署運營服務的全生命周期、數據處理服務的全生命周期、安全服務的全生命周期等。
ICT行業在網絡、計算、存儲等領域面臨著架構極簡、業務智能、降低CapEx和OpEx等挑戰,正在通過虛擬化、SDN、模型驅動的業務編排、微服務等技術創新應對這些挑戰。邊緣計算作為OT和ICT融合的產業,其參考架構設計需要借鑒這些新技術和新理念。同時,邊緣計算與云計算存在協同與差異,面臨獨特挑戰,需要獨特的創新技術。
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