邊緣計算正在改變分析、人工智能和機器學(xué)習(xí)應(yīng)用。對庫和框架的大量投資，為工程師和運營專家提供了一個將這些功能與過程控制相結(jié)合的新領(lǐng)域。雖然有多種方法來實施高價值應(yīng)用，但在設(shè)計過程中必須仔細考慮安全性、管理性和可擴展性。
致力于部署邊緣解決方案的公司需要考慮三個主要方面：在邊緣運行的應(yīng)用、支持邊緣的基礎(chǔ)設(shè)施以及邊緣設(shè)備的安全性和協(xié)調(diào)性。
01 在邊緣運行的應(yīng)用
邊緣計算是指在控制過程或機器附近執(zhí)行應(yīng)用。邊緣設(shè)備通常與運營技術(shù)(OT)設(shè)備運行在同一網(wǎng)絡(luò)上，并且在數(shù)據(jù)收集和響應(yīng)中具有低延遲的特性。邊緣設(shè)備可以是物理設(shè)備，也可以是與處理設(shè)備之間具有較低網(wǎng)絡(luò)延遲的虛擬機(VM)。
在物理設(shè)備和虛擬機之間有一個權(quán)衡，就是對處理能力或靈活性的偏好。該決策可以簡化為使用邊緣虛擬機還是邊緣物理設(shè)備。虛擬機可以根據(jù)需要向上或向下擴展，從而提供資源分配的靈活性。
但是，虛擬機增加了一層抽象層，會影響處理效率并帶來延遲。物理設(shè)備可實現(xiàn)低延遲和強大的處理能力，但會喪失資源分配的靈活性，而且通常是為單一應(yīng)用而采購。
邊緣計算應(yīng)用具有一系列優(yōu)勢，如快速響應(yīng)時間(低延遲)、高效使用互聯(lián)網(wǎng)資源(帶寬效率)、實時處理數(shù)據(jù)的能力(實時分析可擴展性)和較強的應(yīng)用可擴展性。本地應(yīng)用無需將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央服務(wù)器，從而可以減少從數(shù)據(jù)生成到數(shù)據(jù)處理之間的邏輯距離。如果應(yīng)用得當，這種方法可以實現(xiàn)接近實時的解決方案；應(yīng)用可以獲得快速決策和快速響應(yīng)的能力。擴展邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)對于增加需求、保持性能和響應(yīng)能力至關(guān)重要。擴展是通過在基礎(chǔ)設(shè)施中添加邊緣設(shè)備來實現(xiàn)的。分布式工作負載減少了瓶頸，增加了節(jié)點管理并改進了負載平衡。
在邊緣運行的應(yīng)用通常是針對特定用例，需要專門設(shè)計的。例如，用于優(yōu)化過程控制的分析或模型，如減少廢品、提高產(chǎn)量、減少公用設(shè)施消耗、預(yù)測性維護等。數(shù)據(jù)從本地傳輸?shù)竭吘壴O(shè)備進行處理。將原始數(shù)據(jù)或聚合數(shù)據(jù)推送到企業(yè)服務(wù)器或云端以進行進一步分析；聚合數(shù)據(jù)可以減少因在云端傳輸和存儲數(shù)據(jù)而造成的成本。
02 支持邊緣計算的基礎(chǔ)設(shè)施
在集成邊緣應(yīng)用時，支持邊緣技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施往往是最未知的因素之一。需要詳細了解邊緣應(yīng)用的范圍，以了解需要收集哪些流程參數(shù)、應(yīng)用的輸出是什么以及流程成功的定義是什么。
其它需要考慮的因素，比如數(shù)據(jù)收集和高級分析過程的準備情況，可以從分析成熟度模型中得出。高級過程分析需要在數(shù)據(jù)收集、清理、情境化和存儲方面進行投資，并通過互補的基礎(chǔ)設(shè)施提供支持。并非所有企業(yè)都已準備好進行高級過程分析。請與分析專家合作，確保這些解決方案能夠得到支持。
隨著設(shè)備的部署和應(yīng)用的擴展，網(wǎng)絡(luò)負載也會隨之增加。了解數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)奈恢脤τ谧畲笙薅鹊販p少當前基礎(chǔ)設(shè)施的負載問題至關(guān)重要。可能需要升級網(wǎng)絡(luò)交換機以支持更大的數(shù)據(jù)規(guī)模，從而最大限度地減少帶寬爭用造成的網(wǎng)絡(luò)中斷。在規(guī)劃階段就與工廠底層網(wǎng)絡(luò)集成商進行協(xié)商，有助于確定并提供緩解網(wǎng)絡(luò)爭用的解決方案。
03 邊緣設(shè)備的安全性與協(xié)調(diào)性
在設(shè)計過程中，應(yīng)首先考慮邊緣設(shè)備的安全性。邊緣應(yīng)用的功能要求可用于指定處理數(shù)據(jù)的安全要求。這些安全要求的常見例子可能包括傳輸和靜態(tài)數(shù)據(jù)加密、傳輸級安全(TLS)通信和系統(tǒng)修補。編排平臺(orchestration platform)還可以保護邊緣設(shè)備管理其生命周期，以及更新設(shè)備及其各自的應(yīng)用程序。編排平臺也可以實現(xiàn)大規(guī)模運行，為部署的大型邊緣設(shè)備提供此類服務(wù)。可以跨設(shè)備組執(zhí)行管理活動，例如更新應(yīng)用程序的版本、推送新的分析模型或更新安全補丁。
在編排平臺上構(gòu)建解決方案可以加速應(yīng)用的開發(fā)和可擴展性。可以對概念驗證或試點解決方案進行小規(guī)模評估，并將其部署到與該過程一起工作的邊緣設(shè)備組中。編排平臺上的創(chuàng)新速度，加上內(nèi)置的安全性，為開發(fā)人員提供一個強大的工具，可以專注于提供解決方案，而不是管理部署和架構(gòu)。
嵌入人工智能的邊緣計算為控制工程帶來了新的可能性和挑戰(zhàn)。邊緣應(yīng)用可以實現(xiàn)低延遲通信，并可以針對各種業(yè)務(wù)目標進行定制。了解并投資于支持邊緣計算的基礎(chǔ)設(shè)施，對于大規(guī)模分析和網(wǎng)絡(luò)準備是必要的。具有安全第一的理念和強大協(xié)調(diào)功能的編排平臺，可以確保邊緣設(shè)備得到有效的管理和保護。
在提升安全性、協(xié)調(diào)性和基礎(chǔ)設(shè)施方面的投入，有助于制造企業(yè)為邊緣人工智能解決方案鋪平道路，以更好地優(yōu)化工廠運營。
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