WOT史揚(yáng):IoT時(shí)代的智能邊緣計(jì)算
原創(chuàng)【51CTO.com原創(chuàng)稿件】七年一劍,華麗蛻變。自2012年起連續(xù)6年15場(chǎng)峰會(huì),凝聚大量技術(shù)專(zhuān)家,博觀(guān)而約取,厚積而薄發(fā)。WOT2018全球軟件與運(yùn)維技術(shù)峰會(huì)將于2018年5月18-19日在北京粵財(cái)JW萬(wàn)豪酒店召開(kāi),圍繞12大核心熱點(diǎn),匯聚海內(nèi)外60位一線(xiàn)專(zhuān)家,打造高端技術(shù)盛宴!是***IT技術(shù)人才學(xué)習(xí)和人脈拓展不容錯(cuò)過(guò)的平臺(tái)。
近日,51CTO記者對(duì)即將參加大會(huì)演講的中國(guó)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席史揚(yáng)進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng),讓我們先睹為快,探聽(tīng)一下邊緣計(jì)算的前世今生。
【講師簡(jiǎn)介】
史揚(yáng),華為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線(xiàn)***產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專(zhuān)家,邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟需求與架構(gòu)組主席,是邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟ECC核心設(shè)計(jì)者,活躍于ECC,AII,IIC等國(guó)際國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)組織。從事通信與信息技術(shù)領(lǐng)域16年+,涉及解決方案,wlan,網(wǎng)管等多個(gè)產(chǎn)品與方案領(lǐng)域,經(jīng)歷了戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,標(biāo)準(zhǔn)與生態(tài),產(chǎn)品管理,軟件架構(gòu)師,系統(tǒng)架構(gòu)師等多個(gè)角色實(shí)踐。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域發(fā)表過(guò)多篇ietf rfc,獲得過(guò)ieee802.11wg的杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。
行業(yè)智能2.0時(shí)代已來(lái)
行業(yè)智能1.0是面向市場(chǎng)線(xiàn)索、營(yíng)銷(xiāo)、采購(gòu)、物流、售后等商業(yè)過(guò)程,將用戶(hù)、應(yīng)用和商業(yè)流程數(shù)字化,基于多維度數(shù)據(jù)分析和場(chǎng)景感知,建立用戶(hù)的精準(zhǔn)畫(huà)像,為用戶(hù)提供個(gè)性化的資源配置和服務(wù)?;诨ヂ?lián)網(wǎng)的消費(fèi),娛樂(lè)等是行業(yè)智能1.0的典型應(yīng)用。
相比,行業(yè)智能2.0是面向產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)等生產(chǎn)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、生產(chǎn)裝備、工藝流程等的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。這里所指的產(chǎn)品、裝備具有廣義的概念,既包括制造業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品和制造產(chǎn)線(xiàn)等,也包括能源、交通、農(nóng)業(yè)、公共事業(yè)等行業(yè)提供服務(wù)時(shí)所依賴(lài)的資產(chǎn),如電表、交通工具、農(nóng)業(yè)機(jī)械、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器等?;诨ヂ?lián)網(wǎng)的消費(fèi),娛樂(lè)等都是典型應(yīng)用。而設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、協(xié)同制造等是行業(yè)智能2.0的典型應(yīng)用。
行業(yè)智能2.0面臨的挑戰(zhàn)
行業(yè)智能2.0帶來(lái)了以下四大挑戰(zhàn):
1. OT和ICT跨界協(xié)作挑戰(zhàn)
OT(Operation Technology)與ICT(Information and Communication Technology)關(guān)注重點(diǎn)不同,OT關(guān)注物理和商業(yè)約束、人身安全,ICT關(guān)注商業(yè)約束、信息安全;OT與ICT在行業(yè)語(yǔ)言、知識(shí)背景、文化背景存在較大差異,相互理解困難;OT技術(shù)體系碎片化、專(zhuān)用化與標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放性的ICT技術(shù)體系集成協(xié)作存在挑戰(zhàn)困難;OT與ICT的融合協(xié)作也將帶來(lái)安全方面的挑戰(zhàn)。
OT與ICT的跨界協(xié)作需要建立物理世界和數(shù)字世界的聯(lián)接與融合。
2. 信息難以有效流動(dòng)與集成
目前業(yè)界有超過(guò)6種以上的工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù),超過(guò)40種工業(yè)總線(xiàn),缺少統(tǒng)一的信息與服務(wù)定義模型。煙囪化的系統(tǒng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)孤島,使信息難以有效流動(dòng)與交互。信息有效流動(dòng)與集成是支持?jǐn)?shù)據(jù)創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新的基礎(chǔ),需要建立數(shù)據(jù)全生命周期管理。
3. 知識(shí)模型化是巨大挑戰(zhàn)
知識(shí)模型(Knowledge Model)主要解決知識(shí)的表示、組織與交互關(guān)系,知識(shí)的有序化以及知識(shí)處理模型,是將知識(shí)進(jìn)行形式化和結(jié)構(gòu)化的抽象。知識(shí)模型不是知識(shí),是知識(shí)的抽象,以便于計(jì)算機(jī)理解與處理。
知識(shí)模型輸入存在信息不完整、不準(zhǔn)確和不充分的挑戰(zhàn);知識(shí)模型處理的算法與建模還需持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化;知識(shí)模型輸出的應(yīng)用場(chǎng)景有限需要持續(xù)積累。
知識(shí)模型化是高效、低成本實(shí)現(xiàn)行業(yè)智能的關(guān)鍵要素。
4. 產(chǎn)業(yè)鏈變長(zhǎng),增加了端到端協(xié)作集成挑戰(zhàn)
行業(yè)智能2.0需要物理世界和數(shù)字世界的產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作,需要產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)集成,也需要價(jià)值鏈上的各產(chǎn)業(yè)角色建立起協(xié)作生態(tài)。這種多鏈條的協(xié)作與整合對(duì)數(shù)據(jù)端到端流動(dòng)和全生命周期管理提出了更高的要求。
邊緣計(jì)算可以作為聯(lián)接物理和數(shù)字世界的橋梁,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(chǔ)、應(yīng)用核心能力的分布式開(kāi)放平臺(tái),就近提供邊緣智能服務(wù),滿(mǎn)足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)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:支撐行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型更廣泛的場(chǎng)景
1. 聯(lián)接性
聯(lián)接性是邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)。所聯(lián)接的物理對(duì)象的多樣性及應(yīng)用場(chǎng)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)。
2. 數(shù)據(jù)***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***入口,擁有大量、實(shí)時(shí)、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(jià)值創(chuàng)造,將更好地支撐預(yù)測(cè)性維護(hù)、資產(chǎn)效率與管理等創(chuàng)新應(yīng)用;同時(shí),作為數(shù)據(jù)***入口,邊緣計(jì)算也面臨數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、確定性、多樣性等挑戰(zhàn)。
3. 約束性
邊緣計(jì)算產(chǎn)品需要適配工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)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(dòng)、抗電流/電壓波動(dòng)等。在工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景下,對(duì)邊緣計(jì)算設(shè)備的功耗、成本、空間也有較高的要求。邊緣計(jì)算產(chǎn)品需要考慮通過(guò)軟硬件集成與優(yōu)化,以適配各種條件約束,支撐行業(yè)數(shù)字化多樣性場(chǎng)景。
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(chǔ)、實(shí)現(xiàn)分布式資源的動(dòng)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
OT與ICT的融合是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。邊緣計(jì)算作為“OICT”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。
和云計(jì)算相比,云計(jì)算適用于非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)決策場(chǎng)景,而邊緣計(jì)算在實(shí)時(shí)性、短周期數(shù)據(jù)、本地執(zhí)行等場(chǎng)景方面有不可替代的作用。邊緣計(jì)算與云計(jì)算是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的兩大重要支撐,兩者在網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用、智能等方面的協(xié)同將有助于支撐行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型更廣泛的場(chǎng)景與更大的價(jià)值創(chuàng)造。
邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)化三部曲
識(shí)別關(guān)鍵需求與技術(shù),定義水平參考架構(gòu)與平臺(tái),定義面向特定行業(yè)的垂直參考架構(gòu)是邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三部曲,三者互相協(xié)同,循環(huán)演進(jìn):
1. 通過(guò)多行業(yè)場(chǎng)景,識(shí)別行業(yè)的關(guān)鍵需求和關(guān)鍵技術(shù)。
2. 基于跨行業(yè)的共性需求,定義邊緣計(jì)算跨行業(yè)的術(shù)語(yǔ)、水平參考架構(gòu)、視圖等。通過(guò)邊緣計(jì)算參考架構(gòu)牽引構(gòu)建開(kāi)放的邊緣計(jì)算軟硬件平臺(tái),支撐測(cè)試床和商業(yè)案例部署。
3. 基于面向行業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐并遵循行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,在水平參考架構(gòu)基礎(chǔ)上,構(gòu)建面向特定行業(yè)的垂直參考架構(gòu)。
邊緣計(jì)算的參考架構(gòu)設(shè)計(jì)理念
參考架構(gòu)基于模型驅(qū)動(dòng)的工程方法(Model-Driven Engineering MDE)進(jìn)行設(shè)計(jì)。基于模型可以將物理和數(shù)字世界的知識(shí)模型化,從而實(shí)現(xiàn):
1. 物理世界和數(shù)字世界的協(xié)作
對(duì)物理世界建立實(shí)時(shí)、系統(tǒng)的認(rèn)知模型。在數(shù)字世界預(yù)測(cè)物理世界的狀態(tài)、仿真物理世界的運(yùn)行、簡(jiǎn)化物理世界的重構(gòu),然后驅(qū)動(dòng)物理世界優(yōu)化運(yùn)行。能夠?qū)⑽锢硎澜绲娜芷跀?shù)據(jù)與商業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)建立協(xié)同,實(shí)現(xiàn)商業(yè)過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程的協(xié)作。
2. 跨產(chǎn)業(yè)的生態(tài)協(xié)作
基于模型化的方法,ICT和各垂直行業(yè)可以建立和復(fù)用本領(lǐng)域的知識(shí)模型體系。ICT行業(yè)通過(guò)水平化的邊緣計(jì)算領(lǐng)域模型和參考架構(gòu)屏蔽ICT技術(shù)復(fù)雜性,各垂直行業(yè)將行業(yè)Know-How進(jìn)行模型化封裝,實(shí)現(xiàn)ICT行業(yè)與垂直行業(yè)的有效協(xié)作。
3. 減少系統(tǒng)異構(gòu)性,簡(jiǎn)化跨平臺(tái)移植
系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間、服務(wù)與服務(wù)之間、新系統(tǒng)與舊系統(tǒng)之間等基于模型化的接口進(jìn)行交互,簡(jiǎn)化集成?;谀P停梢詫?shí)現(xiàn)軟件接口與開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、平臺(tái)、工具、協(xié)議等解耦,從而簡(jiǎn)化跨平臺(tái)的移植。
4. 有效支撐系統(tǒng)的全生命周期活動(dòng)
包括應(yīng)用開(kāi)發(fā)服務(wù)的全生命周期、部署運(yùn)營(yíng)服務(wù)的全生命周期、數(shù)據(jù)處理服務(wù)的全生命周期、安全服務(wù)的全生命周期等。
ICT行業(yè)在網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)等領(lǐng)域面臨著架構(gòu)極簡(jiǎn)、業(yè)務(wù)智能、降低CapEx和OpEx等挑戰(zhàn),正在通過(guò)虛擬化、SDN、模型驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)編排、微服務(wù)等技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。邊緣計(jì)算作為OT和ICT融合的產(chǎn)業(yè),其參考架構(gòu)設(shè)計(jì)需要借鑒這些新技術(shù)和新理念。同時(shí),邊緣計(jì)算與云計(jì)算存在協(xié)同與差異,面臨獨(dú)特挑戰(zhàn),需要獨(dú)特的創(chuàng)新技術(shù)。
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