智能工厂规划中边缘计算平台选型及实践- 大数跨境

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智能工厂规划中边缘计算平台选型及实践

Penguin Solutions

2024-08-16

导读：在智能工厂体系中，边缘计算系统的规划是一个相当重要的部分。

随着大量智能化终端设备的接入，工业智能化场景的逐渐增多，工业现场每天都会产生大量的工业大数据，对计算、存储和处理的要求是越来越高，尤其是大量的工业自动化控制场景对低延时的数据计算和处理要求极高，而靠近数据源就近处理就成为一种必然选择。

在对灯塔工厂、智能制造标杆工厂参观交流中，我们也看到边缘计算平台在各种工业智能化场景的广泛应用，比如机器视觉检测、预测性维护、虚拟增强现实等，边缘计算平台已经成为解决数据处理和实时响应问题的有效手段。在智能化工业时代，边缘计算的应用潜力和价值已经凸显。

工业边缘计算平台选型建议

随着工厂智能化改造的深入，边缘计算作为车间现场或偏远节点提供运算的平台，重要性正日益凸显。在智能工厂体系中，边缘计算系统的规划是一个相当重要的部分。在实施之前，企业应该规划出一个完整的对边缘计算平台的期望。

从部署位置看，边缘计算是在靠近物或数据源头的一侧，就近提供最近端服务，应用程序在边缘端发起，产生更快的服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。在整个工厂体系架构中，边缘计算又处于物理实体和工业连接之间，需要实现与云端的数据对接和交互。

因此，对于边缘计算平台的选型，我们不能定位它是一个硬件产品，而应该是包括一系列硬件、软件以及广泛的协议连接和网络选项，必须具有良好的兼容性和可扩展性，并提供便利的交付、开发和部署。就此，我们为工业企业边缘计算平台选型提出四点建议：

首先，

工业边缘计算平台硬件必须高度可靠。无论是在工厂车间还是在偏远的地区，边缘计算平台所处的环境都十分苛刻，产品必须具备抗震、防尘、防潮甚至防破坏等功能，最好能提供冗余容错能力，保证即便是硬件故障，也能在不需人员介入的条件下实现自恢复，不对业务连续性带来影响。

其次，

软件使所选的硬件能够执行其预期的控制和计算功能。这包括预处理数据、聚合数据、存储数据，以及将信息转发到其它系统，通常是更高级别的现场或基于云的资源。除了基于浏览器或移动显示器和仪表板外，还需要软件通过HMI和SCADA图形来支持本地和远程可视化。

第三，

支撑常见的OT协议包括EtherNet/IP、Profinet和Modbus TCP以及许多其它选项，包括仍在使用的经典的串行通信。IT协议包括OPC UA和消息队列遥测传输（MQTT）。边缘设备必须精通OT和IT协议，并在两者之间无缝提供数据交换。

第四，

就是网络和系统安全问题。传统的工业设备几乎没有安全措施。相比之下，现代设备必须包括最新的网络安全技术，并且易于维护和更新补丁。边缘设备管理应该很少需要管理员的介入。

ztC Edge，在边缘计算实践中证明价值

如果边缘计算平台具备以上全部能力，包括可靠的硬件架构、支撑主流工业自动化软件部署、广泛地支持各种IT、OT协议互通，具备极高的网络安全性。同时在业界已经有着广泛地实践应用，我认为这就是一款理想的边缘计算产品，能极大地简化边缘计算系统的实施和运维过程，保障系统上线后的运行效果。

Stratus ztC Edge就是这样的一款产品，它安全、坚固，而且高度自动化，能在企业网络边缘的远程、人员不足的位置快速高效地交付可靠的关键业务应用程序。

在硬件设计上，ztC Edge边缘计算平台专为工业场所常见的恶劣条件而设计，已通过UL Class I Div 2认证和IP40评级，可部署在控制室或机器的控制面板中，甚至车间的任何地方，更靠近生成数据的设备。ztC Edge比标准服务器或工作站更耐用，为客户提供更高的可靠性和部署灵活性。

在部署模式上，当作为冗余对部署时，一旦发生故障时，运行在某一平台上的虚拟机将在另一个平台上自动重启(高可用性模式)或恢复(容错模式)。而无需任何操作人员干预，甚至可以跨物理距离部署平台，以实现本地站点的自动化恢复。

在软件能力上，ztC Edge附带自己的操作环境，包含支持Windows和Linux来宾操作系统的虚拟化主机，以及OVF文件和OVA镜像，包括第三方模板，通过直观的管理控制台，本地和远程员工均可轻松设置、配置、导入和管理虚拟机。在工业软件部署上，ztC Edge能够在30分钟内完成SCADA/HMI系统的安装部署。

在连接功能上，ztC Edge支持通用的OT和IT协议，易于集成到现有的工业自动化环境中，客户可以利用OPC UA属性或REST API在大多数第三方系统管理工具和仪表板中显示相关的系统数据，自带工具ztC Edge Console，使管理员可以远程访问系统，设置阈值和警报，检查更新，备份和恢复系统设置和首选项，并轻松管理虚拟机。

在网络安全上，ztC Edge基于主机的防火墙、受限制的USB端口、基于角色的访问控制与Active Directory集成、安全通信协议以及安全可信的启动，所有这些均可协同工作，以最大程度地降低安全风险。

作为一款真正做到“高可用、零故障、易运维”的工业边缘计算平台，ztC Edge在很多行业得到了广泛应用。比如在新余钢铁，通过将海得控制的工业自动化系统部署到ztC Edge上，实现MES向下与自动化设备对接，向上与ERP对接，并及时获取生产的计划和变动信息。借助ztC Edge实现生产数据自动采集，减少生产过程中人为干预，真正做到了数据的实时更新，流转有序，降低生产过程的工作压力和强度，实现全流程的无纸化、自动化、智能化。

可以预见，随着智能工厂改造升级的深入，ztC Edge作为一款零接触、安全和高度自动化的工业边缘计算平台，将逐渐替代传统服务器在工业自动化中的应用，实现传统制造向智能制造的跨越转变。

Stratus 容错技术

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