邊緣計(jì)算

       邊緣計(jì)算處于物理實(shí)體和工業(yè)連接之間，或處于物理實(shí)體的頂端。而云端計(jì)算，仍然可以訪問邊緣計(jì)算的歷史數(shù)據(jù)。

主要用途

　　看似“生僻”的邊緣計(jì)算其實(shí)并不“邊緣”，而且意義重大。邊緣計(jì)算和云計(jì)算有些類似，都是處理大數(shù)據(jù)的計(jì)算運(yùn)行方式。但不同的是，這一次，數(shù)據(jù)不用再傳到遙遠(yuǎn)的云端，在邊緣側(cè)就能解決，更適合實(shí)時的數(shù)據(jù)分析和智能化處理，也更加高效而且安全。

　　如果說物聯(lián)網(wǎng)的核心是讓每個物體智能連接、運(yùn)行，那么邊緣計(jì)算就是通過數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)現(xiàn)物與物之間傳感、交互和控制。它是物聯(lián)網(wǎng)從概念到應(yīng)用的一把鑰匙，更是制造業(yè)從“笨拙”變得“智慧”的重要途徑。

　　工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司副司長安筱鵬在會上說，傳統(tǒng)制造業(yè)向智能化升級的過程中，特別需要通過邊緣計(jì)算技術(shù)，將車間里的生產(chǎn)設(shè)備智能連接，提高效率，創(chuàng)新模式。

　　當(dāng)前，全球數(shù)字化革命正引領(lǐng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革。物聯(lián)網(wǎng)也被普遍認(rèn)為是推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)變革和全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一次浪潮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年將有超過500億的終端與設(shè)備互聯(lián)。未來超過50%的數(shù)據(jù)需要在邊緣側(cè)分析、處理和儲存。邊緣計(jì)算應(yīng)用廣闊，機(jī)遇無限。

　　專家觀點(diǎn)

　　邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所所長于海斌指出：“中國在‘十三五"規(guī)劃中提出的兩化融合、中國制造2025等國家戰(zhàn)略，對ICT與OT的融合提出了迫切的需求，而邊緣計(jì)算是ICT與OT融合的支撐與使能技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展將進(jìn)入重要機(jī)遇期。工業(yè)自動化技術(shù)體系將從分層架構(gòu)、信息孤島向物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)演進(jìn)。而邊緣計(jì)算將是實(shí)現(xiàn)分布式自治控制工業(yè)自動化架構(gòu)的重要支撐。

　　邊緣計(jì)算的主要用途體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1、優(yōu)化數(shù)據(jù)處理：

　　邊緣計(jì)算通過在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭附近進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的即時處理和分析。

　　這種即時處理能力對于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場景（如自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等）至關(guān)重要。

　　2、減輕云端負(fù)擔(dān)：

　　邊緣計(jì)算可以處理大量原本需要上傳至云端的數(shù)據(jù)，從而減輕了云端的計(jì)算和存儲負(fù)擔(dān)。

　　這有助于降低云服務(wù)的成本，并提高整體系統(tǒng)的效率。

　　3、增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性：

　　在邊緣端處理數(shù)據(jù)可以減少數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，從而降低數(shù)據(jù)被竊取或篡改的風(fēng)險。

　　對于涉及敏感信息的應(yīng)用場景（如金融交易、個人隱私等），邊緣計(jì)算提供了更高的數(shù)據(jù)安全保障。

　　4、支持低延遲應(yīng)用：

　　邊緣計(jì)算的低延遲特性使其成為支持實(shí)時應(yīng)用（如在線游戲、視頻會議等）的理想選擇。

　　這些應(yīng)用需要快速的數(shù)據(jù)處理和響應(yīng)，以確保用戶體驗(yàn)的流暢性。

　　5、實(shí)現(xiàn)資源高效利用：

　　邊緣計(jì)算可以充分利用邊緣設(shè)備的計(jì)算資源，避免資源的閑置和浪費(fèi)。

　　這有助于提高整體系統(tǒng)的資源利用效率，并降低運(yùn)營成本。

　　綜上所述，邊緣計(jì)算的主要用途包括優(yōu)化數(shù)據(jù)處理、減輕云端負(fù)擔(dān)、增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性、支持低延遲應(yīng)用以及實(shí)現(xiàn)資源高效利用。這些用途使得邊緣計(jì)算在多個領(lǐng)域和場景中都具有廣泛的應(yīng)用價值。

從分布式開始

       邊緣計(jì)算并非是一個新鮮詞。作為一家內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN和云服務(wù)的提供商AKAMAI，早在2003年就與IBM合作“邊緣計(jì)算”。作為世界上最大的分布式計(jì)算服務(wù)商之一，當(dāng)時它承擔(dān)了全球15-30%的網(wǎng)絡(luò)流量。在其一份內(nèi)部研究項(xiàng)目中即提出“邊緣計(jì)算”的目的和解決問題，并通過AKAMAI與IBM在其WebSphere上提供基于邊緣Edge的服務(wù)。

       對物聯(lián)網(wǎng)而言，邊緣計(jì)算技術(shù)取得突破，意味著許多控制將通過本地設(shè)備實(shí)現(xiàn)而無需交由云端，處理過程將在本地邊緣計(jì)算層完成。這無疑將大大提升處理效率，減輕云端的負(fù)荷。由于更加靠近用戶，還可為用戶提供更快的響應(yīng)，將需求在邊緣端解決。

和云計(jì)算區(qū)別

       邊緣計(jì)算和云計(jì)算在多個方面存在顯著的區(qū)別，主要包括以下幾個方面：

數(shù)據(jù)處理位置

       云計(jì)算是將數(shù)據(jù)集中處理存儲在云端的數(shù)據(jù)中心，而邊緣計(jì)算則將數(shù)據(jù)處理放置在更接近數(shù)據(jù)來源的邊緣設(shè)備上。這意味著邊緣計(jì)算能夠更快地響應(yīng)和處理數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。

數(shù)據(jù)處理方式

       云計(jì)算是以大規(guī)模數(shù)據(jù)中心為核心，通過高效的計(jì)算和存儲設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而邊緣計(jì)算則通過在設(shè)備端的計(jì)算能力，對數(shù)據(jù)進(jìn)行本地處理，降低了數(shù)據(jù)傳輸和處理延遲。這種本地處理方式使得邊緣計(jì)算在實(shí)時性要求較高的應(yīng)用場景中具有優(yōu)勢。

應(yīng)用場景

       云計(jì)算主要適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲和處理，如企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、大型科研項(xiàng)目等。而邊緣計(jì)算主要適用于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場景，如智能家居、智能制造、物流配送等。這些場景需要實(shí)時響應(yīng)和快速處理數(shù)據(jù)，因此邊緣計(jì)算能夠提供更加高效的服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)通信模式

       云計(jì)算主要依賴互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而邊緣計(jì)算則通過本地網(wǎng)絡(luò)或無線傳輸技術(shù)，降低了數(shù)據(jù)傳輸時延。這使得邊緣計(jì)算在處理實(shí)時數(shù)據(jù)和需要快速響應(yīng)的應(yīng)用中更具優(yōu)勢。

安全性

       云計(jì)算數(shù)據(jù)存儲在云端數(shù)據(jù)中心，需要保證云端的安全性。而邊緣計(jì)算通過在設(shè)備端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，保護(hù)了數(shù)據(jù)隱私和安全性。因?yàn)閿?shù)據(jù)在傳輸過程中可能面臨被截獲或篡改的風(fēng)險，而在設(shè)備端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理可以減少這種風(fēng)險。

架構(gòu)模式和計(jì)算方式

       從架構(gòu)模式看，云計(jì)算實(shí)現(xiàn)了計(jì)算服務(wù)的集中化，通過虛擬化和網(wǎng)絡(luò)將所有的資源整合到巨大的資源池后再按需分發(fā)。而邊緣計(jì)算則采用分布式架構(gòu)，在邊緣節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)就近處理，減少了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源占用、降低了對云端的依賴性。從計(jì)算方式看，云計(jì)算完全在云端進(jìn)行，數(shù)據(jù)被傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理或提取；而邊緣計(jì)算可以發(fā)生在邊緣設(shè)備和云平臺之間的各個節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理及計(jì)算過程可直接在本地進(jìn)行。

       總的來說，邊緣計(jì)算和云計(jì)算在數(shù)據(jù)處理位置、方式、應(yīng)用場景、網(wǎng)絡(luò)通信模式、安全性和架構(gòu)模式等方面存在顯著的差異。這些差異使得它們在不同的應(yīng)用場景中具有不同的優(yōu)勢和適用性。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

       邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）中有廣泛的應(yīng)用，以下是一些主要的應(yīng)用場景：

智能交通系統(tǒng)

       在智能交通系統(tǒng)中，邊緣計(jì)算技術(shù)被用來實(shí)時處理和分析來自交 通信 號燈、路牌和攝像頭等設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以幫助推斷交通擁堵狀況并優(yōu)化信號控制，從而提高交通流量的管理和監(jiān)控效率。

工業(yè)自動化

       在工業(yè)生產(chǎn)過程中，許多傳感器和機(jī)器被用來監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)并采集實(shí)時數(shù)據(jù)。邊緣計(jì)算技術(shù)可以將數(shù)據(jù)處理推向設(shè)備邊緣，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時的決策和反應(yīng)。例如，在生產(chǎn)線上，邊緣計(jì)算設(shè)備可以分析實(shí)時數(shù)據(jù)，檢測設(shè)備故障并發(fā)送警報(bào)，以及優(yōu)化設(shè)備調(diào)度，提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)。

智能家居

       邊緣計(jì)算技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用案例豐富多樣。智能音箱、智能照明、智能安防等設(shè)備可以通過邊緣計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時響應(yīng)和智能控制。例如，智能音箱可以通過邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)時處理語音指令，并與其他智能設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。

智能城市

       邊緣計(jì)算有助于實(shí)現(xiàn)智能城市，通過將處理和數(shù)據(jù)存儲移動到設(shè)備邊緣，可以更快地收集和分析城市數(shù)據(jù)，從而更好地管理城市資源和提高城市效率。例如，在智能環(huán)保領(lǐng)域，邊緣計(jì)算可以幫助實(shí)現(xiàn)更高效和準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)和環(huán)保監(jiān)測，通過收集和分析環(huán)境數(shù)據(jù)來更好地管理資源。

醫(yī)療保健

       邊緣計(jì)算技術(shù)在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注。通過將處理和數(shù)據(jù)存儲移動到設(shè)備邊緣，可以更快地收集和分析醫(yī)療數(shù)據(jù)，從而更快速地實(shí)現(xiàn)診斷和治療。這有助于更好地管理患者病情和提高治療效果。

視頻監(jiān)控

       邊緣計(jì)算可以幫助實(shí)現(xiàn)更高效和準(zhǔn)確的視頻監(jiān)控。通過將處理和分析移動到設(shè)備邊緣，可以更快地檢測到事件和目標(biāo)，從而更早地發(fā)出警報(bào)。這對于安全監(jiān)控和事件響應(yīng)具有重要意義。

物流和運(yùn)輸

       在物流和運(yùn)輸領(lǐng)域，邊緣計(jì)算可以幫助實(shí)現(xiàn)更高效和準(zhǔn)確的物流和運(yùn)輸管理。通過將處理和數(shù)據(jù)存儲移動到設(shè)備邊緣，可以更快地收集和分析運(yùn)輸數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化物流路徑和運(yùn)輸效率。

       此外，邊緣計(jì)算還可以降低能源消耗，特別是在處理大量分散的設(shè)備或物體時。同時，它還可以延伸網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍并增強(qiáng)安全性，因?yàn)閿?shù)據(jù)只在本地進(jìn)行處理，減少了數(shù)據(jù)傳輸過程中的泄露風(fēng)險。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。邊緣計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的實(shí)時處理和分析，滿足大規(guī)模多樣化數(shù)據(jù)分析的需求。

       總之，邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和優(yōu)勢，可以幫助提高數(shù)據(jù)處理速度、降低延遲、增強(qiáng)安全性并優(yōu)化資源管理。

發(fā)展前景

       邊緣計(jì)算的發(fā)展前景十分廣闊，以下是一些可能的發(fā)展趨勢和前景：

市場規(guī)模迅速增長

       隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的快速發(fā)展，邊緣計(jì)算市場規(guī)模正迅速增長。預(yù)計(jì)未來幾年，邊緣計(jì)算市場將持續(xù)保持高速增長，特別是在智能制造、智慧城市、自動駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。

實(shí)時性和低延遲性需求增加

       邊緣計(jì)算將數(shù)據(jù)處理和分析推向設(shè)備邊緣，能夠?qū)崿F(xiàn)更快的響應(yīng)速度和更低的延遲。因此，對于需要實(shí)時響應(yīng)和低延遲的應(yīng)用場景，如智能制造、自動駕駛等，邊緣計(jì)算具有顯著優(yōu)勢。未來，這些領(lǐng)域?qū)吘売?jì)算的需求將進(jìn)一步增加。

與云計(jì)算協(xié)同發(fā)展

       邊緣計(jì)算和云計(jì)算并不是相互替代的，而是協(xié)同發(fā)展的關(guān)系。云計(jì)算提供大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算能力，而邊緣計(jì)算則提供實(shí)時性和低延遲性。未來，邊緣計(jì)算和云計(jì)算將更加緊密地結(jié)合，共同推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。

安全性需求提升

       隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)安全問題日益凸顯。邊緣計(jì)算通過將數(shù)據(jù)處理和分析推向設(shè)備邊緣，可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的泄露風(fēng)險。因此，未來邊緣計(jì)算在安全性方面的需求將進(jìn)一步提升，包括數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證、訪問控制等方面的技術(shù)將不斷得到加強(qiáng)。

技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展

       隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用場景的拓展，邊緣計(jì)算將不斷涌現(xiàn)新的應(yīng)用場景和技術(shù)創(chuàng)新。例如，在人工智能領(lǐng)域，邊緣計(jì)算可以與人工智能技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更快速、更智能的數(shù)據(jù)處理和分析。在智能制造領(lǐng)域，邊緣計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測和預(yù)測性維護(hù)等。

產(chǎn)業(yè)合作和生態(tài)構(gòu)建

       邊緣計(jì)算涉及多個產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域，需要各方共同合作和構(gòu)建生態(tài)。未來，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步加強(qiáng)合作和協(xié)同，形成更加完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。同時，隨著邊緣計(jì)算技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用場景的拓展，將吸引更多的企業(yè)和資本進(jìn)入該領(lǐng)域，推動產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

       總之，邊緣計(jì)算作為一種新型的計(jì)算范式，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。未來隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用場景的拓展，邊緣計(jì)算將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。

架構(gòu)

       在中國，邊緣計(jì)算聯(lián)盟ECC正在努力推動三種技術(shù)的融合，也就是OICT的融合（運(yùn)營Operational、信息Information、通訊Communication Technology）。而其計(jì)算對象，則主要定義了四個領(lǐng)域，第一個是設(shè)備域的問題， [1]出現(xiàn)的純粹的IoT設(shè)備，跟自動化的I/O采集相比較而言，有不同但也有重疊部分。那些可以直接用于在頂層優(yōu)化，而并不參與控制本身的數(shù)據(jù)，是可以直接放在邊緣側(cè)完成處理；第二個是網(wǎng)絡(luò)域。在傳輸層面，直接的末端IoT數(shù)據(jù)、與來自自動化產(chǎn)線的數(shù)據(jù)，其傳輸方式、機(jī)制、協(xié)議都會有不同，因此，這里要解決傳輸?shù)臄?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)問題，當(dāng)然，在OPC UA架構(gòu)下可以直接的訪問底層自動化數(shù)據(jù)，但是，對于Web數(shù)據(jù)的交互而言，這里會存在IT與OT之間的協(xié)調(diào)問題，盡管有一些領(lǐng)先的自動化企業(yè)已經(jīng)提供了針對Web方式數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)制，但是，大部分現(xiàn)場的數(shù)據(jù)仍然存在這些問題。第三是數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)傳輸后的數(shù)據(jù)存儲、格式等這些數(shù)據(jù)域需要解決的問題，也包括數(shù)據(jù)的查詢與數(shù)據(jù)交互的機(jī)制和策略問題都是在這個領(lǐng)域里需要考慮的問題。

       最后一個，也是最難的應(yīng)用域，這個可能是最為難以解決的問題，針對這一領(lǐng)域的應(yīng)用模型尚未有較多的實(shí)際應(yīng)用。

       邊緣計(jì)算聯(lián)盟ECC對于邊緣計(jì)算的參考架構(gòu)的定義，包含了設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)與應(yīng)用四域，平臺提供者主要提供在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（包括總線）、計(jì)算能力、數(shù)據(jù)存儲與應(yīng)用方面的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。

       而從產(chǎn)業(yè)價值鏈整合角度而言，ECC提出了CROSS，即在敏捷聯(lián)接（Connection）的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時業(yè)務(wù)（Real-time）、數(shù)據(jù)優(yōu)化（Data Optimization）、應(yīng)用智能（Smart）、安全與隱私保護(hù)（Security），為用戶在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)帶來價值和機(jī)會，也就是聯(lián)盟成員要關(guān)注的重點(diǎn)。

產(chǎn)業(yè)

       邊緣計(jì)算是在高帶寬、時間敏感型、物聯(lián)網(wǎng)集成這個背景下發(fā)展起來的技術(shù)，“Edge”這個概念的確較早為包括ABB、B&R、Schneider、KUKA這類自動化/機(jī)器人廠商所提及，其本意是涵蓋那些“貼近用戶與數(shù)據(jù)源的IT資源”。這是屬于從傳統(tǒng)自動化廠商向IT廠商延伸的一種設(shè)計(jì)，2016年4月5日Schneider已經(jīng)號稱可以為邊緣計(jì)算定義了物理基礎(chǔ)設(shè)施——盡管，主打的還是其“微數(shù)據(jù)中心”的概念。而其它自動化廠商提及計(jì)算，都是表現(xiàn)出與IT融合的一種趨勢，并且同時具有邊緣與泛在的概念在其中。

       IT與OT事實(shí)上也是在相互滲透的，自動化廠商都已經(jīng)開始在延伸其產(chǎn)品中的IT能力，包括Bosch、SIEMENS、GE這些大的廠商在信息化、數(shù)字化軟件平臺方面，也包括了像貝加萊、羅克韋爾等都在提供基礎(chǔ)的IoT集成、Web技術(shù)的融合方面的產(chǎn)品與技術(shù)。事實(shí)上IT技術(shù)也開始在其產(chǎn)品中集成總線接口、HMI功能的產(chǎn)品，以及工業(yè)現(xiàn)場傳輸設(shè)備網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)等產(chǎn)品。

       IoT被視為未來快速成長的一個領(lǐng)域，包括最前沿的已經(jīng)出現(xiàn)了各種基于Internet的技術(shù)，高通已經(jīng)提出了Internet of Everything—可以稱為IoX。因此新一個產(chǎn)業(yè)格局呼之欲出，邊緣計(jì)算聯(lián)盟ECC的邊界定義而言，華為其主旨在提供計(jì)算平臺，包括基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)、云、邊緣服務(wù)器、傳輸設(shè)備與接口標(biāo)準(zhǔn)等，而Intel、ARM則提供為邊緣計(jì)算的芯片與處理能力保障，信通院則扮演傳輸協(xié)議與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的集成，而沈陽自動化所、軟通動力則扮演實(shí)際應(yīng)用的角色。

       但是，邊緣計(jì)算/霧計(jì)算要落地，尤其是在工業(yè)中，“應(yīng)用”才是最為核心的問題，所謂的IT與OT的融合，更強(qiáng)調(diào)在OT側(cè)的應(yīng)用，即運(yùn)營的系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

       邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一，以下是對該產(chǎn)業(yè)的詳細(xì)分析：

一、邊緣計(jì)算的定義與特點(diǎn)

       定義：邊緣計(jì)算是一種新的計(jì)算架構(gòu)，它將計(jì)算資源移動到靠近終端用戶的邊緣設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)更快、更可靠、更安全的數(shù)據(jù)傳輸和處理。邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將其定義為：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、應(yīng)用核心能力的開放平臺，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實(shí)時業(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。

       特點(diǎn)：

       低時延：邊緣計(jì)算將計(jì)算能力下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和時間，從而降低了時延。

       高效性：通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，邊緣計(jì)算提高了數(shù)據(jù)處理的效率和響應(yīng)速度。

       安全性：邊緣計(jì)算可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全風(fēng)險，保護(hù)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。

二、邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

       市場增長：根據(jù)中國信通院發(fā)布的《邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告（2024年）》，中國的邊緣計(jì)算市場處于穩(wěn)步增長階段，自2020年以來，邊緣計(jì)算市場快速擴(kuò)張，多年年均增長率超過40%。

       政策支持：近年來，我國邊緣計(jì)算相關(guān)政策陸續(xù)出臺，如《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》和《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計(jì)劃》等，為邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。

       應(yīng)用場景：邊緣計(jì)算已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、智能制造、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等。

三、邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)

       硬件技術(shù)：包括邊緣服務(wù)器、智能傳感器等，這些硬件設(shè)備為邊緣計(jì)算提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲能力。

       軟件技術(shù)：包括邊緣操作系統(tǒng)、邊緣數(shù)據(jù)庫、邊緣AI等，這些軟件技術(shù)使得邊緣設(shè)備能夠高效地運(yùn)行各種應(yīng)用程序和算法。

       網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展為邊緣計(jì)算提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持，使得邊緣設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。

四、邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的未來展望

       技術(shù)融合：隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)的不斷發(fā)展和融合，邊緣計(jì)算將實(shí)現(xiàn)更加智能化、高效化和安全化的數(shù)據(jù)處理和分析。

       應(yīng)用場景拓展：未來，邊緣計(jì)算將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如智慧城市、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)等，為人們的生產(chǎn)和生活帶來更多便利。

       產(chǎn)業(yè)協(xié)作深化：邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)云服務(wù)商、運(yùn)營商、設(shè)備廠商、軟件及解決方案廠商等之間的協(xié)作與融合，共同推動邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。

       綜上所述，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)是一個充滿活力和潛力的領(lǐng)域，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，邊緣計(jì)算將在未來發(fā)揮更加重要的作用。

計(jì)算的本質(zhì)

       自動化事實(shí)上是一個以“控制”為核心。控制是基于“信號”的，而“計(jì)算”則是基于數(shù)據(jù)進(jìn)行的，更多意義是指“策略”、“規(guī)劃”，因此，它更多聚焦于在“調(diào)度、優(yōu)化、路徑”。就像對全國的高鐵進(jìn)行調(diào)度的系統(tǒng)一樣，每增加一個車次減少都會引發(fā)調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)整，它是基于時間和節(jié)點(diǎn)的運(yùn)籌與規(guī)劃問題。邊緣計(jì)算在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用更多是這類“計(jì)算”。

       簡單地說，傳統(tǒng)自動控制基于信號的控制，而邊緣計(jì)算則可以理解為“基于信息的控制”。

       值得注意的是，邊緣計(jì)算、霧計(jì)算雖然說的是低延時，但是其50mS、100mS這種周期對于高精度機(jī)床、機(jī)器人、高速圖文印刷系統(tǒng)的100μS這樣的“控制任務(wù)”而言，仍然是非常大的延遲的，邊緣計(jì)算所謂的“實(shí)時”，從自動化行業(yè)的視角來看——很不幸，依然被歸在“非實(shí)時”的應(yīng)用里的。

邊緣計(jì)算盒子

       邊緣計(jì)算盒子（Edge Computing Box）是一種集成了邊緣計(jì)算功能的硬件設(shè)備，它通常包括計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和安全等功能，旨在將數(shù)據(jù)處理和分析的能力推至離數(shù)據(jù)源最近的邊緣位置，提供高效的數(shù)據(jù)處理和實(shí)時響應(yīng)。以下是對邊緣計(jì)算盒子的詳細(xì)解析：

一、定義與功能

       定義：邊緣計(jì)算盒子是一種小型計(jì)算機(jī)設(shè)備，可以放置在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器或其他邊緣設(shè)備附近，用于處理和計(jì)算這些設(shè)備生成的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果傳輸?shù)皆贫嘶蚱渌胤健?/p>

       功能：它支持實(shí)時數(shù)據(jù)分析、本地存儲、數(shù)據(jù)加密和隱私保護(hù)等，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器在邊緣計(jì)算中的需求。

二、技術(shù)特點(diǎn)

       計(jì)算能力：邊緣計(jì)算盒子的核心能力在于計(jì)算，通常配備高效的處理器（如CPU、GPU）和存儲功能，以支持復(fù)雜的算法和應(yīng)用程序。高性能的處理器可以支持更復(fù)雜的應(yīng)用場景和更多的并發(fā)連接。

       數(shù)據(jù)處理：具備實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力，可以在數(shù)據(jù)產(chǎn)生后立即進(jìn)行快速處理和分析，支持?jǐn)?shù)據(jù)過濾、壓縮和加密等操作，以保護(hù)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。

       網(wǎng)絡(luò)性能：需要與云端進(jìn)行通信，因此無線通信模塊的速率、頻段、天線數(shù)量以及有線通信接口的速度和類型都是關(guān)鍵參數(shù)。

       安全性：采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，如防火墻、VPN、DDoS防護(hù)等功能，以及加密算法和認(rèn)證機(jī)制來保護(hù)數(shù)據(jù)安全。

       擴(kuò)展性與兼容性：支持多路IO、外設(shè)接入等功能，以及固件升級和遠(yuǎn)程管理，便于根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行功能擴(kuò)展。

       能效比：關(guān)注產(chǎn)品的功耗水平和散熱設(shè)計(jì)，以確保在保證性能的同時實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

三、應(yīng)用場景

       邊緣計(jì)算盒子適用于多種場景，如智慧工地、智慧工廠、智慧園區(qū)和智慧城管等：

       智慧工地：處理實(shí)時監(jiān)控視頻流，進(jìn)行人員和車輛識別、安全事件檢測等。

       智慧工廠：監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備、故障檢測和預(yù)測維護(hù)，以及生產(chǎn)線識別和品質(zhì)檢測與控制。

       智慧園區(qū)：智能停車管理、外來人員管理和煙火識別等。

       智慧城管：市容市貌管理、垃圾管理、占道經(jīng)營和設(shè)施監(jiān)控等。

四、選型考慮因素

       在選購邊緣計(jì)算盒子時，需要綜合考慮多個參數(shù)：

       計(jì)算能力：關(guān)注處理器的性能，如CPU、GPU等。

       存儲空間：內(nèi)存大小（RAM）和存儲容量（ROM）需滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

       網(wǎng)絡(luò)性能：無線通信模塊的速率、頻段、天線數(shù)量以及有線通信接口的速度和類型。

       安全性能：是否具備防火墻、VPN、DDoS防護(hù)等功能，以及加密算法和認(rèn)證機(jī)制。

       操作系統(tǒng)與軟件：支持的操作系統(tǒng)版本以及預(yù)裝的軟件和服務(wù)。

       擴(kuò)展性與兼容性：是否支持多路IO、外設(shè)接入等功能，以及固件升級和遠(yuǎn)程管理。

       能效比：功耗水平和散熱設(shè)計(jì)。

       綜上所述，邊緣計(jì)算盒子是一種功能強(qiáng)大、靈活可配的智能設(shè)備，能夠顯著提升數(shù)據(jù)處理速度和實(shí)時響應(yīng)能力，在各種需要快速響應(yīng)和數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用場景中發(fā)揮重要作用。

邊緣計(jì)算軟件

       邊緣計(jì)算軟件是針對邊緣計(jì)算場景設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序和工具集合，它們旨在幫助開發(fā)者和管理員高效地在邊緣設(shè)備上部署、管理和優(yōu)化計(jì)算任務(wù)。以下是對邊緣計(jì)算軟件的一些詳細(xì)解析：

一、邊緣計(jì)算軟件的定義與特點(diǎn)

       邊緣計(jì)算軟件是指在邊緣計(jì)算環(huán)境中運(yùn)行的應(yīng)用程序和開發(fā)工具，它們具有以下特點(diǎn)：

       1、實(shí)時性：邊緣計(jì)算軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、處理和分析，以滿足對時延要求高的應(yīng)用需求。

       2、低延遲：通過將數(shù)據(jù)處理和計(jì)算任務(wù)放在邊緣設(shè)備上執(zhí)行，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说难舆t。

       3、高效性：針對邊緣設(shè)備的計(jì)算能力和存儲資源進(jìn)行了優(yōu)化，以提高運(yùn)行效率。

       4、安全性：支持?jǐn)?shù)據(jù)加密、訪問控制等安全措施，保護(hù)數(shù)據(jù)在傳輸和處理過程中的安全性。

二、邊緣計(jì)算軟件的主要功能

       邊緣計(jì)算軟件通常具備以下主要功能：

       1、數(shù)據(jù)采集：從各種傳感器、設(shè)備等數(shù)據(jù)源采集原始數(shù)據(jù)。

       2、數(shù)據(jù)處理：對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、分析、挖掘等操作，提取有價值的信息。

       3、決策支持：基于處理后的數(shù)據(jù)，為邊緣設(shè)備提供決策支持，如控制指令、預(yù)警信息等。

       4、通信與協(xié)同：支持邊緣設(shè)備與云端、其他邊緣設(shè)備之間的通信和協(xié)同工作。

三、邊緣計(jì)算軟件的應(yīng)用場景

       邊緣計(jì)算軟件廣泛應(yīng)用于以下場景：

       1、智能制造：用于設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和分析，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

       2、智能交通：實(shí)現(xiàn)交通信息的實(shí)時感知和共享，優(yōu)化交通調(diào)度，緩解城市交通擁堵問題。

       3、智慧城市：應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、公共安全、城市管理等領(lǐng)域，提升城市管理水平。

       4、智能醫(yī)療：實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測和遠(yuǎn)程診療，提高醫(yī)療效率和治療效果。

       5、智能農(nóng)業(yè)：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時監(jiān)測和智能控制，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

四、邊緣計(jì)算軟件的案例分析

       以下是一些邊緣計(jì)算軟件的案例分析：

       1、騰訊云物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算平臺（IECP）：能夠快速地將騰訊云存儲、大數(shù)據(jù)、人工智能等云端計(jì)算能力擴(kuò)展至距離IoT設(shè)備數(shù)據(jù)源頭最近的邊緣節(jié)點(diǎn)，提供低延時、靈活、安全、便捷的邊緣計(jì)算服務(wù)。

       2、阿里云物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算：為企事業(yè)單位的邊緣端業(yè)務(wù)或IT管理部門提供物聯(lián)網(wǎng)信息一體化解決方案，結(jié)合阿里云的大數(shù)據(jù)、AI學(xué)習(xí)等能力，打造出云邊端三位一體的計(jì)算體系。

       3、百度智能邊緣BIE：由智能邊緣本地運(yùn)行包和智能邊緣云端管理套件組成，實(shí)現(xiàn)“訓(xùn)練、管理、配置在云端，采集、轉(zhuǎn)發(fā)、計(jì)算、推斷在本地”的效果。

五、邊緣計(jì)算軟件的未來發(fā)展趨勢

       隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的不斷發(fā)展，邊緣計(jì)算軟件將迎來更廣闊的發(fā)展空間。未來，邊緣計(jì)算軟件將更加注重實(shí)時性、安全性、可擴(kuò)展性和智能化等方面的提升，以滿足更多復(fù)雜場景下的應(yīng)用需求。同時，隨著邊緣設(shè)備與云端的深度融合，邊緣計(jì)算軟件將更加注重云邊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)更加高效、智能的計(jì)算模式。

       綜上所述，邊緣計(jì)算軟件是邊緣計(jì)算技術(shù)的重要組成部分，它們在提高實(shí)時性、降低延遲、增強(qiáng)安全性等方面發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷擴(kuò)展，邊緣計(jì)算軟件將在未來發(fā)揮更加重要的作用。

和算力區(qū)別

       邊緣計(jì)算和算力是兩個不同的概念，它們在計(jì)算領(lǐng)域中有著不同的含義和應(yīng)用。以下是關(guān)于邊緣計(jì)算和算力區(qū)別的詳細(xì)解釋：

邊緣計(jì)算

       1、定義：邊緣計(jì)算是一種分布式計(jì)算模型，其核心思想是將數(shù)據(jù)處理和計(jì)算資源放置在接近數(shù)據(jù)產(chǎn)生源頭的邊緣設(shè)備、傳感器或用戶設(shè)備上，以提供更快速、實(shí)時的計(jì)算和數(shù)據(jù)分析能力。

       2、特點(diǎn)：

       低延遲：通過將計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力部署在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，邊緣計(jì)算能夠大幅降低延遲，優(yōu)化帶寬使用，增強(qiáng)數(shù)據(jù)隱私和提高系統(tǒng)的實(shí)時響應(yīng)能力。

       高效性：邊緣計(jì)算使得數(shù)據(jù)無需長途傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理，從而減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和帶寬消耗，提高了數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用的效率。

       安全性：邊緣計(jì)算有助于保護(hù)數(shù)據(jù)隱私和安全，因?yàn)槊舾袛?shù)據(jù)在邊緣設(shè)備上進(jìn)行處理，而不是在云端進(jìn)行集中處理。

       3、應(yīng)用場景：邊緣計(jì)算通常用于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用，如智能家居、智能交通、工業(yè)自動化等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)處理的實(shí)時性和安全性有較高要求。

算力

       1、定義：算力是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的能力，它量化了數(shù)據(jù)處理的速度和效率。算力涵蓋了硬件（如CPU、GPU、TPU等處理器）、軟件算法以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等多個層面的綜合性能。

       2、特點(diǎn)：

       可衡量性：算力通常以計(jì)算速度、處理器性能、存儲容量和并行處理能力等指標(biāo)來衡量。

       可提升性：算力的提升可以通過硬件升級、優(yōu)化算法和并行計(jì)算等方式實(shí)現(xiàn)。算力的增加可以帶來更高的計(jì)算效率和處理能力，使得計(jì)算任務(wù)可以更快地完成或處理更大規(guī)模的數(shù)據(jù)。

       3、應(yīng)用場景：算力在各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，包括但不限于人工智能、大數(shù)據(jù)分析、科學(xué)計(jì)算、高性能計(jì)算等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，算力已成為衡量一個國家或企業(yè)科技競爭力的重要指標(biāo)。

邊緣計(jì)算和算力的區(qū)別

       1、關(guān)注點(diǎn)不同：邊緣計(jì)算主要關(guān)注計(jì)算資源和數(shù)據(jù)處理能力的部署位置，即靠近數(shù)據(jù)源頭或用戶設(shè)備；而算力主要關(guān)注計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的能力，即處理速度、效率和規(guī)模。

       2、應(yīng)用場景差異：邊緣計(jì)算更適用于需要低延遲、高實(shí)時性和數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的場景，如物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；而算力則更廣泛應(yīng)用于需要大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和高性能計(jì)算的領(lǐng)域，如人工智能、大數(shù)據(jù)分析等。

       3、提升方式不同：邊緣計(jì)算的提升主要通過優(yōu)化部署位置和計(jì)算資源分配來實(shí)現(xiàn)；而算力的提升則主要依賴于硬件升級、算法優(yōu)化和并行計(jì)算等技術(shù)手段。

       綜上所述，邊緣計(jì)算和算力在計(jì)算領(lǐng)域中各自扮演著不同的角色，具有各自獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用場景。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體需求選擇合適的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)高效、安全的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。