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边缘计算助力行业数字化转型

2017年2月20日 17:33  CCTIME飞象网  

飞象网讯 “2017工业互联网峰会”于2017年2月20日-21日在北京国际会议中心举办。飞象网作为直播媒体将对会议做全程报道。直播内容:

边缘计算产业联盟需求与总体组组长 史扬

史扬:大家好,非常荣幸,感谢工业互联网产业联盟给我们提供这样一个展示边缘计算产业联盟的这样的平台,由我来代表我们的联盟给大家分享我们对整个边缘计算和我们对行业数字化的一些洞见和思考。

大家已经能够深刻感受到,我们现在是软件定义一切的时代,从大众所有熟知的消费电子到相对比较专业人士所熟悉的网络,比如SDN/NFV,软件正在席卷一切,我们可以看到整个ICT基础设施由过去的相对来说比较封闭正在走向开放标准化。在整个基础设施里面我们可以看到它的三个支柱,网络、计算、存储,正在发生一个指数性的能力的增长。我是做网络做了很多年,可以看到过去35年整个网络这样一个带宽能力增长1万倍,不光是指数性能力的增长,我们还要注意到一个事情是整个经济成本性指数性的提升。整个从平台到基础设施这样一个在技术可行性、经济可行性这样一个飞速的发展,让我们有机会拥抱软件定义一切的时代。软件定义一切的时代不光是刚才说的两大场景,大家都知道,行业数字化在一定意义上就是用拥抱软件定义一切的时代。

这个时代已经在发生,我们可以看到软件定义一切无处不在,从连接,大家知道过去工业上可能总线有四十多种,后来开始出现很多种的工业以太技术,现在产业最新的热点是基于SDN和TSN低时延网络去建设一张网。我们也看到特别是在制造业整个PLC是控制的核心,过去是核心的系统,现在也开始用一些更高级的编程语言,用通用计算的模式在做。好处是快速融合到新的技术,加快技术迭代。现在这两年最火的可能就是AI,很多年前,其实我也是学自动化出身的,那时候我们还在讲专家系统模式识别,现在最火的是机器学习。过去的产品竞争是一个比拼性能、比拼产品系列全的问题,现在我们看到产品即服务,大家从单纯的产品走向更广泛的从产品到服务全维度的竞争。我们面对各种垂直行业的行业应用多样性的场景,我们一方面要垂直思考,纵向去思考,很重要一点,我们要去水平地思考,理解这个产业变化背后的根基、动因和哪些东西是共性的东西,这里面寻找规律性的东西,可以帮助我们更好的促进一个产业更好更快的数字化转型、更好地健康发展。我们认为首先一点是,工业有它自己先天的属性,不像我们消费电子,你的手机可能不喜欢就换一个,很简单的事情。工业可能他的装备生命周期是在二三十年,但是它需要新的智能,不可能把过去那些投资很多钱的全部废弃掉重新搞一套新的系统,现在业界统一的做法是再外挂一个系统,解决互联,解决新的智能,这样实际上是最符合客户投资有效性的模式。

同时我们还要看到一个问题,未来已经在发生了,没有一个人会质疑一个事情,就是我们正在走向一个人类社会万能智能的时代,在这个智能化时代,很多产业发生了剧变,大家都知道机器人产业这几年在爆发式增长,很多工厂未来要走向无人化,汽车也在走无人驾驶,包括在能源行业,可以看到过去的电力行业是集中式控制模式,现在是分布式控制模式。这里面隐含了我们归纳为数字化的三个核心特征,第一个是装备智能化,第二是流程数字化,通过流程数字化可以满足比如像制造业的个性化定制等新的需求,还可以解决这样一个知识数字化,把人过去的知识通过数字建模的模式把它标准化,包括IEC,包括中国的智能制造2025都在推动。在这样一个新的数字化的时代可能需要一个新的全新的架构,一方面延续过去的技术它要解决很多连接性的问题,要解决无线化的问题,比如在我们接触的一个行业合作伙伴,他是个消费电子类的合作伙伴,他的产品,可能加工一个新的产品,迭代周期是半年,半年之后他要把这个机床挪到新的位置上加工新的产品型号,显然无线是他非常重要的一个需求。刚才讲了数字化背后意味着软件定义一切。此外,过去很多系统的能力是靠架构,随着赛博或者CPS时代到来,大家可能更愿意基于通用计算的模型,可以去保证你的成本有效性,可以更好的借鉴整个云计算包括很多计算带来的成本有效性和平台有效性的共享这样的产业成果。我们也注意到一个事情,AI,人工智能这个时代,大家都知道一方面它要解决大数据训练模型的问题,同时我们可以看到在业务的边缘侧,它要解决低功耗问题,要解决实时性问题,CPU、GPU混合架构去满足行业特殊性的需求,在行业纵深的多样性需求背后,我们整个基础设施也会发生很大的变化。

在这里显然是需要一个新的数字化,需要一个新的架构,这个架构是什么,我们称之为边缘计算。首先它是在靠近物和数据的源头,它是一个平台,它提供这样的网络连接、云计算存储、应用这样一系列的平台功能,通过这种智能化平台,我们希望解决客户的几大痛点。

首先要解决连接,我刚开始分享了工业有这么多连接,这么多系统,要解决实时性,不可能把所有的控制在云端,必须在本地做一些实时化的控制,满足10毫秒甚至有些场景几十个微秒非常短的控制,还要解决我刚才说的像预测性维护很多智能服务的能力,当你万物互联的时候,你把所有的东西连在一起,安全是一个非常大的挑战,所以要把安全重新定义。

我刚才说的大家都听出来,主要还是讲的技术偏多。纵观所有产业发展历史当中,这个事情是一件全新的产业,在产业孕育到成熟推广的时候其实有很多挑战,昨天我跟一个产业界朋友一起吃饭,他其实是非常有想法的一个人,他也在他们行业里推动行业数字化转型。他讲他在他们的董事会里有一个很大的挑战,因为当你做行业数字化转型的时候,其实是跨界的,需要懂行业的人还有懂信息技术的人还要动商业模式的人在一起思考问题,这个跨度非常大,他去说服他的董事会的决策者达成这样的共识是非常艰难的事情,毕竟这是个新的投资,所以有诸多的挑战。还要看到,刚才我分享的里面其实是一个产业链上下游共同的配合,怎么去通过产业链上下游的投资决策,一块去推动整个产业的变化。还有解决很多政策性的问题,比如我们把无线技术用到工业里面,要考虑到频谱,我们需要政府部门给我们很多指导和帮助。我们认为这么大一个产业不是靠一两家能做的,一定要把政产学研拉通来做,非常感谢信通院对我们的支持,我们一起在去年年底召开成立边缘计算的产业联盟。在去年年底的时候一共有62家的工业界的朋友加入到我们这个联盟,也希望有更多工业界的伙伴加入到我们这个联盟里。

边缘计算产业联盟作为一个全新的产业,第一件事是推动一个产业的共识。这里最重要的是我们正在做和明年准备发布的一个事情,就是边缘计算产业联盟整个技术参考架构。我今天给大家分享的是一个1.0的架构,我们计划在明年三季度发布2.0的架构,为什么这么重要,因为它连接了客户的需求、应用场景到技术到Testbed到标准的一个中心,它的重要性如何描述都是不为过的。我们会去和合作伙伴一起去端到端的针对不同的行业场景,我们会定义它的产业平台,我们会通过这种云端部署、边缘协同的模式,去快速灵活解决行业的问题。整个参考架构显然是我们整个联盟中最重要的因素,这也是我为什么在后面的部分主要是分享我们对整个参考架构这样一个核心内容。

简单说一下边缘计算参考架构,从功能意义上包括了四个部分,应用域、数据域、网络域设备域,在这样一个分层的架构,我们希望指导产业达到共识。现在讲平台,其实是大家的一个共识,像这次联盟就会发布几个平台,在不同的平台之间有个性化的能力和优势,但是有些要把一些内核性的东西达成产业共识,边缘计算产业联盟定义参考架构也是这样一个初衷,有了这样的蓝本之后我们可以去分析去洞见每一个垂直行业的共性问题,再基于这样的参考架构去催熟整个产业的开放平台,构建生态,去真正解决客户问题。我们期望通过这样的分层架构去牵引产业的共识。我们再把每个域打开看,首先我们在靠近物的这侧是设备域,设备域有两大挑战,比如像机器人这些场景,其实是需要多核CPU解决一些实时性的高可靠性的问题,还有一些场景,在一些传感领域有很多它需要感测声光电,需要很多传感器,需要在上面开发应用,开发周期可能会比较长。我们希望打造一个包括传感、芯片,包括解决连接能力、安全能力,包括DevOps的开放平台,去帮助我们的合作伙伴非常简单易用的开发新的传感应用。

另外一块是连接,我刚才讲了我们认为工业整个网络,虽然我做网络很多年,但我接触工业网络还是深深感到它很大的不同。几个方面,我们一般说传统网络,我们一般关注它的带宽能力,在工业网络可靠性是第一的,最重要的关注确定性,这个都是传统的网络不具备的。除此之外,现在很多工业网络提供时间同步一系列服务。这些都是值得我们去思考的。

结合前面说的这些挑战,我们希望把标准化网络技术包括SDN的技术导入到工业网络里,因为在工业的很多应用场景上,如果要应对这样的异构性还有解决多种网络适配等系列要求,配置策略显然是非常复杂的事情。SDN先天是开放架构,能够软件定义网络,我们希望把这种开放性的能力去解决这些网络问题。以前的网络,其实是一种分布式网络,在网络中间流动的时候是由网络设备决定流动路径的。其实在很多工业场景下我们是希望应用主动的去定义网络流量的路径这样会保证整个连接的实时性和确定性我们希望利用集中式架构,有一个SDN,去保证控制网络流量的路径。还有一块好处,我可以在一张网络去分享各种业务,实现保护客户的既有投资。

同时也看到,像现在这张工业网络里,其实是一个比大家想象得要复杂的事情,任何一层有多种连接技术,当你在实际业务系统的时候会发现,客户为了解决平衡实时性和成本有效性的时候,他会在一张网里同时部署多种连接技术,这种不光是历史的原因,还有满足新的业务需求的时候、新建一个工厂的时候,他为了应对不同层次的业务需求,他也会在一张网内选择多种网络技术。这样必然会带来一个问题,在工业界包括通信界已经达成共识,包括很多工业的巨头,包括做网络的一些厂商,大家正在产业界推动一个TSN的技术,我们希望通过一个统一的以太的技术,能够降低整个网络的CapEx、OpEx,这块跟SDN技术也有紧密的关系。

我们都在讲两化融合,目的都是数据创造价值,数据显然是整个参考架构中最重要的部分。我们希望围绕数据域提供这样一个全生命周期的服务,从数据的预处理、数据分析、数据过滤,我们也意识到在这个领域上跟我们传统的IT领域架构有很大的不同,传统的其实我们是很多应用系统是不关注时间的实时性的,在工业当中有很多流数据的处理,有很多是处理后存储,另外我们看到很多工业应用的场景也是多样性的,能不能用一种新的模式,比如通过一种规则文件而不需要编程的模式,能够实现新的应用的快速开发、快速呈现,这也是我们希望借助这个联盟去推动解决的问题。

我们也看到在过去的很多CNC还有很多机器人的应用中,大家都是用一种专有的系统,每一个CNC是一个控制器,机器人是一个控制器,通过这种模式希望去包括工业应用确定性的关键的指标要求。同时我们看到,在整个计算包括操作系统,这几年发生了飞速变化,我们看到CPU的多核能力、实时能力有很大变化,同时我们也看到了新一代的像Docker的技术,其实可以加速整个应用的部署。包括虚拟化一些技术,完全可以实现这样的一个能力,我可以在一个开放的硬件和操作系统之上,我把每一个特定的应用当成一个APP去实现,这样客户的管理成本和CapEx都能得到很大的保护。

再次感谢工业互联网产业联盟,我们愿意跟你们一起携手,共同推进行业数字化转型,谢谢大家。

编 辑:李乐羽
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