如今，借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 技術(shù)，企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)優(yōu)化和降低維護成本方面獲益。盡管這些好處聽起來很普通，但它們正在推動對 IIoT 基礎(chǔ)設(shè)施的投資。展望未來，隨著制造業(yè)越來越數(shù)字化，是時候評估 IIoT 將采取何種形式了。

制造過程產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，可用于預(yù)測故障、優(yōu)化設(shè)備壽命、獲得新的收入來源、優(yōu)化生產(chǎn)過程以更好地滿足市場需求等等。當然，為了產(chǎn)生這些好處的數(shù)據(jù)，必須在本地實時收集、處理和/或離線存儲以供以后使用，并采取行動。然而，推動對不同類型邊緣計算設(shè)備的需求是需要在本地處理數(shù)據(jù)。

在這篇文章中，我將討論將數(shù)據(jù)處理移動到網(wǎng)絡(luò)邊緣以創(chuàng)建不同類型的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的需求和不斷增強的能力。這樣的網(wǎng)絡(luò)可能不具有嚴格的層次結(jié)構(gòu)。相反，它將在多種形式的邊緣設(shè)備中展示各種連接和處理選項。

將數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移到邊緣

我們現(xiàn)在看到，在工業(yè)環(huán)境中，數(shù)據(jù)處理正在向邊緣轉(zhuǎn)移。例如：

傳感器可以在本地準確測量和記錄溫度，取代了在溫度超過某個閾值時跳閘的傳統(tǒng)溫度傳感器。這種傳感器可能永遠不會與中央控制系統(tǒng)通信。但通過數(shù)據(jù)比較，他們可以在確定設(shè)備出現(xiàn)磨損跡象后發(fā)出預(yù)防性維護警報。

振動傳感器可以連續(xù)記錄伺服電機的振動。通過對振動數(shù)據(jù)的局部快速傅里葉變換 （FFT） 分析和主要振動頻率的比較，如果振動頻率超出規(guī)格，該傳感器可以標記控制器。

看待 IIoT 的另一種方式

當您查看傳統(tǒng)的 IoT 架構(gòu)時，傳感器和硬件位于底部。他們收集數(shù)據(jù)并將其向上發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器或平臺。對收集到的數(shù)據(jù)進行分析和可視化，并在其上進行其他應(yīng)用程序開發(fā)。由此產(chǎn)生的見解可用于確定設(shè)備是否需要維護、優(yōu)化生產(chǎn)過程或采取其他行動。圖 1說明了這一流程。

圖 1. 傳統(tǒng)的分層物聯(lián)網(wǎng)模型。

工業(yè)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)不適合這種流程。一方面，在每個傳感器中放置 5G 無線電或 WiFi 根本不切實際，尤其是考慮到其中一些環(huán)境的惡劣運行條件。此外，傳感器收集的大多數(shù)實時數(shù)據(jù)僅在特定時刻才有價值。例如，當接近探測器感應(yīng)到有人危險地靠近設(shè)備時，它需要關(guān)閉電機或?qū)⑵浣档偷桨踩俣?。該?shù)據(jù)不需要向上發(fā)送堆棧以進行管理決策。還有一些涉及帶寬浪費的情況，例如通過網(wǎng)絡(luò)逐秒發(fā)送振動數(shù)據(jù)。在這些情況下，擁有一份總結(jié)報告（關(guān)于 FFT 分析）可能對以后的分析更有用。圖2提供了 IIoT 網(wǎng)絡(luò)的示例。

圖 2. 真實的 IIoT 網(wǎng)絡(luò)示例。

在圖2所示的示例中，很多數(shù)據(jù)處理都是在本地處理的；可以使用邊緣服務(wù)器分析多個傳感器數(shù)據(jù)。使用堅固的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)（如工業(yè)現(xiàn)場總線、RS-485 或 BACNet）代替 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)連接。匯總數(shù)據(jù)從邊緣服務(wù)器放置在網(wǎng)絡(luò)上。然后將數(shù)據(jù)存儲在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上進行分析和可視化，并為其開發(fā)不同的應(yīng)用程序。

總結(jié)

隨著邊緣處理在不同的 IIoT 應(yīng)用中變得更加不可或缺，底層技術(shù)具有滿足小尺寸和低功耗要求的共同需求。然而，除了這些規(guī)范之外，系統(tǒng)本身可能會根據(jù)最終應(yīng)用的目的和要求而有很大差異。專注于特定領(lǐng)域的公司將為他們的領(lǐng)域開發(fā)邊緣設(shè)備。隨著我們在該領(lǐng)域看到越來越多的這些邊緣設(shè)備，我們將看到 IIoT 架構(gòu)將如何改變通常被推廣的架構(gòu)。事實上，大部分價值將從云設(shè)備制造商流向在特定應(yīng)用的特定類型邊緣設(shè)備方面的專家公司。

審核編輯：郭婷