萬物互聯(lián)、萬物感知的智能社會隨著物聯(lián)網的發(fā)展相伴而生，邊緣計算系統(tǒng)也因此應聲而出。對物聯(lián)網而言，邊緣計算技術取得的突破意味著許多控制將通過本地設備進行處理而無需交由云端處理，處理過程將在本地邊緣計算層完成。這無疑將大大提升處理效率，減輕云端的負荷。

Q：工業(yè)物聯(lián)網產生的數(shù)據(jù)量越來越大，形成一個復雜的數(shù)據(jù)集，需要想辦法進行管理。邊緣計算在這個過程中扮演什么角色？

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倍福工業(yè)PC產品經理

Felix Wildemann

   Felix Wildemann：

傳統(tǒng)的自動化對開放以及與外界聯(lián)網的態(tài)度非常謹慎，因為當生產車間與 IT 技術互聯(lián)時，其安全性和穩(wěn)定性可能會受到質疑。將兩個領域直接聯(lián)網往往會需要采取一些折中方案。

邊緣計算可能是控制數(shù)據(jù)復雜度以及無需犧牲 IT 和 OT 網絡任何一方的關鍵技術的首選。它在邊緣設備中預選、分類和處理數(shù)據(jù)，過濾出真正相關的過程數(shù)據(jù)。所有邊緣函數(shù)也可以直接在負責控制的工業(yè) PC 上執(zhí)行。同時，它在邊緣設備中有針對性地解耦和預處理相關過程數(shù)據(jù)方面也有很大的優(yōu)勢。這對于升級改造方案來說尤其如此，因為在升級改造方案中，邊緣設備被整合到現(xiàn)有的設備設計方案中。物聯(lián)網功能可以通過改造專用邊緣設備的方式引入到現(xiàn)有的應用中，無需日后對控制器軟件或硬件進行任何改動。但在很多情況下，也需要考慮為未預先考慮的工廠固定設備的改造方案額外提供專用的邊緣設備。

Q：邊緣計算能夠預處理傳感器數(shù)據(jù)、處理軟件應用程序，甚至計算 AI 公式。用戶在選擇邊緣軟件時需要考慮哪些方面？哪些技術是必備的？

Felix Wildemann：

一個能高效融合 IT 和 OT 技術的模塊化軟件平臺是實現(xiàn)一體化邊緣計算解決方案的基礎。其模塊化特質意味著我們可以將其比作一個 APP，即用戶可以從邊緣設備中的各種選項中選擇并執(zhí)行他們實際所需的功能。不僅如此，他們無需具備任何額外的編程技能，他們只需使用現(xiàn)成的功能塊，快速、輕松地整合這些功能塊。

真正重要的是，邊緣設備要與機器具有相同的“語言”。它還必須提供安全、標準化的 IT 協(xié)議和機制，讓機器能夠通過邊緣設備間接和安全地鏈接到云服務器或本地服務器。這方面也強調了國際接口和協(xié)議標準在這種情況下的重要性，因為它們能夠將各種設備組件完全整合在一起，打造一個真正的集成式邊緣解決方案。

倍福的 TwinCAT 控制軟件可為實現(xiàn)這一目標提供各種功能塊和協(xié)議。這意味著，邊緣設備中的 TwinCAT ADS 協(xié)議或 OPC UA 可用于采集設備側數(shù)據(jù)，而無需對控制計算機的 TwinCAT 程序代碼進行任何修改。除了標準的 IT 協(xié)議之外，OT 還支持常用的云供應商和私有云方案使用的協(xié)議。

將邊緣設備和控制器完全融合是一門精細的藝術。這不僅僅是一個從控制器采集數(shù)據(jù)并使其可用的問題，邊緣軟件的設計也必須防止它損害控制器的可用性和實時能力。同時，相關的過程數(shù)據(jù)必須傳輸回控制器，以實現(xiàn)設備生產可追溯的優(yōu)化，實現(xiàn)預測性維護，并盡可能減少設備停機時間。得益于倍福的解決方案，這一過程在運行時不會受到任何限制：TwinCAT 使用同一套軟件平臺實現(xiàn)控制器和所有物聯(lián)網任務。TwinCAT 采用模塊化結構，因此可以完全根據(jù)具體的應用需求進行調整。

諸如 Docker 等容器技術也適合在同一個設備上整合所有所需的功能。Docker 系統(tǒng)不僅能夠引導和優(yōu)化邊緣軟件的執(zhí)行，節(jié)省資源，而且還能夠幫助將第三方應用程序和功能直接集成到邊緣設備中。即客戶的特定功能也可以在邊緣設備中進行部署，并與 TwinCAT 并行運行。

Q:在這種情況下，我們需要處理越來越多的任務，因此也需要滿足更多的硬件要求。用戶在選擇合適的邊緣計算硬件時應該注意什么？

Felix Wildemann：

只有當硬件和軟件都與物聯(lián)網和控制器方法完全一致時，邊緣解決方案才能發(fā)揮作用。這需要一個可擴展的產品系列，即具有不同性能等級的結構超緊湊、模塊化和多功能的工業(yè) PC，它們可以根據(jù)所需的計算能力和接口，以及可用的安裝空間，完全適應相關的邊緣計算應用場景的需求。

倍福的做法確保了我們裝有 TwinCAT 軟件的工業(yè) PC 既可用作控制計算機，也可用作邊緣控制設備，因此，可以說，硬件具有傳統(tǒng)工業(yè) PC 無與倫比的優(yōu)勢，如長期可用性、堅固耐用性和長使用壽命。同時，我們的方案也能夠直接整合工業(yè)總線系統(tǒng)，這樣就可以直接在邊緣設備中采集現(xiàn)場的各個傳感器數(shù)據(jù)以及控制器數(shù)據(jù)。Microsoft Windows 和 TwinCAT/BSD® 這兩個操作系統(tǒng)都支持倍福自己的 TwinCAT 控制軟件、所有 IT 協(xié)議和 Docker 功能。

因此，用戶可以使用倍福的所有工業(yè) PC 系列，而不會受特定的硬件限制。我們的產品系列具有模塊化、可擴展性和靈活性高的優(yōu)點，為創(chuàng)建集控制器、物聯(lián)網和邊緣計算為一體的解決方案提供了完美的條件。

關于德國倍福

倍福（Beckhoff）公司總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多國際標準。公司所生產的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅動產品和TwinCAT自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。倍福于1997年進入中國市場，致力于幫助制造企業(yè)提升競爭優(yōu)勢，加速轉型升級。倍福在業(yè)內享有“創(chuàng)新引擎”的美譽，公司所倡導的PC控制技術具有良好的開放性，將IT技術、互聯(lián)網和自動化技術完美融合，助力實現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造。憑借領先的技術優(yōu)勢和豐富的行業(yè)知識，倍福的創(chuàng)新產品和解決方案廣泛應用于風力發(fā)電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、物流輸送以及樓宇自控等眾多領域。

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