云计算范式
云计算范式从本地部署模型演变而来。通过云计算,您可以通过互联网连接将来自工厂、设备、机器、车辆、控制器等的大量工业数据传输到 IT/OT 应用,但幕后基础设施的细节对最终用户是隐藏的。
因此,云计算提供了许多优势,例如可扩展性、成本效益和简便性。您可以根据需要增加云服务,并在无需大量投资的情况下获得运营灵活性。由于管理软件和后端基础设施的责任由云服务提供商承担,您可以节省人员和基础设施投资。抽象化硬件的复杂性也变得更容易,并且可以根据需要请求额外的计算资源。
同时,云服务的一个问题是它需要始终连接到互联网,对于涉及无网络或间歇性网络连接的行业用例来说并不适合。此外,云计算对带宽的需求很大,因为需要将大量数据传输到进行计算和存储的服务器。在生成大量信息的场景中,这可能会非常昂贵,例如工业环境。由于往返网络延迟,应用程序的响应时间可能从几秒钟到几分钟不等。这对于需要近乎实时响应时间或决策能力的用例来说可能是一个问题。因此,云计算不能成为所有 IX 用例的唯一答案。
边缘计算
边缘计算范式应运而生。其核心在于将计算资源部署在网络“边缘”,即更靠近用户或设备的位置,而不是部署在网络“核心”中可能相距数英里的超大规模云数据中心。边缘计算方法强调降低延迟,并提供更靠近数据源的数据处理,消除了大量往返的数据传输。
因此,边缘计算模型适用于涉及时间敏感型和数据密集型应用的用例。这些应用可以通过将计算资源部署在更接近数据生成源的位置来实现近乎实时的性能。此外,这些应用通过在本地处理更多数据并选择性地控制发送到云的数据量和频率,有助于防止网络回传过载。通过保持数据本地化,您还可以实现更好的安全性、隐私和数据主权。
著名分析公司 IDC 认为,边缘解决方案前景广阔,已引起 C 级高管的关注。根据 IDC 的一项调查,73% 的高级 IT 和业务线决策者将边缘视为战略投资[1]。这些组织希望通过边缘计算提高生产力和安全性,从而实现更快、更明智的决策能力。IDC 还预测,到 2023 年,超过 50% 的新企业 IT 基础设施将部署在边缘,而不是企业基础设施;到 2024 年,边缘应用的数量将增加 800%[2]。
随着边缘计算范式的不断发展和日益受到关注,它正在影响离散和连续过程应用中的数字生态系统,并使制造企业能够专注于以生产为中心的成果。公司正在利用边缘计算对资产、机器和生产线进行改进,通过 HMI/SCADA、机器分析和资产性能等应用提高工厂的可靠性和整体设备效率。
云计算与边缘计算
那么,接下来该如何行动?哪种计算范式更适合您的 IX 计划?
工业领域的典型场景是,OT 应用不仅会部署在边缘端,还需要与其他云端或本地工作负载进行通信和交互。早期的 Automation World 调查证实了这一点,调查发现制造商通常不会在计算范式之间做出选择[3]。相反,他们会根据具体的业务用例部署一系列云和边缘技术,并最终将这些范式作为互补方案。根据从业者的经验,关键是规划出一种能够涵盖这两种范式的架构和策略。
能够同时适应这两种范式以充分发挥整体系统优势的系统架构师将为其组织创造价值。他们会在架构中构建灵活性,以便将来可以在本地利用发送到云端的数据。整体架构需要涵盖边缘和云架构,以便它们能够很好地协同工作,以满足未来的业务需求。
结论
随着边缘到云部署越来越成为常态,工业组织需要停止考虑在哪里部署数据和应用,而应专注于潜在的业务需求。IX 领导者应考虑与成本、安全性、延迟和可靠的互联网连接相关的要求,然后在边缘或云之间进行选择。
总之,边缘计算和云计算并非竞争技术,它们只是解决不同的需求。云计算适合需要按需扩展或缩减的可扩展应用。边缘计算则适合生成大量数据的实时响应应用。简而言之,云计算和边缘计算各有用例,必须根据具体应用进行选择。
[1] 来源:“边缘计算解决方案推动第四次工业革命”,由 IDC 撰写,Lumen 和 Intel 赞助,基于对全球 802 位企业决策者的调查
[2] 来源:由 Akamai Technologies 赞助的《边缘计算对企业未来的影响》(IDC)
[3] https://www.automationworld.com/process/iiot/article/21952832/pandemic-accelerates-edgetocloud-digital-transformation