白皮书

转变在边缘

架构你的基础设施以提高性能和可靠性

仔细看看边缘 计算的演变,以及它带来最大利益的各种例子、行业和使用案例。

对于许多运营技术(OT)专业人士来说,边缘 Computing的发展可能看起来像一个移动的目标。在本白皮书中,揭示了边缘 计算带来最大利益的使用案例、实例和行业,以及。

  • 边缘 计算的好处
  • 不断变化的要求
  • 边缘 计算的新趋势、并发症和机会

随着业务和技术趋势继续重塑计算方式,边缘 ,了解选择、实施和利用边缘 计算机会的最佳方式至关重要。

下载白皮书:边缘 :为性能和可靠性架构你的基础设施,今天!

执行摘要

许多公司都在期待他们的边缘 计算平台,以改善他们收集和处理互联网连接设备爆炸性增长所产生的数据的方式。然而,对于大多数长期负责其组织中基于边缘 计算系统的运营技术(OT)专业人员来说,边缘 的演变可能看起来像一个移动的目标。

随着业务和技术趋势继续重塑计算方式,边缘 ,许多公司正在寻找最佳方式来选择、实施和利用面向未来的边缘 计算战略今天提供的机会。

本白皮书仔细研究了边缘 计算,并强调了它带来最大利益的各种例子、行业和使用案例。它还描述了今天在边缘 计算中发生的演变,同时展示了下一代解决方案如何帮助企业执行边缘 ,今天和明天的转型所带来的新机遇。

迎接新边缘

今天,许多关键的操作和流程都发生在一个组织的网络边缘 ,如无人驾驶机械、公共安全系统、运输系统以及电力和能源生产。这些操作以及它们所依赖的设备与数量迅速增长的物联网(IoT)设备相连,预计2030年将超过290亿台1。这些传感器和设备收集实时数据,可用于简化生产周期,提高产品或服务质量,或缩短响应时间。因此,更好地管理边缘 ,可以帮助整个企业改善关键流程,降低成本并获得显著的竞争优势。 

然而,获得这些好处比它看起来更困难,特别是当试图通过集中的基于云的应用程序或内部数据中心来处理和管理边缘 数据。虽然这些计算模式有其优势,但它们并不特别适合于支持IT人员有限、连接性差或昂贵、以及操作特别具有时间敏感性的环境。所有这些条件通常都是在边缘 。

边缘 今天的计算正在经历重大的变化,带来了新的压力以及新的机遇,共同推动了正在发生的快速转变,边缘 。

的潜力。边缘

为了克服这种固有的挑战,许多组织已经开始重新思考他们的边缘 计算基础设施,这些基础设施通常与远程数据中心和/或云的连接有限或没有连接。边缘 数据可以直接在原点处理,也可以被发送到网关网络设备或中间服务器。但无论哪种方式,数据的有用性往往受制于构成大多数边缘 基础设施的硬件的规模和容量限制--有时是30年的历史。

边缘 今天的计算正经历着重大的变化,首先是使用量的增加。这提供了新的压力以及新的机会,共同推动了正在发生的快速转变,边缘 。

对于利用这些机会的组织来说,回报可能是巨大的。例如,与分析、智能交通灯、车对车通信、电力生产和制造设备有关的应用受益于改进的边缘 计算基础设施,该基础设施能更有效地处理和使用来自物联网设备和传感器的流数据。在这些情况下,这些应用可以重新安排交通路线,改善预测性维护以防止缺陷,并优化生产。

为OT专家带来的优势

OT专家有很多工作要做,除了保持装配线持续运转,供水设施不间断供水,或者火车准点运行,他们现在还要更新IA系统,以便利用不断进化的边缘。

通过技术加服务的方式优化边缘基础设施可以大幅简化这一问题,为OT专家及其组织带来巨大优势,这些优势包括:

  • 风险缓解: 预防IA系统意外停机帮助企业避免系统故障(即使是短暂的)导致的中断。
  • 运营效率:主动监测、自动化,以及更好地了解IA系统各组件的状况让OT专家能够迅速改善运营,节省时间和成本。
  • 降低总拥有成本: 将管理IA应用所需的所有硬件、软件和服务集成到一个统一的解决方案中,将高可用性边缘解决方案的总拥有成本降至最低。
  •  OT赋能: 简化边缘架构管理有助于降低OT专家对IT部门的依赖,让他们能够在自己专长的IIoT等领域率先进行技术部署。  

边缘 计算的不断变化的要求

边缘 系统通常部署在典型的数据中心以外的远程位置,或者根据定义,直到计算网络的非常边缘 。

在边缘 ,简单性是关键,但可维修性和可用性等要素也是如此。通常情况下,边缘 环境通常依赖于OT专业人员--而不是IT--所以如果出现任何问题,从时间或成本的角度来看,让人飞过来修理的想法是不可行的。OT人员可能不是IT专业人员,但仍然能够使产品得到维修并迅速运行。

许多新的边缘应用用于存储大量数据,或者将数据发送到其他位置,这让数据完整性变得异常重要。任何故障都可能导致数据传输中断,给现有的流程或合规工作带来诸多问题。例如在一个牛奶公司里,如果在生产牛奶的过程中出现系统故障,生产工人可能就无法收集合规需要的数据,从而提高潜在召回风险。

边缘应用一般不会经常更新,因此企业需要技术加服务的模式和工具,让他们能够部署系统,并保持系统长时间独立运行。

新趋势带来新的复杂因素和新机遇

今天的组织在边缘 ,可能认为他们现有的方法已经足够了--就目前而言。然而,技术方面正在发生许多趋势和转变,这将要求他们改变对边缘 计算的思考和行动方式。

  •  设备升级: 数量增加将促进成本降低,让IoT设备更廉价、更智能并实现标准化。例如,可编程逻辑控制器(PLC)已经变得更加智能且基于开放标准,而且成本效益大幅提升。
  • OT将不断发展。 OT的角色将继续发展,因为IT部门已经捉襟见肘,而边缘 ,根本不是他们的首要任务。OT将对那些对他们至关重要的技术承担更多的责任,如边缘 计算。
  • 越来越多的基于机器的自动化。 新兴技术,如实时分析和人工智能,将提高边缘 数据的重要性。到2025年,30%的新工业控制系统将包括分析和人工智能-边缘 推理能力2。自动化将变得越来越快,能力大大增强,甚至超过人类能力的极限。例如,铁路现在可以处理边缘 数据,以支持每小时300公里的安全行驶。
  • 新的供应商和新的商业模式: AI、机器学习和高级分析等新的技术解决方案将持续促进创新、敏捷性和资产效率。企业必须思考哪些供应商、技术和解决方案最适合自己的长期战略。

显然,在边缘 ,将继续需要新的思维和行动方式。任何部署边缘 计算战略的组织都必须对这些趋势进行仔细评估。

现有解决方案无法满足需求

一个广泛的共识是,现有的边缘系统需要新的使能技术以满足不断变化的需求,但此类技术的供应落后于需求。

现有的计算/通信技术可以满足工业自动化(IA)领域的需求,但这些技术主要满足IA终端用户几十年来形成的需求,而不是目前推动IA行业发展的具体边缘需求(例如实施预测性维护或集成大数据分析的需求),因此,这些技术未实现最佳的功能组合,存在不足之处。

这些技术包括:

  • IA网络计算机 ,来自传统数据中心供应商的IA网络计算机(例如戴尔的Edge Gateways for IoT)可以在边缘收集传感器或设备数据,并将其发送到数据中心或公共云。与其他类型的边缘解决方案相比,它们成本更低,但无法很好地向上扩展(与向外扩展相反),无法提供边缘环境必需的持续可用性和操作简便性。
  • 超融合平台,如慧与科技的Converged Edge Systems等超融合平台将数据采集、控制、计算和存储功能集成到一个硬件设备中,强调操作的简便性,可以在边缘进行实时分析,但代价是持续可用性较差,价格较高。
  • 高可用性解决方案,依靠虚拟化以可接受的成本提供更高水平的可用性,但由于需要IT级别的技能组合而牺牲了操作的简单性。许多解决方案还缺乏实时数据合成和分析所需的计算能力和性能。

无疑,许多制造企业依然使用着30年前的工业控制系统,IA领域需要彻底升级才能过渡到工业物联网、普适云和/或雾计算。但推倒重来的方式并不能奏效,在向边缘转型的过程中企业面临许多挑战,包括继续使用原有系统收集数据,尽可能延长这些系统的寿命,以及逐渐增加新功能。

此外,并非所有的公司都需要沿着边缘 。他们的业务需求将决定他们需要多大的边缘 。然而,任何组织要想获得不断发展的边缘 ,为其业务带来的最大利益,就需要一种新的技术方法。

在许多制造业和IA环境中,有30年历史的工业控制系统仍然是常态,需要大幅升级,以迈向工业物联网、普适性云和/或雾计算。然而,"拆了再换 "的方法是行不通的。

理想解决方案

为了弥补上述不足,理想的解决方案应能满足企业对可靠、可扩展、高性能边缘计算的需求,而且,解决方案在带来短期优势和满足当前需求的同时,还应该融合持续演进的边缘基础设施。

具体而言,实现边缘转型的必要因素包括:

  • 操作简便性 ,提供低接触和无接触运营、可服务性以及可用性,由于边缘或工厂车间缺少IT资源,因此这些属性至关重要。
  • 不间断生产 ,预防意外停机,由于新的边缘应用存储大量数据或者将数据发送到远程位置(如云端),因此还需要确保数据完整性。
  • 虚拟化和可靠性功能 ,让制造商和IA组织能够部署高度可用且高效的业务关键型系统和数据库。
  • 互操作性设计 ,利用能够实现设备和系统互操作的现有标准(如操作系统)和新标准。
  • 网络安全, 包括对边缘 计算系统的所有组件、它们处理的数据以及它们之间和外部的通信的内置保护。

边缘优化架构和交付案例

目前,行业领先的技术供应商可以提供融合上述所有要素的创新边缘基础设施解决方案,而且该解决方案是一个综合而完整的计算平台,交付即可使用,让IA公司能够更新老化的系统,打造工业控制虚拟应用,并提高运营效率。

这种新的边缘解决方案包括三个要素:

  • 零接触计算平台: 完整集成的自动化自我防护工业计算平台,在提高运营效率和降低停机风险的同时减少对IT支持的需求。
  • 软件定义边缘基础设施:通过单一界面管理所有必要应用,包括虚拟化计算、存储、网络连接、网络安全、IoT网关、VPN、路由器、分析和人工智能。
  • 主动管理服务:通过全新方法部署、监测和维护边缘解决方案和基础设施。不同于以往的被动服务,主动管理服务可以由OT专家轻松实施监督,系统自主执行服务,并由一个本地服务提供商进行支持。

结合以上三个要素(零接触计算平台、软件定义边缘基础设施和主动管理服务)可以打造新的基础设施解决方案,并根据组织的边缘需求进行优化。

经过优化的解决方案包括以下主要优势:

  • 非常适合 在缺乏IT资源的偏远位置快速、可靠地运行业务关键型企业应用。
  • 借助预先安装的虚拟化软件以及直观且便于使用的配置和管理工具提高 运营效率。
  •  方便 用户部署和迅速安装,缩短启动关键应用并保持运行所需的时间。
  • 利用自主检测和自主防护功能降低IT的工作量,非常适合无人化设施。
  • 通过由托管服务云支持的本地冗余系统提前预防 意外停机。
  • 支持 由各种架构和应用组成的多个生态系统,无需更改。

这种综合的边缘平台可以满足当今边缘环境的根本要求(见“现有解决方案无法满足需求”部分),包括操作简便性、虚拟化、不间断生产和互操作性。

1Statista,2019年至2030年全球物联网连接设备数量,2022年6月8日。
2Gartner,边缘 工业物联网计算解决方案的市场指南,2020年12月18日。

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