边缘与云计算如何结合以创建工业自动化平台
导读
边缘计算速率的提高简化了工业流程，但为了对工业自动化流程有更深入的了解，边缘设备捕获的数据集有时需要更大的存储库。因此，需要将边缘计算和云计算结合在一起，才能收集、处理和可视化整个设施和工业过程。尽管边缘计算有望实现工业增长，但这需要通过工业自动化平台与云计算建立共生关系。
本文将讨论：
- 为何边缘计算和云计算要相结合？
- 工业自动化平台及其特性的定义是什么？
- 工业自动化平台的优势有哪些？
为何边缘和云计算要相结合？
边缘计算可使产生数据的设备本身具有分散的、低延迟的数据处理能力。而另一方面，云计算提供了一个集中的、可扩展的数据处理平台。
下面我们用一个以数据捕获为主要任务的边缘设备的案例来说明这两种计算概念之间的关系。
例如，雷达检测和测距设备作为边缘设备，它们的任务是扫描车间中是否有障碍物，以避免自主物品之间发生碰撞。设备在车间中移动时会捕获到不同类型的数据集，包括地理布局、内部图片和车间交通。但因设备存储空间有限，所以设备只会存储将并处理能确保避免障碍物的车间交通数据，其他不重要的数据集将丢弃，这种便称为边缘计算。另外，保存下来的数据集中对于计划管理和可视化操作中有用的部分将会被送到具有无限计算能力的平台上，进行云计算。
具有传输数据能力的边缘设备依赖于通信网络将数据传输到云平台或其他数据中心。对于工业自动化，控制流程或管理基于生产的行业，工业云平台为分析边缘计算数据提供了最佳基础。
工业自动化平台及其特性的定义是什么？
熄灯工厂指的是不以人为中心的工业化，这意味着通过使用技术使传统生产过程自动化。尽管边缘计算在无人值守的工厂中扮演着重要角色，但它并不是唯一使用的技术。其他技术概念包括控制系统，人工智能和机器学习。这些都起着重要作用。
工业自动化平台为开发应用程序或算法提供了集中的生态系统，并提供了管理所有这些技术所需的计算资源。当前正在使用不同类型的工业自动化平台，边缘和云计算的组合依赖于其中的一些平台。
这些平台包括：
工业自动化平台｜工业云
工业云平台是指专用于工业的云解决方案，并为工业企业专用的工具提供支持。然后，与公共或商业云服务不同，此类系统提供了专用于工业自动化的定制平台。工业云平台还可以用作PaaS和SaaS解决方案，帮助开发团队为工业企业开发定制应用程序。
工业自动化平台｜物联网平台
物联网平台是工业自动化平台的另一类。他们利用云为IoT和IIoT设备提供自定义生态系统。毋庸置疑，物联网和工业物联网设备是边缘计算技术。因此，物联网平台内置了用于大规模管理物联网网络以实现工业自动化所需的应用程序和安全性。
工业自动化平台｜数字孪生
数字孪生以数字形式表示实物资产和流程。它是用于工业自动化的出色数字转换工具，因为它可以实时监视物理过程和整个设施。数字双胞胎重建了工业设施，并将边缘设备集成到数字环境中。该流程利用云来实现更复杂的设施或流程，并且可以通过数字孪生图来完成诸如高级计划和调度之类的专门任务，从而使其成为工业自动化平台。
请注意，工业云平台还可以兼作IoT平台。所需要做的只是将工业云平台专用于仅管理IoT或IIoT设备，并处理它们在车间内使用时产生的数据。
数字孪生更多是支持工业自动化过程的监视，计划，调度和仿真工具。
工业自动化平台的优势
工业自动化平台是像云计算一样的集中式解决方案，但重点是支持基于生产的行业。此外，工业自动化的其他额外好处还包括：
增强的安全性
预计2025年及以后将有数十亿个边缘端点投入使用，预计行业将面临的网络安全挑战将增加。工业自动化平台带有内置的威胁检测和响应工具，与几乎所有结合了边缘和云计算的DIY解决方案相比，它们提供了更好的安全性。
工业自动化平台还集成了第三方安全平台，从而增加了额外的安全性。工业自动化平台还提供了一种简化方法，以简化有关谁应对运营技术的网络安全挑战的困惑。尽管专家建议创建专门的安全部门，但工业自动化平台中内置的安全功能为没有资金能力来创建新部门的中小企业提供了出色的安全性。
降低经常性成本
确保工业自动化所需的实时数据捕获，处理和分析是一种经常性成本，可以大大增加工业企业的运营支出。基于订阅的工业自动化平台为这些经常性费用提供了缓冲，这意味着中小企业可以在不破坏可用预算的情况下集成工业4.0业务模型。
实施之前进行测试
工业自动化平台提供了安全的生态系统，可在实施计划之前评估边缘计算的影响及其与云计算的协作。数字评估程序的可用性确保企业在结合边缘和云计算或集成工业自动化业务模型时不会盲目。
结论
将边缘计算与云计算相结合以确保将所有数据集用于理解工业过程的需求导致了工业自动化平台的发展。反过来，这些平台提供了任何人都可以用来追求自动化策略的可扩展且灵活的生态系统。
工业自动化平台的价格可承受性也代表着另一个范式转变，它大大降低了实施工业4.0战略，部署IoT应用程序以及开发满足特定工业需求的内部自动化系统的成本。
附录-低成本高质量HMI-eSMART系列
考虑到非常特定的应用程序，我们将eSMART简化为最基本组件，功能强大，美观，性价比极高。
设备的前部保持了IP66的防护等级，并通过了全球低成本行业所不具备的认证，可在最危险的环境中使用。配套软件JMobile的独特连接能力（X平台内的软件）使eSMART可以与庞大的关键协议库以及OPC UA标准和pub/sub通信子服务器和客户端。
