“智造”新机遇，制造业与边缘计算擦出智慧火花
边缘计算是促进行业数字化转型的重要抓手，而制造业首当其冲。
迄今为止欧洲最大规模的一场边缘计算大会——Edge Computing Forum（ECF）近日在德国柏林举行，除了边缘计算领域的各路大咖现身说法以外，一个更吸引眼球的地方是，在工业4.0的发源地德国，边缘计算与制造业之间碰撞出了夺目的智慧火花。毫无疑问，边缘计算是促进行业数字化转型的重要抓手，而制造业首当其冲。
中桥调研咨询近期针对中国的制造、教育和医疗三个行业的客户进行过一次有关数字化转型的调查，结果显示，在未来24个月内实施数字化转型的过程中，制造业的客户是最积极的。
利用ICT创新技术促进实体经济发展，这是国策，而实体经济中很重要的组成部分之一就是制造业。笔者最近遇到的企业管理软件厂商、云计算厂商都在兴奋地谈论制造业转型升级带来的新机遇。
进入云计算、物联网时代，制造业正在经历一次新的洗牌过程。从业务和经营管理的角度看，当前制造业正在经历从粗放式经营到精细化经营的转变。以前，制造业客户比较注重如何降低成本，而现在则希望借助新的技术手段改善经营，提升效率。这一点在追求高附加值的制造企业身上体现得尤为明显。比如，国内一家半导体厂商，如今其90%的生产线都是无人值守的，主要依靠自动化监控系统。为了做到精细化管理，准确找出那些影响生产和效率的细小问题，进一步提升良品率，这些制造企业就必须依靠云计算、大数据、物联网等新技术、新的基础设施。一方面是来自业务和经营上的压力，另一方面是技术的创新发展带来的发展机遇，如今，数字化转型已经成为制造企业的一种自觉行为。
德国的工业4.0、中国制造2025、美国的工业互联网……这些战略和纲领加速了制造数字化的进程，同时也掀起了新一轮工业革命，也被称为“第四次工业革命”。它以智能制造为主导，旨在实现信息技术与工业技术的完美融合，并通过信息物理系统（CPS）实现产品全生命周期中各制造单元间相互独立地自动交换信息、触发动作和实现控制，从而推动制造业向智能制造转型。智能制造的目标是建立一个高度、灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式，实现人、产品与机器之间的互动。
在制造领域，人们逐渐达成了共识——采用标准的、安全可靠的、低成本的ICT技术与产品，构建CPS，从而提高生产制造的质量、效益和柔性，增强企业自身的竞争力。而边缘计算是CPS的核心。边缘计算可以将虚拟空间和物理实体紧密联系在一起，助力客户实现数字化的制造、网络化的协同，以及智能化的转型。举例来说，具有工业互联网接口的工业控制系统其实就是一种边缘计算设备，它可以满足工业控制对实时性的要求。
可以这样说，在端到端的智能制造闭环系统中，边缘计算起到了承上启下的作用，它将物理世界与数字世界进行了联接和映射。制造数字化包含的各个环节——智能生产、智能装备、智能产品和智能物流，都因边缘计算而被串联起来，可以更好地满足智能制造的需求。
全球行业数字化浪潮的显著特征之一，是将“物”纳入智能互联，提升行业自动化和智能化水平。而边缘计算是实现这一目标的重要支撑。
其实，边缘计算并不是一个全新的概念，从事工业自动化工作的人对此一定不陌生，在已经普遍采用的基于PLC、DCS、工控机和工业网络的控制系统中，位于底层、嵌于设备中的计算资源，或多或少都是边缘计算的资源。今天，我们强调边缘计算，主要是想实现新的突破和颠覆，即将原来这些分散的、低效的、各自为政的资源实现智能互联，以满足现代应用场景对实时性、安全性、互通性等的要求。
举例来说，当前汽车制造是制造业最大的细分市场之一。汽车产线自动化水平高，一旦发生故障，将影响整条生产线的产量和质量，因此需要部署远程监测系统，以便及时发现故障。国内一些汽车装备解决方案提供商瞄准这一商机，提供边缘计算解决方案，一方面提供高性能边缘计算能力，实现数据边缘预分析；另一方面，边缘计算网关还能提供v*n，以及对有线、无线等多种通信方式的支持，方便连接公有云，实现有线和无线的备份，保证安全。有了边缘计算，汽车制造商产线控制系统的在线监控、数据挖掘、定制化售后服务等大有改观。
另外一个典型的例子是智能工厂，这也是边缘计算可以大展身手的领域。举例来说，中国智能制造的代表海尔也很早就建立了数字化互联工厂，这对传统生产方式是一种颠覆和升级，可以实现按需设计、按需制造和按需配置，使整个制造过程柔性化，更好地满足个性化制造的需求。基于边缘计算，海尔数字化互联工厂实现了三大互联——人机互联、机机互联、机物互联，在生产线上部署了1万多个传感器，一条生产线只需一个工人，实现了“黑灯车间”。
在冶金行业，具有一定规模的企业，其信息化已经做得有声有色，但在末端的智能和数据治理方面亟待改善和优化。举例来说，如果不能妥善解决数据完整性和一致性的问题，将给能源管理和智能管理造成困难。另外，冶金的物流跟踪是典型的CPS，控制过程有一定难度。在这些场景中，边缘计算发挥着非常关键的作用，它是工业物联网技术的有效补充。
除了上述例子以外，其实边缘计算已经在智能制造、智能装备、智能产品等众多领域遍地开花，推动了大数据分析、物联网等应用在行业中的落地。由于边缘计算的引入，生产计划可以灵活调整，制造过程可以实现按需定制，新产品可以更快上市……制造业数字化转型，这是大国战略的基础。
为了加速推动边缘计算在各行业中的落地和应用，2016年11月，边缘计算产业联盟应运而生。一方面，联盟成员积极推动以边缘计算为核心的“政产学研用”资源协调发展；另一方面，通过制定相关标准、推出适合不同行业和应用场景的测试床，让边缘计算匹配行业需求，助力行业客户的数字化转型。
举例来说，在边缘计算产业联盟首批已经推出的11个测试床中，面向工业制造领域的有4个，包括智能协作机器人助手实验平台、面向个性化定制的自适应模块化制造验证平台、机床物联网测试床、工业机器人预测维护测试床。这些测试床凝结了中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、华为、英特尔、Infosys等众多公司的技术创新结果，已经在一些制造企业中得到了应用，并且获得了积极的反馈。
截止到目前，边缘计算产业联盟的成员已经达到130多家，并且成立了专家委员会，有超过50位行业专家加盟。联盟在边缘计算的行业拓展与合作方面有了长足发展。比如，中国自动化学会（CAA）与边缘计算产业联盟签署了战略合作协议，中国自动化学会边缘计算专业委员会正式成立。面向未来的个性化定制的新型生产模式迫切需要像边缘计算这样的新技术来进一步提升机器的智能，促进工业自动化的发展。CAA希望以智能制造作为切入点，推进边缘计算技术的成熟和行业落地。
现在，各种名头的“计算”充斥，有些还停留在概念炒作的阶段。边缘计算产业联盟不希望边缘计算只是纸上谈兵，而是想通过制定标准和技术架构、构建测试床等手段，树立优秀的应用样板，在更多行业将边缘计算的诸多成果进行快速复制，并在此基础上，打造开放的边缘计算生态，立足国内，同时积极向全球拓展，让边缘计算真正成为行业数字化转型的重要支撑。
在制造行业，由于边缘计算的兴起，OT与ICT实现了深度融合与协作，制造流程的自动化水平大大提升，个性化定制成为可能，生产模式、供应链、服务等旧貌换新颜。边缘计算已成为智能互联的使能技术之一，将给制造业的转型提升插上智慧的翅膀。