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目邊緣計算行業(yè)應用場景豐富，產業(yè)價值突出。一方面支撐行業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)新，實現(xiàn)從產品向服務的價值延伸；另一方面支撐實現(xiàn)產品和服務的定制化與智能化。預測性維護、能效管理、智能制造是比較典型的行業(yè)應用場景。

1　預測性維護

傳統(tǒng)的維護方式主要是事后維護和預防性維護，事后維護會導致業(yè)務中斷，預防性維護采用人工例行檢修，導致維護成本大幅度上升，以梯聯(lián)網(wǎng)為例，全球有超過1500萬部電梯在網(wǎng)運行，電梯維保和售后服務正成為電梯行業(yè)的“新藍海”，越來越多的電梯廠商轉向整合產業(yè)鏈、依靠維保服務增加企業(yè)收入，但電梯通過事后維護和預防性維護的成本很高，且首次維護成功率低于20%。為實現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新，電梯廠商必須通過數(shù)字化改造提升運維效率、降低運維成本。通過引入邊緣計算，可以助力電梯廠商從傳統(tǒng)的預防性維護升級到新一代實時預測性維護，從而實現(xiàn)產品向服務的價值延伸：

預測性維護，降低維護成本

以電梯為例，基于電梯內大量的傳感器，可以對電梯運行狀態(tài)實時感知。通過本地的邊緣計算融合網(wǎng)關可以提供數(shù)據(jù)分析能力，第一時間發(fā)現(xiàn)設備潛在故障。同時提供本地存活，一旦與云端聯(lián)接故障，數(shù)據(jù)可以本地保存，聯(lián)接恢復后，本地收斂數(shù)據(jù)自動同步到云端，確保云端可以對每部電梯形成完整視圖。

同時采用預測性維護可以減少維護工作量，降低勞動強度；提高設備的可靠性，延長設備的使用壽命；提高設備的利用率，減少維修費用，從而降低維護成本，提高企業(yè)的綜合競爭力。

安全保障

提供覆蓋終端、網(wǎng)關芯片、網(wǎng)關OS、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)的多重安全保護。

產品向服務的延伸

可以幫助電梯廠家研發(fā)改善產品質量、售后提升服務滿意度；可以開放給樓宇物業(yè)等，幫助提供緊急救援等服務；可以為廣告廠商等提供媒資傳播平臺。

典型行業(yè)應用場景：電梯、特種車、數(shù)控機床、二次供水設備、能源預測性維護等。

2　能效管理

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，發(fā)展需求與能源制約的矛盾愈加明顯，能耗水平反映了一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平和生活質量，在能源需求日趨緊張的情況下，如何實現(xiàn)建筑能耗量化管理以及效果評估，降低建筑物（包括空調、路燈照明、辦公設備等）運行過程中所消耗的能量，從而降低運行成本，同時提高用戶使用滿意度，滿足各大企業(yè)從提供產品向提供服務轉型，成為各大企業(yè)或組織機構最為關注的問題。以路燈為例，世界80%的路燈廠商都準備向智能路燈轉型，通過智能路燈節(jié)能減排，相關國家和國際組織也逐步在法律中明確建設綠色節(jié)能標準，如全球氣候組織呼吁十年完成全球路燈智能化改造、實現(xiàn)能耗減半。

照明、制冷、電器的過度無序使用，造成電能的大量浪費，傳統(tǒng)的人工控制的方式無法根據(jù)實際環(huán)境的需求實時有序地控制照明及制冷系統(tǒng)，造成即使沒有人也燈常亮、空調常開的情況，無謂的浪費大量的能源，迫切需要邊緣計算根據(jù)實際環(huán)境和能效控制策略進行實時有序控制，實現(xiàn)精細化管理，并定期與云端同步。

通過引入邊緣計算，能夠為能效管理帶來以下提升：

更低的能源消耗

通過實時能效控制有效降低建筑能耗，節(jié)約能源方面的開支，據(jù)澳大利亞墨爾本項目客戶提供的數(shù)據(jù)，樓宇能效解決方案部署后有效降低了能耗約60%。

更低的維護成本

實現(xiàn)能源信息采集自動化，節(jié)省人工采集費用，降低維護成本，智能路燈解決方案部署后有效降低了80%的維護成本。

更高的可靠性

多級可靠保證，控制計劃和策略同步并存儲在邊緣側，在云端控制出現(xiàn)異常的時候，保證正常工作和管理，同時邊緣側能夠實時監(jiān)測路燈、開關、空調等采集設備的狀態(tài)，進行可預測性維護，在設備可能出現(xiàn)故障時實時進行策略調整。

典型行業(yè)應用場景：樓宇能效管理、智能路燈等。

3　智能制造

隨著消費者對產品需求的日益提高，產品的生命周期越來越短，小批量多批次，具有定制化需求的產品生產模式將一定程度替代大批量生產制造模式，先前制造體系嚴格的分層架構已經(jīng)無法滿足當前的制造需求（如圖1所示），以某消費電子類產品的制造生產線為例，采用PLC+OPC的模式構建，由于訂單種類增加，單批次數(shù)量減少，導致平均每周的切單轉產耗時1~2天；新工藝升級每年至少3次、設備更替每年近百次，導致的控制邏輯/工序操作重置、接口配置耗時約5~12周，嚴重影響了新產品上線效率。另外制造智能化也是中國、美國、德國等世界主要制造大國未來10年的發(fā)展方向。以中國為例，到2025年，制造業(yè)重點領域全面實現(xiàn)智能化，試點示范項目運營成本降低50%，產品生產周期縮短50%，不良品率降低50%，制造智能化首先需求加強制造業(yè)ICT系統(tǒng)和OT系統(tǒng)之間的靈活交互，顯然先前的制造體系也無法支撐全面智能化。

圖1 傳統(tǒng)的制造體系分層架構

邊緣計算能夠推動智能制造的實現(xiàn)。如圖2所示邊緣計算在工業(yè)系統(tǒng)中的具體表現(xiàn)形式是工業(yè)CPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)在底層通過工業(yè)服務適配器，將現(xiàn)場設備封裝成web服務；在基礎設施層，通過工業(yè)無線和工業(yè)SDN網(wǎng)絡將現(xiàn)場設備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數(shù)據(jù)平臺中；在數(shù)據(jù)平臺中，根據(jù)產線的工藝和工序模型，通過服務組合對現(xiàn)場設備進行動態(tài)管理和組合，并與MES等系統(tǒng)對接。工業(yè)CPS系統(tǒng)能夠支撐生產計劃靈活適應產線資源的變化，舊的制造設備快速替換與新設備上線。

圖2 引入邊緣計算后的系統(tǒng)架構

通過引入邊緣計算，能夠為制造業(yè)帶來以下提升：

設備靈活替換

通過web互操作接口進行工序重組，實現(xiàn)新設備的即插即用，實現(xiàn)損壞設備的快速替換。減少人力投入50%（取消了OPC配置工作，工作量下降一半），實施效率提升1倍。

生產計劃靈活調整

通過生產節(jié)拍、物料供給方式的自動變化來適應每天多次的計劃調整，消除多個型號的混線切單，物料路徑切換導致的I/O配置時間損耗。

新工藝/新型號快速部署

通過web化的工藝模型的自適應調整消除新工藝部署帶來的PLC（涉及數(shù)百個邏輯塊、多達十幾層嵌套判斷邏輯）重編程、斷電啟停、數(shù)百個OPC變量修改重置的時間，新工藝部署時間縮短80%以上。

具體的行業(yè)化場景舉例：軟件定義的可重構制造系統(tǒng)。

摘自《自動化博覽》2017年6月刊