目邊緣計算行業(yè)應用場(chǎng)景豐富，產(chǎn)業(yè)價(jià)值突出。一方面支撐行業(yè)商業(yè)模式創(chuàng )新，實(shí)現從產(chǎn)品向服務(wù)的價(jià)值延伸；另一方面支撐實(shí)現產(chǎn)品和服務(wù)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(chǎng)景。

1　預測性維護

傳統的維護方式主要是事后維護和預防性維護，事后維護會(huì )導致業(yè)務(wù)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(guò)1500萬(wàn)部電梯在網(wǎng)運行，電梯維保和售后服務(wù)正成為電梯行業(yè)的“新藍?！?，越來(lái)越多的電梯廠(chǎng)商轉向整合產(chǎn)業(yè)鏈、依靠維保服務(wù)增加企業(yè)收入，但電梯通過(guò)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(shí)現商業(yè)模式創(chuàng )新，電梯廠(chǎng)商必須通過(guò)數字化改造提升運維效率、降低運維成本。通過(guò)引入邊緣計算，可以助力電梯廠(chǎng)商從傳統的預防性維護升級到新一代實(shí)時(shí)預測性維護，從而實(shí)現產(chǎn)品向服務(wù)的價(jià)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(shí)時(shí)感知。通過(guò)本地的邊緣計算融合網(wǎng)關(guān)可以提供數據分析能力，第一時(shí)間發(fā)現設備潛在故障。同時(shí)提供本地存活，一旦與云端聯(lián)接故障，數據可以本地保存，聯(lián)接恢復后，本地收斂數據自動(dòng)同步到云端，確保云端可以對每部電梯形成完整視圖。

同時(shí)采用預測性維護可以減少維護工作量，降低勞動(dòng)強度；提高設備的可靠性，延長(cháng)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(guān)芯片、網(wǎng)關(guān)OS、網(wǎng)絡(luò )、數據的多重安全保護。

產(chǎn)品向服務(wù)的延伸

可以幫助電梯廠(chǎng)家研發(fā)改善產(chǎn)品質(zhì)量、售后提升服務(wù)滿(mǎn)意度；可以開(kāi)放給樓宇物業(yè)等，幫助提供緊急救援等服務(wù)；可以為廣告廠(chǎng)商等提供媒資傳播平臺。

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

2　能效管理

隨著(zhù)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(gè)國家或地區的經(jīng)濟發(fā)展水平和生活質(zhì)量，在能源需求日趨緊張的情況下，如何實(shí)現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(guò)程中所消耗的能量，從而降低運行成本，同時(shí)提高用戶(hù)使用滿(mǎn)意度，滿(mǎn)足各大企業(yè)從提供產(chǎn)品向提供服務(wù)轉型，成為各大企業(yè)或組織機構最為關(guān)注的問(wèn)題。以路燈為例，世界80%的路燈廠(chǎng)商都準備向智能路燈轉型，通過(guò)智能路燈節能減排，相關(guān)國家和國際組織也逐步在法律中明確建設綠色節能標準，如全球氣候組織呼吁十年完成全球路燈智能化改造、實(shí)現能耗減半。

照明、制冷、電器的過(guò)度無(wú)序使用，造成電能的大量浪費，傳統的人工控制的方式無(wú)法根據實(shí)際環(huán)境的需求實(shí)時(shí)有序地控制照明及制冷系統，造成即使沒(méi)有人也燈常亮、空調常開(kāi)的情況，無(wú)謂的浪費大量的能源，迫切需要邊緣計算根據實(shí)際環(huán)境和能效控制策略進(jìn)行實(shí)時(shí)有序控制，實(shí)現精細化管理，并定期與云端同步。

通過(guò)引入邊緣計算，能夠為能效管理帶來(lái)以下提升：

更低的能源消耗

通過(guò)實(shí)時(shí)能效控制有效降低建筑能耗，節約能源方面的開(kāi)支，據澳大利亞墨爾本項目客戶(hù)提供的數據，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(shí)現能源信息采集自動(dòng)化，節省人工采集費用，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，在云端控制出現異常的時(shí)候，保證正常工作和管理，同時(shí)邊緣側能夠實(shí)時(shí)監測路燈、開(kāi)關(guān)、空調等采集設備的狀態(tài)，進(jìn)行可預測性維護，在設備可能出現故障時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行策略調整。

典型行業(yè)應用場(chǎng)景：樓宇能效管理、智能路燈等。

3　智能制造

隨著(zhù)消費者對產(chǎn)品需求的日益提高，產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，小批量多批次，具有定制化需求的產(chǎn)品生產(chǎn)模式將一定程度替代大批量生產(chǎn)制造模式，先前制造體系嚴格的分層架構已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當前的制造需求（如圖1所示），以某消費電子類(lèi)產(chǎn)品的制造生產(chǎn)線(xiàn)為例，采用PLC+OPC的模式構建，由于訂單種類(lèi)增加，單批次數量減少，導致平均每周的切單轉產(chǎn)耗時(shí)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(shí)約5~12周，嚴重影響了新產(chǎn)品上線(xiàn)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(lái)10年的發(fā)展方向。以中國為例，到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現智能化，試點(diǎn)示范項目運營(yíng)成本降低50%，產(chǎn)品生產(chǎn)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系統和OT系統之間的靈活交互，顯然先前的制造體系也無(wú)法支撐全面智能化。

圖1 傳統的制造體系分層架構

邊緣計算能夠推動(dòng)智能制造的實(shí)現。如圖2所示邊緣計算在工業(yè)系統中的具體表現形式是工業(yè)CPS系統，該系統在底層通過(guò)工業(yè)服務(wù)適配器，將現場(chǎng)設備封裝成web服務(wù)；在基礎設施層，通過(guò)工業(yè)無(wú)線(xiàn)和工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò )將現場(chǎng)設備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數據平臺中；在數據平臺中，根據產(chǎn)線(xiàn)的工藝和工序模型，通過(guò)服務(wù)組合對現場(chǎng)設備進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和組合，并與MES等系統對接。工業(yè)CPS系統能夠支撐生產(chǎn)計劃靈活適應產(chǎn)線(xiàn)資源的變化，舊的制造設備快速替換與新設備上線(xiàn)。

圖2 引入邊緣計算后的系統架構

通過(guò)引入邊緣計算，能夠為制造業(yè)帶來(lái)以下提升：

設備靈活替換

通過(guò)web互操作接口進(jìn)行工序重組，實(shí)現新設備的即插即用，實(shí)現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(shí)施效率提升1倍。

生產(chǎn)計劃靈活調整

通過(guò)生產(chǎn)節拍、物料供給方式的自動(dòng)變化來(lái)適應每天多次的計劃調整，消除多個(gè)型號的混線(xiàn)切單，物料路徑切換導致的I/O配置時(shí)間損耗。

新工藝/新型號快速部署

通過(guò)web化的工藝模型的自適應調整消除新工藝部署帶來(lái)的PLC（涉及數百個(gè)邏輯塊、多達十幾層嵌套判斷邏輯）重編程、斷電啟停、數百個(gè)OPC變量修改重置的時(shí)間，新工藝部署時(shí)間縮短80%以上。

具體的行業(yè)化場(chǎng)景舉例：軟件定義的可重構制造系統。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年6月刊