近日，全球能源管理與自動(dòng)化領(lǐng)域的數字化轉型專(zhuān)家施耐德電氣發(fā)布名為《工業(yè)4.0：采用高彈性的邊緣計算確保最小化宕機風(fēng)險》的白皮書(shū)。與典型的IT環(huán)境不同，制造環(huán)境面臨獨特的挑戰，比如惡劣的環(huán)境條件和安全問(wèn)題，這給在這些環(huán)境中負責IT系統的人員帶來(lái)了巨大的壓力。在本白皮書(shū)中，我們討論了制造業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境和宕機成本，并介紹了在工業(yè)4.0時(shí)代實(shí)現“智能”工廠(chǎng)的技術(shù)創(chuàng )新。我們比較了不同邊緣計算基礎設施解決方案的可用性，并闡述該領(lǐng)域的最佳實(shí)踐，以幫助企業(yè)最大限度降低宕機風(fēng)險。

生產(chǎn)制造宕機成本高昂，需要確保關(guān)鍵流程“始終在線(xiàn)”

過(guò)去十年的統計數據顯示，生產(chǎn)制造的宕機可能導致企業(yè)每小時(shí)損失巨大，如汽車(chē)工業(yè)宕機的平均損失高達每小時(shí) 130 萬(wàn)美元，所有的制造業(yè)每次宕機事件的平均成本為1.7萬(wàn)美元。制造環(huán)境中的自動(dòng)化系統宕機會(huì )影響生產(chǎn)效率、盈利水平和客戶(hù)體驗，甚至會(huì )損害制造商的品牌聲譽(yù)。

施耐德電氣預計，在工業(yè)4.0時(shí)代，由于制造流程高度自動(dòng)化且互相整合，因此宕機的成本將更高。因此，為了防止宕機，企業(yè)需要進(jìn)行正確的投資以確保其關(guān)鍵流程“始終在線(xiàn)”。

IT和OT的融合使技術(shù)創(chuàng )新成為可能，但同時(shí)也面臨著(zhù)邊緣部署挑戰

工業(yè)4.0中的主要新興技術(shù)創(chuàng )新如視頻分析、數字孿生、人工智能、自主機器人、3D打印、數據分析、增強現實(shí)等，是基于數據的，并要求制造環(huán)境具備全新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和計算能力水平。IT人員需要重新審視其 IT 部署策略，通過(guò)更多的數據收集、聚合、處理和分析來(lái)支持這些技術(shù)，并將計算能力部署到更靠近用戶(hù)或“設備”的位置。

IT和OT通過(guò)融合實(shí)現智能企業(yè)控制

工業(yè)領(lǐng)域的IT人員需要集成信息技術(shù)(IT)和操作技術(shù)(OT)，并將邊緣IT部署到自動(dòng)化層級的較低級別(如控制級別、制造執行系統級別和ERP級別)，以支持視頻分析和自主機器人等技術(shù)。隨著(zhù)邊緣IT進(jìn)入制造環(huán)境，IT人員在防范IT系統故障方面將面臨更大壓力，因為這些故障可能導致自動(dòng)化系統宕機。

此外，在工業(yè)環(huán)境中部署邊緣IT系統也具有獨特的挑戰性。與一般的IT環(huán)境不同，將邊緣IT部署為生產(chǎn)車(chē)間現場(chǎng)的數據中心時(shí)會(huì )遇到以下挑戰和要求：

可用性：當邊緣IT與生產(chǎn)制造過(guò)程串聯(lián)時(shí)，邊緣IT系統的故障可能導致自動(dòng)化系統宕機，從而中斷生產(chǎn)。

潛在的環(huán)境風(fēng)險：制造廠(chǎng)房的周邊環(huán)境條件通常很難控制。溫度和濕度浮動(dòng)范圍通常很廣，粉塵顆?；蚱渌廴疚镙^多，發(fā)生漏水、振動(dòng)、碰撞和滋擾事件的概率較高。

空間限制：在制造環(huán)境中部署邊緣IT常常存在空間限制，尤其是對現有工廠(chǎng)進(jìn)行改造時(shí)。這意味著(zhù)可能沒(méi)有能放置機柜的專(zhuān)用空間。

物理安全性：與辦公樓和商業(yè)環(huán)境不同，制造環(huán)境可能難以限制人員訪(fǎng)問(wèn)已安裝的IT資產(chǎn)。工廠(chǎng)車(chē)間的人員可以隨意接觸到位于同一車(chē)間內的IT設備。

可管理性：IT設備通常遍布整個(gè)制造環(huán)境。此外，一般的工廠(chǎng)車(chē)間很少會(huì )有專(zhuān)門(mén)的IT人員來(lái)監控和管理邊緣IT。

網(wǎng)絡(luò )安全：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及也伴隨著(zhù)比以前更多的網(wǎng)絡(luò )安全風(fēng)險。

彈性邊緣計算解決方案，幫助企業(yè)最大限度降低宕機風(fēng)險

為應對這些挑戰并最大限度降低宕機風(fēng)險，IT人員需要將彈性邊緣計算解決方案引入制造環(huán)境。彈性解決方案利用了過(guò)去幾十年來(lái)在典型IT環(huán)境中采用的最佳實(shí)踐。在制造環(huán)境中部署時(shí)，為幫助IT人員實(shí)現高彈性的邊緣計算，這些解決方案還需要采用獨特的最佳實(shí)踐：

選擇專(zhuān)為制造環(huán)境設計的 IT 機柜：專(zhuān)用IT機柜可以有效應對上述許多挑戰，例如環(huán)境風(fēng)險、空間限制和物理安全性。

使用有效的電源保護和制冷方法：不間斷電源(UPS)和空調等適當的電源保護和制冷基礎設施系統可以最大限度降低宕機風(fēng)險。

采用網(wǎng)絡(luò )安全最佳實(shí)踐：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的復雜性意味著(zhù)必須在組成自動(dòng)化系統的組件及其嵌入式網(wǎng)絡(luò )系統中設計網(wǎng)絡(luò )安全功能。

投資購置監控和管理軟件：典型IT環(huán)境的最佳實(shí)踐是從集中區域或遠程來(lái)監控和管理邊緣計算。

利用合作伙伴生態(tài)系統提供完整的邊緣IT解決方案：使用開(kāi)放技術(shù)并借助成熟的合作伙伴生態(tài)系統的力量，在他們的幫助下建立完全集成的微型邊緣計算數據中心。

完全集成的邊緣計算解決方案示例

通過(guò)以上分析，我們可以得出生產(chǎn)制造宕機對于工業(yè)行業(yè)利益相關(guān)者而言是一筆巨大的損失。視頻分析、數字孿生、人工智能和自主機器人技術(shù)等與工業(yè)4.0相關(guān)的新興技術(shù)創(chuàng )新將提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量并減少設備故障等。通過(guò)集成IT和OT并將邊緣IT部署為現場(chǎng)數據中心，可以實(shí)現這些技術(shù)創(chuàng )新。但是，將邊緣IT引入自動(dòng)化層級的較低層級(如傳感器/執行器和控制)將增加制造過(guò)程的宕機風(fēng)險。施耐德電氣《工業(yè)4.0：采用高彈性的邊緣計算確保最小化宕機風(fēng)險》白皮書(shū)提供的最佳實(shí)踐可以幫助工業(yè)IT人員通過(guò)彈性邊緣計算將風(fēng)險降至最低，并解決諸如惡劣環(huán)境、網(wǎng)絡(luò )安全、物理安全和可管理性等獨特的行業(yè)難題。

《工業(yè)4.0：采用高彈性的邊緣計算確保最小化宕機風(fēng)險》白皮書(shū)，是施耐德電氣基于豐富的行業(yè)觀(guān)察和實(shí)踐經(jīng)驗而得出的結論，其發(fā)布為實(shí)現工業(yè)4.0時(shí)代的彈性邊緣計算部署提供了清晰的思路。施耐德電氣在工業(yè)、IT行業(yè)及邊緣計算領(lǐng)域已深耕數十年，有著(zhù)領(lǐng)先的洞察與實(shí)踐，并一直在創(chuàng )新中求發(fā)展。在為用戶(hù)提供具有出色可用性和可靠性的產(chǎn)品及解決方案的同時(shí)，施耐德電氣也傾盡全力，為業(yè)內人士盡可能提供更多知識共享的平臺和機遇。施耐德電氣持續通過(guò)SE.com和APC.com網(wǎng)站免費提供白皮書(shū)和工具，與業(yè)界分享有益的見(jiàn)解，當前共有200多份白皮書(shū)可供選擇。

來(lái)源：騰訊新聞