中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所機器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室，中國科學(xué)院網(wǎng)絡(luò )化控制系統重點(diǎn)實(shí)驗室，中國科學(xué)院機器人與智能制造創(chuàng )新研究院蘭大鵬，夏長(cháng)清，曾鵬

1　引言

隨著(zhù)新一代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、人工智能等的崛起，工業(yè)控制系統逐漸由傳統分層、封閉、獨立的工業(yè)自動(dòng)化架構向開(kāi)放、平臺化的新型自動(dòng)化架構轉變，美國著(zhù)名自動(dòng)化咨詢(xún)ARC公司給出了其發(fā)展的主要趨勢：邊緣智能化、開(kāi)放流程自動(dòng)化、虛擬與物理深度融合等。其中，瑞典皇家工學(xué)院和ABB研究院的龐智博等人提出的基于云邊自動(dòng)化的工業(yè)控制系統，無(wú)疑將對下一代工業(yè)自動(dòng)化架構的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響[1]，如圖1所示。

圖1 工業(yè)自動(dòng)化系統設計范式的演變：從ISA-95模型的金字塔自動(dòng)化（左）到云自動(dòng)化（中），以及到提出的云霧自動(dòng)化范式（右）

目前主流的工業(yè)控制系統采用ISA-95為代表的金字塔架構。在ISA-95模型中（見(jiàn)圖1左側），制造企業(yè)中的所有通信、計算和控制元素在邏輯上和物理上都被分割為五個(gè)獨立的層級（從0級到4級），每個(gè)層級對應于物理機器、低級機器控制、中級監督控制、MES和ERP。這種分層架構在工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，確實(shí)起到了重要的作用，但隨著(zhù)工業(yè)4.0、智能制造等概念的提出，其局限性也逐漸顯現。首先，分層架構的通信效率較低，數據傳輸過(guò)程中易出現延遲，對于實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)景適應性差；其次，各層級之間的耦合性較差，難以實(shí)現快速靈活的協(xié)同控制；最后，由于各層級的獨立性，導致系統的整體優(yōu)化難度大，資源利用率低。

在這種背景下，更為扁平化的基于云邊自動(dòng)化的工業(yè)控制技術(shù)應運而生。其中云自動(dòng)化可通過(guò)ISA-95模型的3級和4級功能在云中的聯(lián)合部署實(shí)現（見(jiàn)圖1中心，例如NAMUR開(kāi)放架構（NOA）、統一架構的開(kāi)放平臺通信（OPC UA）云機器人學(xué)）；ISA-95模型的1級和2級功能可以從特定用途的計算硬件（如可編程邏輯控制器（PLC）和工業(yè)PC（IPC））遷移到通用且虛擬化的邊計算基礎設施，由此組成了邊自動(dòng)化，云與邊結合后形成了我們提出的“云邊自動(dòng)化”范式（見(jiàn)圖1右側）。云邊自動(dòng)化中的3級和4級軟件功能托管在通用的云計算基礎設施中，更重要的是，1級和2級的時(shí)效性控制功能也由我們稱(chēng)為“邊”的通用計算基礎設施托管。因此，ISA-95金字塔中的分層結構僅在邏輯上存在，而物理拓撲變得更加平坦，即任何節點(diǎn)都可以根據需要和安全規則訪(fǎng)問(wèn)來(lái)自任何其他節點(diǎn)的信息。

云邊自動(dòng)化的另一個(gè)特征是采用下一代無(wú)線(xiàn)技術(shù)（如5G超可靠低延遲通信（URLLC）、Wi-Fi6/7等）替換1級和2級的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )?；诖?，計算任務(wù)可以從更高級別的計算基礎設施加載到更低級別的計算基礎設施，例如，從遠程云到邊緣云、從邊緣云到邊緣終端，以及從邊緣終端到現場(chǎng)I/O設備（如果有足夠的計算能力）。這是一個(gè)重要的特征，可以保證整個(gè)系統相對于1級和2級控制的嚴格延遲和可靠性要求的可用性，例如，當網(wǎng)絡(luò )或云/邊計算基礎設施暫時(shí)不可用或性能不佳時(shí)，編排系統將自動(dòng)將時(shí)效性任務(wù)移動(dòng)到更接近數據生產(chǎn)者和消費者，以減少負面后果。即，云邊自動(dòng)化需要根據應用、用戶(hù)的需求和基礎設施的狀況雙向遷移計算任務(wù)，向上或者向下。

由此可見(jiàn)，發(fā)展基于云邊自動(dòng)化的工業(yè)控制系統具有重大意義，并將從多樣性、資源利用等方面提高制造業(yè)水平。其主要優(yōu)勢及特征如下：

（1）提高通信效率：通過(guò)邊緣計算，實(shí)時(shí)數據處理和分析可以在生產(chǎn)現場(chǎng)就近完成，大幅減少了數據傳輸延遲。

（2）提高系統的靈活性和協(xié)同性：通過(guò)邊緣計算和云計算的緊密結合，各層級之間的耦合性得到增強，使得快速靈活的協(xié)同控制成為可能。

（3）提高系統整體優(yōu)化能力和資源利用率：通過(guò)邊緣計算，生產(chǎn)現場(chǎng)的實(shí)時(shí)數據可以更好地被利用，從而實(shí)現了生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化。

2　基于云邊自動(dòng)化的控制系統面臨挑戰

目前，基于云邊自動(dòng)化的控制系統尚處于發(fā)展階段，實(shí)現滿(mǎn)足柔性化、智能化需求的新一代開(kāi)放、平臺化自動(dòng)化系統還面臨著(zhù)諸多挑戰。本文將從虛擬化技術(shù)、通-算-控互動(dòng)機制、新一代通信技術(shù)，以及安全性與可用性協(xié)同優(yōu)化等幾方面展開(kāi)介紹。

2.1　虛擬化技術(shù)

虛擬化是實(shí)現云邊自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，它允許在物理資源上創(chuàng )建多個(gè)虛擬實(shí)例，提高了資源利用率和靈活性。在云邊自動(dòng)化的背景下，虛擬化主要涵蓋硬件虛擬化、通信虛擬化和應用虛擬化，如圖2所示。硬件虛擬化涉及創(chuàng )建一種虛擬環(huán)境，這種環(huán)境使多個(gè)用戶(hù)或應用程序能夠共享同一硬件資源，而不會(huì )相互干擾，這對于優(yōu)化邊緣設備的性能至關(guān)重要，尤其是在資源受限的環(huán)境中。在云邊自動(dòng)化中，硬件虛擬化可以幫助實(shí)現更靈活的計算資源分配，使得邊緣設備能夠根據需要動(dòng)態(tài)地調整計算能力。通信虛擬化允許在同一網(wǎng)絡(luò )硬件上創(chuàng )建多個(gè)虛擬通信網(wǎng)絡(luò )。這對于云邊自動(dòng)化系統中的數據傳輸和處理至關(guān)重要，可以提高數據傳輸的效率和安全性。通過(guò)通信虛擬化，可以更有效地隔離和管理不同應用和服務(wù)之間的通信，確保了數據的安全和完整性，同時(shí)提高了網(wǎng)絡(luò )資源的使用效率。應用虛擬化指的是將應用程序從它們運行的物理資源中抽象出來(lái)。這使得應用程序不依賴(lài)特定底層硬件的情況下運行，增加了應用的可移植性和可訪(fǎng)問(wèn)性。在云邊自動(dòng)化環(huán)境中，應用虛擬化允許更快速、靈活地部署和管理應用程序。這對于需要迅速響應市場(chǎng)變化和技術(shù)更新的自動(dòng)化系統尤為重要。綜上所述，虛擬化不僅提高了云邊自動(dòng)化系統中的資源利用率和靈活性，而且對于實(shí)現更高效、安全和可擴展的自動(dòng)化解決方案至關(guān)重要。

圖2 云邊自動(dòng)化中的虛擬化技術(shù)

2.2　網(wǎng)算控互動(dòng)機制

確定性響應是基于云邊自動(dòng)化的工業(yè)系統柔性化、智能化的基石，其核心是對系統中多維資源的協(xié)同互動(dòng)。然而，不同于廣域網(wǎng)中的算力路由、算網(wǎng)協(xié)同管理等概念，工業(yè)系統中的網(wǎng)算控存在算力資源分布零散且有限、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議七國八制以及控制高精度高穩定性等要求，面臨“傳不暢、算不動(dòng)、存不下、控不準”的局面。因此，如何在動(dòng)態(tài)環(huán)境下，通過(guò)對網(wǎng)絡(luò )、計算、控制的協(xié)同互動(dòng)，對生產(chǎn)系統性能進(jìn)行保障意義重大。所謂互動(dòng)，即，生產(chǎn)系統根據環(huán)境與作業(yè)變化，以系統穩定性及作業(yè)響應確定性等為基本目標，自適應地對網(wǎng)絡(luò )、計算以及控制資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化調節的行為。相應的，這種資源水流般自調節的性能保障機制，即為面向云邊自動(dòng)化的網(wǎng)算控互動(dòng)機制，適用于云-邊-端各個(gè)層次，其作業(yè)包括指令傳輸、智能決策、控制優(yōu)化等工業(yè)系統中常見(jiàn)操作。

圖3 網(wǎng)算控互動(dòng)下的生產(chǎn)模式現狀及愿景

網(wǎng)算控互動(dòng)機制下的生產(chǎn)模式現狀及愿景如圖3所示。以柔性產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)為例，在產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中可能出現切削工件形狀、材質(zhì)改變，原本無(wú)關(guān)聯(lián)的自動(dòng)引導車(chē)與機器人需要運動(dòng)加工等情況，此時(shí)，相關(guān)設備需要重新?tīng)帗層嬎?、網(wǎng)絡(luò )資源，以滿(mǎn)足自身制造節拍需求。目前的生產(chǎn)系統為了保護競爭所產(chǎn)生的不確定性，采用資源綁定與資源預留應對動(dòng)態(tài)變化，即對可變化設備綁定專(zhuān)用算力，并預留充足的信道或頻譜資源，通過(guò)資源冗余供給的方式規避不確定風(fēng)險。但柔性化生產(chǎn)的狀態(tài)空間隨生產(chǎn)規模呈冪指數增長(cháng)，僅依靠資源冗余供給無(wú)法保障柔性生產(chǎn)確定性。同時(shí)，“煙囪化”算力利用率僅為30%左右，而智能計算算力需求每100天翻一倍，算力供需成本嚴重不對等也導致資源冗余供給難以長(cháng)治久安。而合理利用資源的生產(chǎn)系統應該是，當生產(chǎn)發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò )、計算與制造資源進(jìn)行確定性互動(dòng)，本地算力對作業(yè)進(jìn)行評估，無(wú)法本地決策部分遷移至滿(mǎn)足傳輸開(kāi)銷(xiāo)與計算開(kāi)銷(xiāo)的空閑計算單元中。與此同時(shí)，通過(guò)降低相關(guān)區域信息交互量或與邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)商改變部分通信的傳輸路徑，釋放用以建立新通信的網(wǎng)絡(luò )資源。

2.3　新一代通信技術(shù)-基于IP的全實(shí)時(shí)通信

圖4 新一代通信技術(shù)-基于IP的全實(shí)時(shí)通信

在目前的自動(dòng)化系統中，存在著(zhù)“七國八制”的情況，即多種通信協(xié)議并存，各自有不同的標準和應用領(lǐng)域。這種多樣性既反映了技術(shù)發(fā)展的多元性，也帶來(lái)了一定的挑戰。自動(dòng)化系統中常見(jiàn)的通信協(xié)議包括Modbus、Profibus、Ethernet/IP、Profinet、CANopen、BACnet、OPC UA等。這些協(xié)議各有特點(diǎn)，被設計用于滿(mǎn)足不同的工業(yè)應用需求。例如，Modbus通常用于簡(jiǎn)單的設備間通信，而Profinet則適用于更復雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。不同的通信協(xié)議意味著(zhù)不同的數據格式、傳輸速率、連接方式等，這導致了設備和系統間的兼容性問(wèn)題。在多種協(xié)議共存的情況下，實(shí)現設備間的有效通信和集成變得更加復雜，尤其是在涉及不同制造商和技術(shù)的系統中。為了實(shí)現不同協(xié)議之間的通信和集成，通常需要額外的中間件或網(wǎng)關(guān)設備。這不僅增加了系統的復雜性，還可能引入新的延遲和故障點(diǎn)。維護多協(xié)議系統需要更多的專(zhuān)業(yè)知識和資源，尤其是在升級和故障排查時(shí)。盡管存在多樣化的協(xié)議，但業(yè)界正逐漸向統一和標準化的方向發(fā)展。例如，OPC UA（Open  Platform Communications Unified Architecture）被視為一個(gè)統一的通信框架，能夠跨越不同的協(xié)議和平臺。這種統一化的趨勢有助于簡(jiǎn)化系統集成，提高了互操作性和可維護性。

因此，為實(shí)現高效的云邊自動(dòng)化，需要新一代的通信技術(shù)，尤其是基于IP的全實(shí)時(shí)通信系統。這種通信技術(shù)對于保證云邊環(huán)境中的數據傳輸效率和系統響應速度至關(guān)重要?；贗P的通信架構提供了更高的靈活性和可擴展性。它允許不同類(lèi)型的設備和系統無(wú)縫連接，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò )架構。相比傳統的非IP通信技術(shù)，基于IP的解決方案可以更容易地集成到現有的網(wǎng)絡(luò )基礎設施中，降低了系統升級和維護的成本。在云邊自動(dòng)化系統中，實(shí)時(shí)性是確保系統高效運行的關(guān)鍵因素。例如，在工業(yè)自動(dòng)化或智能運輸系統中，延遲低的實(shí)時(shí)通信對于系統的可靠性和安全性至關(guān)重要。實(shí)時(shí)通信技術(shù)使得系統能夠快速響應外部變化，實(shí)時(shí)處理數據，從而提高了決策效率和系統性能。全實(shí)時(shí)通信要求網(wǎng)絡(luò )具有極低的延遲和高可靠性。這需要高效的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、先進(jìn)的路由技術(shù)，以及有效的流量管理和優(yōu)化策略。為了解決這些挑戰，可以采用最新的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，如5G通信、軟件定義網(wǎng)絡(luò )（SDN）和網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化（NFV）。這些技術(shù)可以提供更快的數據傳輸速度、更靈活的網(wǎng)絡(luò )管理，以及更高的網(wǎng)絡(luò )可靠性。

2.4　安全性與可用性協(xié)同優(yōu)化

圖5 安全性與可用性協(xié)同優(yōu)化

在云邊自動(dòng)化中，同時(shí)優(yōu)化安全性和可用性是一項技術(shù)挑戰，因為這兩個(gè)方面往往需要在資源和設計上做出權衡。邊緣設備通常計算能力和存儲空間有限，需要用于同時(shí)實(shí)現安全措施和維持高效的運行。實(shí)現復雜的安全協(xié)議可能會(huì )消耗較多的計算資源，將影響設備的響應時(shí)間和整體性能。另外安全更新（如補丁和軟件升級）對于維護系統安全至關(guān)重要，但這些更新可能會(huì )暫時(shí)降低系統的可用性，在不中斷關(guān)鍵服務(wù)的情況下部署安全更新是一個(gè)挑戰。實(shí)施嚴格的身份驗證和訪(fǎng)問(wèn)控制機制有助于提高安全性，但過(guò)于復雜的認證過(guò)程可能影響用戶(hù)體驗和服務(wù)的及時(shí)性，在分布式和動(dòng)態(tài)的云邊環(huán)境中管理訪(fǎng)問(wèn)控制是復雜的。在保護用戶(hù)隱私的同時(shí)有效處理大量數據是一個(gè)挑戰，特別是當涉及到敏感信息時(shí)。實(shí)施隱私增強技術(shù)（如數據脫敏或同態(tài)加密）可能會(huì )增加計算負擔。設計能夠快速從攻擊或故障中恢復的系統對于保持高可用性至關(guān)重要。實(shí)施有效的備份和故障轉移機制，同時(shí)保持系統的安全性和完整性。解決這些挑戰需要一種綜合方法，將安全性措施嵌入到系統設計的每個(gè)層面，同時(shí)確保這些措施不會(huì )過(guò)度影響系統性能和用戶(hù)體驗。此外，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，需要不斷更新和適應新的安全威脅，以保持系統的安全性和高可用性。

2.5　平臺體系結構

圖6 云邊自動(dòng)化平臺架構

圖6是一個(gè)云邊自動(dòng)化平臺的參考體系結構圖。它分為多個(gè)層次，包括底層的硬件和操作系統，以及頂層的應用和服務(wù)。底層硬件：包括了CPU、GPU、TPU和FPGA等異構的計算資源。虛擬化層：主要利用虛擬化軟件將計算資源、通信資源等虛擬化，如容器引擎（Container engine）和虛擬機（VM）。操作系統：這一層是連接硬件和上層軟件的基礎系統，包括實(shí)時(shí)操作系統。中間件：中間件分為幾個(gè)部分，包括基礎中間件、AI中間件、協(xié)議中間件和安全中間件。這一層提供了軟硬件之間的橋梁和數據的傳輸、處理的功能。工控系統：工控系統包括了ROS/ROS2、CODESYS PLC和Eclipse 4diac等系統?；A服務(wù)層：提供了Kubernetes和KubeEdge等容器管理和邊緣計算服務(wù)。應用層：包括了多種類(lèi)型的應用，例如傳感器應用、云服務(wù)應用和數據化應用等。云邊協(xié)同：圖中提到的云邊協(xié)同，指的是云計算和邊緣計算協(xié)同工作，以提供高效的服務(wù)。安全性：安全性被貫穿在整個(gè)體系結構中，特別是在協(xié)議中間件層中，包含了多種安全相關(guān)的協(xié)議和技術(shù)，如EtherNet/IP+CIPSafety、OPCUA+Safety等。整個(gè)體系結構展示了一個(gè)從硬件到應用的完整云邊自動(dòng)化平臺的結構，重點(diǎn)在于各層次之間的協(xié)同和安全性，以及如何有效地將云計算和邊緣計算結合起來(lái)，以提供自動(dòng)化服務(wù)。

3　云邊自動(dòng)化未來(lái)展望

3.1　設計制造一體化的新范式

在云邊自動(dòng)化的未來(lái)展望中，設計與制造一體化是一個(gè)創(chuàng )新的理念，它強調在產(chǎn)品的設計階段就考慮制造過(guò)程，以及在制造階段反饋設計優(yōu)化。這種一體化思維有助于縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，減少資源浪費，并能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。設計制造一體化不僅優(yōu)化了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程，也加強了跨部門(mén)和跨組織的協(xié)作，從而推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的創(chuàng )新和發(fā)展。邊緣計算的興起為設計制造一體化提供了強大的技術(shù)支持。通過(guò)在邊緣節點(diǎn)進(jìn)行數據處理，可以實(shí)時(shí)獲取制造過(guò)程中的數據，從而快速地將設計變更實(shí)施到生產(chǎn)線(xiàn)上。同時(shí)，虛擬化技術(shù)能夠創(chuàng )建與物理環(huán)境相隔離的數字孿生，這使得設計師能夠在虛擬環(huán)境中測試和優(yōu)化設計，而無(wú)需物理原型，從而進(jìn)一步加速了設計與制造的一體化進(jìn)程。這些技術(shù)驅動(dòng)因素共同構建了一個(gè)更加靈活和響應迅速的生產(chǎn)環(huán)境。實(shí)際工業(yè)控制系統中的設計制造一體化已經(jīng)開(kāi)始體現。例如，某些先進(jìn)的汽車(chē)制造企業(yè)已經(jīng)采用云邊自動(dòng)化技術(shù)，將車(chē)輛設計的虛擬模擬直接與制造線(xiàn)上的機器人編程相結合，這樣可以即時(shí)調整和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。另一個(gè)案例是在半導體制造中，設計數據能夠直接輸入到生產(chǎn)設備中，生產(chǎn)設備根據實(shí)時(shí)的監控數據自動(dòng)調整加工參數，確保了生產(chǎn)過(guò)程的精確性和一致性。這些案例表明，設計制造一體化已經(jīng)成為提高工業(yè)生產(chǎn)智能化和自動(dòng)化水平的關(guān)鍵步驟。

3.2　IT/OT融合的前沿探索

IT（信息技術(shù)）和OT（操作技術(shù)）的融合是指在生產(chǎn)和運營(yíng)環(huán)境中將信息技術(shù)的數據處理和分析能力與操作技術(shù)的物理設備控制和管理能力結合起來(lái)。這一融合使得企業(yè)可以實(shí)時(shí)地監控和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高了運營(yíng)效率，減少了故障停機時(shí)間，增強了產(chǎn)品質(zhì)量和供應鏈管理。更進(jìn)一步，IT/OT融合有助于打破信息孤島，促進(jìn)跨部門(mén)數據共享，為企業(yè)決策提供了更全面的視角和數據支持。云邊自動(dòng)化通過(guò)提供一個(gè)框架和技術(shù)棧，促進(jìn)了IT和OT的融合。云邊自動(dòng)化平臺可以整合來(lái)自OT環(huán)境的實(shí)時(shí)數據，如傳感器讀數、機器狀態(tài)和生產(chǎn)流程信息，并將這些數據傳輸到IT系統。這樣，IT系統可以進(jìn)行數據分析、監控和報告，使決策者能夠根據實(shí)時(shí)信息做出更好的決策。邊緣計算使得數據處理能夠在數據產(chǎn)生的地點(diǎn)附近進(jìn)行，這減少了延遲并提高了響應速度。同時(shí)，云計算提供了強大的資源來(lái)進(jìn)行大規模數據分析和存儲。云邊自動(dòng)化平臺利用邊緣計算來(lái)處理OT數據，同時(shí)利用云計算的強大能力來(lái)進(jìn)行深入分析和資源管理。云邊自動(dòng)化平臺常常采用標準化的協(xié)議和接口，比如MQTT、OPC-UA等，這有助于不同的IT和OT設備之間的通訊和數據交換。這種標準化是實(shí)現兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域融合的基礎。中間件和應用程序接口（API）在云邊自動(dòng)化中起到橋梁作用，它們使IT應用能夠訪(fǎng)問(wèn)和控制OT設備，反之亦然。這樣，操作技術(shù)和信息技術(shù)之間可以有更流暢的互動(dòng)。云邊自動(dòng)化平臺在設計時(shí)會(huì )考慮到安全性和合規性問(wèn)題，確保在整合IT和OT系統的過(guò)程中保護關(guān)鍵基礎設施不受威脅。這些平臺可以實(shí)現高級的安全監控和響應機制，保護數據和物理資產(chǎn)。通過(guò)創(chuàng )建OT環(huán)境的數字孿生，云邊自動(dòng)化平臺允許在虛擬環(huán)境中模擬和測試物理環(huán)境的變化，這樣可以在實(shí)際改變任何OT系統之前，預測變化將如何影響整個(gè)系統。云邊自動(dòng)化技術(shù)可以將AI和機器學(xué)習算法應用于OT數據，這樣可以實(shí)現更智能的預測維護、資源優(yōu)化和生產(chǎn)流程控制。通過(guò)這些方式，云邊自動(dòng)化不僅促進(jìn)了IT和OT的融合，還提高了操作效率，降低了成本，并為企業(yè)提供了更高層次的業(yè)務(wù)洞察和創(chuàng )新能力。

4　結論

基于云邊自動(dòng)化的工業(yè)控制系統代表了工業(yè)自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展方向，它通過(guò)整合云計算和邊緣計算，提升了通信效率、系統靈活性和資源利用率。盡管面臨一些技術(shù)挑戰，如虛擬化技術(shù)、網(wǎng)算控互動(dòng)機制和新一代通信技術(shù)等，但這些挑戰的解決將進(jìn)一步推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng )新和應用。最終，云邊自動(dòng)化有望在設計制造一體化、IT/OT融合等多個(gè)領(lǐng)域實(shí)現顯著(zhù)的技術(shù)突破，為智能制造和工業(yè)4.0的實(shí)現提供強大支持。

★基金項目：國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2022YFB3304004），國家自然科學(xué)基金項目（92267301，92367301）。

作者簡(jiǎn)介：

蘭大鵬（1991-），男，副研究員，博士，現就職于中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所，研究方向為邊緣計算、云化控制、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

夏長(cháng)清（1985-），男，副研究員，博士，現就職于中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所，研究方向為工業(yè)網(wǎng)絡(luò )調度、邊緣計算。

曾　鵬（1976-），男，研究員，博士，現任中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所副所長(cháng)，研究方向為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算。

摘自《自動(dòng)化博覽》2024年第二期暨《邊緣計算2024專(zhuān)輯》