[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2003年开始出现边缘服务的概念。当时IBM在WebSphere上提供关于Edge的服务。2014年,欧洲电信标准化协会(european telecommunications standards institute,ETSI)成立移动边缘计算(mobile edge computing ,MEC)标准化工作组,同年AT&T、思科、通用电气、IBM 和英特尔成立AII,自此开始对边缘设备进行了系统的研究。2016年,华为技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、英特尔公司、ARM和软通动力信息技术(集团)有限公司联合倡议发起边缘计算产业联盟(edge computing consortium,ECC),我国正式开始对工业边缘设备进行研究。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]针对传统的批量化和刚性的生产系统在生产需求发生变化时,生产线调整时间长以及维护成本高的问题,2017年,沈阳自动化研究所搭建了智能制造边缘计算示范系统。该系统中的边缘设备可以分成3类,分别是边缘计算数据平台、边缘计算网络和边缘计算网关。通过该示范系统中的边缘设备可以灵活替换设备,调整生产计划以及快速部署新工艺。2018年,沈阳自动化研究针对机床行业的边缘设备进行了研究,提出了一整套架构,并通过汽车装配领域、工程机械领域、铸造装备领域和光伏装备领域的四套实际生产系统对该框架进行了测试[9]。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]机加工行业边缘设备应用示意图如图1所示。它由四部分组成,分别是终端层、网络层、边缘层和工业云平台。终端层由各物联网设备组成,例如数控机床(computerized numerical control,CNC)、工业机器人、自动导引小车(automated guided vehicle,AGV)、可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)、射频识别(radio frequency identification,RFID)等。这里只考虑终端设备的数据采集能力,不考虑其计算能力。网络层是终端层和边缘层的网络传输通道,主要包括现场总线、工业以太网、无线局域网和无线传感器网络等连接方式,比如CNC、PLC设备通过现场总线或者工业以太网和边缘设备连接,RFID设备通过无线局域网和边缘设备连接。工业云平台是面向工业生产环节的数据分析与开发的平台,数据处理流程包括三个部分,分别是数据存储、数据分析和数据可视化决策管理[10]。边缘设备一般通过4G、5G和云平台连接[11]。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]边缘层由各种边缘控制器组成,为终端提供就近服务(例如快速响应终端设备的请求,处理终端设备的实时数据)。边缘控制器一般由三类边缘设备组成,分别是网络设备、存储设备和计算设备[12]。其中:网络设备主要负责和工业云平台、终端设备之间的通信;计算设备主要负责对终端数据进行实时分析;存储设备主要负责对终端数据进行存储。边缘设备可以有效缓解云计算中心的压力,降低宽带的消耗,提高数据处理效率[13]。但是边缘设备在发展过程中也遇到了一些瓶颈。一是边缘设备一般只具有网络、存储和计算功能中的一种,很少有设备将这三种功能集中到一起。二是工业云平台依旧是最大的数据处理中心,边缘设备处理的事务是有限的,仍有一些复杂事务需要云平台来完成
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