雾计算是如何用于工业领域的？又有哪些优势？.doc

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1、雾计算是如何用于工业领域的？又有哪些优势？　　通过工业物联网（IIoT）来实现自动化系统，部署传感器来测量、监控和分析数据，从而提高效率，并增加生产经营的收入，越来越多的制造企业正受益于此。　　这些新连接起来的工厂，所产生的数据量惊人，甚至可以用拍字节（100万千兆字节）来衡量：连接在工业控制系统（ICS）上的传感器、自主的无人值守机器、工业机器人以及覆盖全场的视频监控摄像头，产生了数以百万计的数据流。　　利用传统的信息技术（IT）方法来处理运营技术（OT）环境，已经无法满足在需要与供应商互联的、受控的、严苛的运营环境中，对容量、延迟、移动性、可靠性、安全性、保密性和网络带

2、宽等方面提出的挑战。现在是时候采用新的架构方法，使IIoT可以在雾计算中充分发挥其潜能。　　雾计算是如何用于工业领域的？又有哪些优势？　　通过工业物联网（IIoT）来实现自动化系统，部署传感器来测量、监控和分析数据，从而提高效率，并增加生产经营的收入，越来越多的制造企业正受益于此。　　这些新连接起来的工厂，所产生的数据量惊人，甚至可以用拍字节（100万千兆字节）来衡量：连接在工业控制系统（ICS）上的传感器、自主的无人值守机器、工业机器人以及覆盖全场的视频监控摄像头，产生了数以百万计的数据流。　　利用传统的信息技术（IT）方法来处理运营技术（OT）环境，已经无法满足在需要与

3、供应商互联的、受控的、严苛的运营环境中，对容量、延迟、移动性、可靠性、安全性、保密性和网络带宽等方面提出的挑战。现在是时候采用新的架构方法，使IIoT可以在雾计算中充分发挥其潜能。　　　　图1：图中显示了OpenFog架构的8支柱模型，包括安全性、可扩展性、开放性、自主性、可靠性/可用性/可服务性（RAS）、灵活性、层次结构和可编程性。 　　定义雾计算　　雾计算是为数据密集、高性能计算、高风险环境而设计的。雾是一种新兴的分布式体系架构，它在云和与之相连接的设备之间架起桥梁，而不需要在现场和工厂中建立永久的云连接。通过选择性地转移计算、存储、通信、控制，雾计算可以在靠近物联网

4、传感器和执行器（这是数据产生和使用）的地方来制定决策。它是云计算的有益补充，而不是完全替代，这样就可以在生产制造环境中实现高效、经济、安全和建设性地使用IIoT。　　雾有时也被称为边缘计算，但它们之间有关键的区别。雾是边缘功能的超集。雾架构将资源和数据源与驻留在南北边缘设备（云到传感器）、东西边缘设备（功能到功能或点对点）的层次结构结合在一起，以获得最大效率。边缘计算往往仅限于少量的南北层，通常与简单的协议网关功能相关。　　雾节点是雾体系结构的基本元素。雾节点可以是任何提供雾架构的计算、网络、存储和加速元素的设备。例如，工业控制器、交换机、路由器、嵌入式服务器、复杂网关、可

5、编程逻辑控制器（PLC）以及智能物联网节点（如视频监控摄像机）等。　　　　图2：智能工厂中的雾节点：单个机器、制造单元和生产线相互连接起来，以优化基础结构来提供服务交付。　　使工厂受益的雾架构　　工厂可以充分利用雾节点层的数据流，使工厂间连接的更好。位于总体结构上较低层级的雾节点，如单个计算机，可以直接连接到本地传感器和执行器上，以便能够及时分析数据，解释异常工况。如果已经获得授权的话，它还可以自主地响应和补偿问题或解决问题。另外，雾节点还可以将更高级别雾层次结构的适当服务请求，发送给拥有更好的技术资源、机器学习能力或维护服务的提供商。　　如果工况需要实时决策，例如在设备受

6、损之前将其停机，或调整关键过程参数，雾节点可以提供毫秒级延迟的分析和操作。制造商不必通过云数据中心的路由来实现此实时决策。这有助于避免潜在的延迟问题、队列延迟或网络/服务器停机时间，而这些延迟都会导致工业事故、降低生产效率或产品质量。　　在工厂中，位于较高层次的雾节点，可以获得对工业过程更广阔的视角。它们可以添加更多的功能，如生产流水线操作的可视化、监视故障机器的状态、生产参数的调整、生产计划的修改、订购供应以及将警报发送给合适的人。　　用于工业领域的雾计算　　为了说明在更恶劣的环境中雾计算是如何工作的，让我们先了解一下使用压力和流量传感器、控制阀和泵的输油管线。传统上，远

7、程传感器读取完数据后，并通过昂贵的卫星链路传输到云中，从而进行数据分析以及检测异常情况。云端将命令回传给操作员，以便其进行阀门位置调整等操作。　　由于网络带宽价格昂贵，而且连接性可能会下降，在恶劣天气下更是如此，因此这种方法有时并不是十分理想。传输数据也可能受到黑客的攻击、往返延迟时间太长等因素的影响，这都会导致反应速度减缓，从而影响对关键事件的响应。　　增加雾计算，将层次结构中的本地雾节点布置在管线附近，就可以通过廉价和快速的本地网络设施，将其连接到传感器和执行器。雾节点提升了安全性能，减少了泄密的机会，如果已经