工業(yè)4.0時代中，邊緣計(jì)算在工業(yè)應(yīng)用場景的優(yōu)勢

邊緣計(jì)算是一種相對于云計(jì)算而提出的概念，可以理解為一種理數(shù)據(jù)源更近的云計(jì)算，可定義為在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭與云計(jì)算之間的任意位置處，有邊緣設(shè)備參與的一種計(jì)算形式。

 

在工業(yè)領(lǐng)域，某些控制場景對計(jì)算的高效性有嚴(yán)格的要求，將數(shù)據(jù)傳輸至云端計(jì)算可能無法滿足高效實(shí)時的需求，同時考慮到在工業(yè)現(xiàn)場中存在大量異構(gòu)的總線連接，設(shè)備之間的通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，需要將計(jì)算資源部署在工業(yè)現(xiàn)場附近才能滿足需求，即邊緣計(jì)算技術(shù)。

 

當(dāng)前，

Edge AI 使任何設(shè)備或計(jì)算機(jī)都能夠?qū)崟r處理數(shù)據(jù)，并以最少的延遲做出AI主導(dǎo)的決策。這種便利性帶來了需要快速、實(shí)時洞察的新用例，如掃描裝配線上的產(chǎn)品缺陷、識別工作場所危險、標(biāo)記需要維護(hù)的機(jī)器等。

 

邊緣計(jì)算在工業(yè)中的核心優(yōu)勢

 

當(dāng)前，邊緣計(jì)算為制造商提供了許多優(yōu)勢，包括：

 

超低延遲處理：在制造場景中，吞吐量至關(guān)重要。檢查流程可能是整個流程中的關(guān)鍵瓶頸。在邊緣處理數(shù)據(jù)可以節(jié)省寶貴的微秒，因?yàn)閿?shù)據(jù)不需要發(fā)送到云端或從云端發(fā)送出去。

 

增強(qiáng)安全性：制造商的數(shù)據(jù)是關(guān)鍵IP。與通過云發(fā)送數(shù)據(jù)相比，將數(shù)據(jù)保存在設(shè)備內(nèi)意味著不易受到攻擊或數(shù)據(jù)泄露，保持安全。

 

節(jié)省帶寬：僅向云發(fā)送人工智能處理的智能數(shù)據(jù)，并在設(shè)備上本地處理剩余的高速（例如振動）和大容量（例如圖像和視頻）數(shù)據(jù)，可降低數(shù)據(jù)傳輸速率并釋放帶寬，從而降低成本。

利用 OT 領(lǐng)域知識：授權(quán)OT領(lǐng)域?qū)＜彝ㄟ^利用他們的隱性知識來控制數(shù)據(jù)處理 AI 參數(shù)，使他們能夠創(chuàng)建一個高度適應(yīng)性和注重結(jié)果的敏捷解決方案。

 

多應(yīng)用的擴(kuò)展：通過更加開放的框架，便于針對工業(yè)現(xiàn)場定制多樣的應(yīng)用來匹配實(shí)際生產(chǎn)過程的需要，增強(qiáng)控制層的能力。

 

強(qiáng)健的基礎(chǔ)設(shè)施：通過邊緣設(shè)備在現(xiàn)場處理數(shù)據(jù)，使公司能夠在不中斷的情況下保持其生產(chǎn)過程，即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷。

 

邊緣計(jì)算在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景

 

邊緣計(jì)算將技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合，已經(jīng)得到一定的研究，被應(yīng)用于很多工業(yè)場景。

 

1、故障診斷與缺陷檢測：在所有數(shù)據(jù)分析場景中，故障診斷與缺陷檢測類往往較為重要，而邊緣計(jì)算能夠?yàn)槠涮峁└憬莸挠?jì)算資源，因此這是目前應(yīng)用最多的一種工業(yè)邊緣計(jì)算場景之一。典型的應(yīng)用有基于深度學(xué)習(xí)的軸承故障診斷，刀具磨損監(jiān)控、產(chǎn)線零件識別與缺陷檢測、設(shè)備實(shí)施監(jiān)控運(yùn)維等。邊緣計(jì)算低時延的特性提高了診斷的響應(yīng)速度以及及檢測效率。

 

2、產(chǎn)量優(yōu)化：在生產(chǎn)工廠中，了解生產(chǎn)過程中所用成分的準(zhǔn)確數(shù)量和質(zhì)量至關(guān)重要。通過使用傳感器數(shù)據(jù)、人工智能和邊緣計(jì)算，機(jī)器可以在任何參數(shù)需要更改時立即重新校準(zhǔn)，以生產(chǎn)出質(zhì)量更好的產(chǎn)品。不需要手動監(jiān)督，也不需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心位置進(jìn)行審查。現(xiàn)場傳感器能夠?qū)崟r做出決策，以提高產(chǎn)量。

3、工業(yè)數(shù)據(jù)挖掘：邊緣計(jì)算提供了大量的分布式計(jì)算節(jié)點(diǎn)，可利用其來捕捉異常和故障在傳感器以及設(shè)備之間的傳播，獲取故障相關(guān)信息，從而進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)

 

4、控制決策過程的優(yōu)化：以深度學(xué)習(xí)為代表的復(fù)雜優(yōu)化方法在工業(yè)控制領(lǐng)域也有著較多應(yīng)用，邊緣計(jì)算可以為這些應(yīng)用提供基礎(chǔ)的計(jì)算設(shè)施。例如針對隨機(jī)順序的混沌生產(chǎn)場景，利用邊緣智能構(gòu)建多個智能體系統(tǒng)，通過不同智能體之間的行為交互提高自主決策能力，進(jìn)而提高自適應(yīng)性與魯棒性。另有基于5G和邊緣計(jì)算的智能汽車柔性制造解決方案，提高了制造中感知、分析、決策和執(zhí)行過程的效率。

 

5、工業(yè)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)：隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與更多技術(shù)的融合，大量設(shè)備數(shù)據(jù)需要與云端進(jìn)行交互，存在用戶隱私數(shù)據(jù)泄露的問題。邊緣計(jì)算在云端與設(shè)備端之間提供了多級的計(jì)算資源，為工業(yè)應(yīng)用的安全和隱私的保護(hù)提供了更靈活的方法，如利用邊緣節(jié)點(diǎn)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行加密壓縮、多點(diǎn)聚合，或直接將云端計(jì)算下放到邊緣端來執(zhí)行，減少不必要的數(shù)據(jù)上傳等。

 

如今，在“工業(yè)4.0”時代背景下，許多傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域亟需更新工業(yè)技術(shù)，引入數(shù)字化工具輔助生產(chǎn)，并且對原有生產(chǎn)模式進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)整與升級，才能更好應(yīng)對日趨激烈的競爭。

 

方案介紹：

 

德州儀器AM335X低功耗高性能工業(yè)評估板

 

 

TL335x-EVM-S是一個評估板，由核心板和評估底板組成。核心板經(jīng)過專業(yè)的PCB Layout和高低溫測試驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠，可滿足各種工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。TL335x-EVM-S主要應(yīng)用于通訊管理、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互、運(yùn)動控制、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。該評估板基于TI Sitara系列AM3352/AM3354/AM3359 ARM Cortex-A8，高性能低功耗處理器設(shè)計(jì)。評估板接口資源豐富，引出雙路千兆網(wǎng)口、LCD、HDMI、GPMC、CAN等接口，方便用戶快速進(jìn)行產(chǎn)品方案評估與技術(shù)預(yù)研。

 

規(guī)格參數(shù)：

 

 

瑞芯微RK3399低功耗小體積防死機(jī)工控醫(yī)療健康顯示主板

 

 

 

 

由郵票孔核心板和底板組成的防死機(jī)主板I3399，是一款基于瑞芯微 RK3399高端便攜式主板。核心板采用 8 層板工藝設(shè)計(jì)，確保穩(wěn)定可靠，底板通過精簡外設(shè)，將多種外設(shè)接口通過各種形態(tài)的連接器引出，接口布局合理，非常方便客戶嵌入自有模具或是產(chǎn)品中。i3399 主板上默認(rèn)增加了一組單片機(jī)，可有效的防止處理器死機(jī)，特別適合機(jī)器長期工作不關(guān)機(jī)的場景，用戶無需關(guān)心單片機(jī)里面程序的工作機(jī)制，只要處理器出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，片機(jī)就會自動斷開處理器電源，并重新上電。I3399是市面上首款基于 A53 四核，以及 A72 雙核共六核的 64 位超高性能基于行業(yè)控制領(lǐng)域的開發(fā)板，主頻高達(dá) 2GHz，其應(yīng)用涵蓋了工業(yè)及消費(fèi)領(lǐng)域各類終端，包括智能家電、廣告機(jī)/一體機(jī)、金融 POS 機(jī)、車載控制終端、瘦客戶機(jī)、VOIP 視頻會議、安防/監(jiān)控/警務(wù)及 IoT 物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

 

規(guī)格參數(shù)：

 

 

英偉達(dá)NVIDIA Jetson Xavier NX 21T算力5G智能巡檢邊緣計(jì)算盒子

 

 

 

21T算力5G智能巡檢邊緣計(jì)算盒子為一款基于NVIDIA? Jetson Xavier NX系列模塊設(shè)計(jì)的計(jì)算平臺，內(nèi)置集成Xavier NX模塊，預(yù)裝 Ubuntu 18.04 操作系統(tǒng)，具備21TOPS浮點(diǎn)運(yùn)算的AI處理能力，支持4G/5G功能，超強(qiáng)固輕型鋁合金材料設(shè)計(jì)，無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)被動散熱，尺寸輕巧外觀新穎，豐富IO接口類型，預(yù)留便于現(xiàn)場安裝的底部支架，具備超長MTBF穩(wěn)定運(yùn)行能力，可應(yīng)用于機(jī)器人、無人配送車、低空防御、智能巡檢、智慧樓宇等自主化機(jī)器，是邊緣端部署AI算力進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的理想載體。

 

規(guī)格參數(shù)：