5G工业互联网的边缘计算技术架构与应用

5G工业互联网的边缘计算技术架构与应用

1.工业互联网边缘计算技术架构

运营商的网络边缘管理计算很多种有时候主要就是指多网络接入点的边缘管理计算，实际上网络边缘管理计算还具有多种应用形态，业界各类服务提供商基于自身技术优势和其所面对的不同应用开发场景等都提供了各种多样化的网络边缘管理计算解决服务。它们的云端边缘服务计算和云架构方式实际上都是类似的。

AWS Greengrass 和 GE Predixmachine 等各种面向现场边缘的企业边缘云端计算设备产品应用形态主要是云端软件，包括在现场/设备边缘侧使用具有云端计算处理能力的联络网关或者网络服务器等(一般称之为现场边缘云端计算网络节点)的已安装并可运行的一套软件应用开发环境、设备侧的硬件支持以及设备侧的接入现场边缘和基于云端的移动终端。

2.5G 工业互联网的边缘计算技术架构

对于电信运营商而言，可以通过结合自身的 5G 以上网络边缘终端基础配套设施技术优势以及云、物联网等基础服务，面向 5G 以上工业级和互联网用户打造云管边缘终端无缝协同的网络边缘式云计算基础服务。

(1)中心云：主要包括企业中心云管理服务、集中自动化的MEC业务管理数据编排服务系统，中心云管理服务主要包括企业边缘化云计算中心节点的业务管理以及为企业边缘计算应用与数据服务平台提供基于云端的业务后台管理服务，包括云端设备资源管理、AI员工训练、云端数据存储、镜像和云仓库等。

(2)边：线路边缘综合计算处理节点将边作为一个逻辑计算实体，包括终端网络侧线路边缘综合计算处理节点、现场侧网络边缘综合计算处理节点。其中一个网络侧工业边缘数据计算中心节点基于5GMEC数据提供，除了充分利用整个MEC本地数据分流计算能力，还具备可以实现充分利用整个MEP数据平台的工业服务化网络架构以及工业网络自动定位、防火墙等强大网络防护能力。如PLPLC(高级可编程数字逻辑边缘控制器);还具有复杂适合工业设备应用的重量级边缘控制器，如工业机器人边缘控制器、数控机床边缘控制器等。边缘化和管理中心服务器的主要用途是一种用于管理部署在大型重点工业现场或者大型重点工业园区内的企业边缘化和管理企业数据中心的边缘管理服务器，作为现场本地化和管理边缘计算机的基础设备。边缘本地互联网关网络设备主要是通过边缘本地网络中的连接、协议栈和数据包的转换等多种主要功能使它可以同时连接网络和本地网络中的云端，同时它还可以分别提供边缘本地网络电子计算系统数据处理与本地网络应用程序数据管理两种主要功能的边缘网络网关设备。

(3)端：端口节点一般包括各种现场端或工业专用电子网络设备及现场电子传感器等，需要特别指出的一点是，在实际进行业务部署提供时不一定完全，实际上中心云和边缘都是相对应的概念，对于系统采用虚拟网络在线边缘+现场边缘+端的业务部署管理模式，这里的虚拟网络边缘管理节点(MEC)节点相对于现场网络边缘节点可以直接充当系统参考管理架构里面各个中心云的管理角色，参考管理架构里面的各个中心云管理服务节点通过管理MEC中心管理层的编排可使系统在管理MEC中心部署并以管理MEC中心应用和部署MEC中心服务器的方式同时进行业务执行。

工业生产中工业互联网标识解析技术应用研究

工业互联网是新一代网络信息技术与制造业深度融合的产物，是实现产业数字化、网络化、智能化发展的重要基础设施。通过赋予每一个产品、零部件、机器设备唯一的“身份证”，实现全网资源的灵活区分和信息管理。标识解析体系作为工业互联网的关键神经枢纽，不仅实现工业数据全生命周期的融合会聚，而且随着我国工业企业生产制造过程朝着数字化、信息化、网络化方向快速发展，工业互联网的深度应用将进一步加快产业数字化发展进程，驱动实体经济生产技术更新、商业模式创新、产品供给革新，工业互联网标识解析技术也将在生产制造过程中发挥出更大的作用价值与技术优势。

工业互联网中的标识解析技术

标识技术的本质是针对各类识别对象进行标记，以便于信息处理系统、资源管理系统、网络管理系统对目标对象进行科学有效的管理与控制。在具体应用的过程中，识别对象既包括实体对象，又包括虚拟数字对象。在工业互联网标识解析体系中，标识类似于互联网域名，赋予每一个产品、零部件、机器设备唯一的“身份证”，实现资源区分和管理。标识解析，类似于互联网域名解析，可通过产品标识查询存储产品信息的服务器地址，或者直接查询产品信息以及相关服务。凭借标识解析功能，可针对所有网络当中的实体及关联信息进行精准查询。在标识解析技术的实际应用中，针对工业互联网标识解析技术的创新探索正在逐步展开，降低工业互联网标识应用推广技术成本、挖掘其核心商业价值，已经成为重点探索方向之一。在标识解析过程中，无需用户关注这个对象的用途，其业务实现主要通过标识解析系统以及与之相联的业务应用系统来完成。当业务系统在完成定义功能的过程中，需要将标识解析信息与其他信息关联在一起，以此来满足业务需求所需的功能。所关联的内容包括标识对象的时间信息和空间信息，实现关联之后，可以通过产品标识查询存储产品信息的服务器地址，或者直接查询产品信息以及相关服务。工业互联网标识解析体系的核心包括标识编码、标识解析系统和标识数据服务等三大部分。

1.标识编码：是赋予事物或概念具有较强规律性、容易被人或者机器识别和处理的数字、符号或文字。因此，标识编码技术是基于人们的统一认知，用于交换信息的一种基本技术手段。通过编码，虽然可以大幅提高信息处理效率，但其前提下，标识体系的编码规则必须高度统一。否则，依然难以实现信息的高度融合，由此形成“信息孤岛”，一些与之相关的新应用也遇到开发阻碍。;标识载体作为承载标识编码资源的标签，也是推动标识技术应用落地的关键环节。该项技术规定了标识数据在“载体”上需要以何种形式进行读取与存储。在离线载体方面，主要存在条形码、二维码、RFID、NFC等形式;在线载体方面，则以各种文本或二进制数字信息的形式存在。然而，对于数字空间而言主，通常无需物理世界的标识载体。

2.标识解析系统：工业互联网标识解析体系，是实现工业全要素、各环节信息互通的关键枢纽。标识解析技术是指将地址、物品、空间位置这一类对象标识映射至实际信息服务所需的信息过程。比如通过对某个物品标识进行解析，便可以获取与之相关联存储信息的服务器地址。通过标识解析技术在工业网络中的具体应用可以看出，这项技术可以在复杂的网络环境中准确而且高效地获取对象标识信息，并且快速完成“信息转变”，发挥出信息在工业制造中的作用价值。

3.标识数据服务：标识数据服务能够借助标识编码资源和标识解析系统开展工业标识数据管理和跨企业、跨行业、跨地区、跨国家的数据共享共用。

欲了解更多行业的未来发展前景，可以点击查看中研普华产业院研究报告《2023-2028年中国工业互联网行业发展前景及投资战略分析报告》。