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【工业4.0专辑】加速工业4.0反应速度的边缘运算新平台

实践边缘运算 提升物联网分散与实时传输需求

边缘运算概念常运用在生产设备状态监控及预防维护,当设备出现异常状态,能直接通知云端管理平台进行预防性修复。法新社

万物联网(IoE)时代随之产生大数据(Big Data),仅仰赖中央服务器集中处理,势必面对不断增长的网络传输负荷,再者,数据交由「远在天边」云端服务器集中决策,可能延迟关键时刻的反应时间,因此「边缘运算」(edge computing)概念逐渐被导入物联网(IoT)传输架构,由「近在咫尺」边缘智能服务器(Edge Intelligence Servers;EIS)进行初步分析工作,减少云端运算资源运用,提升物联网传输效率。

从资料分工角度而言,边缘运算概念将具有时间敏感性(time-sensitive)资料,直接在终端设备轻度分析,以加速终端反应时间;大家所熟悉的云端运算,主要针对需要历时分析(historical analysis)资料,以及长时间的储存(longer-term storage)之数据进行储存分析,「云端」与「边缘」依据资料特性分工运行,可提升整体运算效率,同时也可缩减通讯流量。

工业计算机大厂研华将边缘运算概念导入物联网解决方案内,推出边缘智能服务器,此概念将传统闸道器功能大幅升级,强化终端设备运算能力,透过内建中介软件(middleware)提供分析功能进行初步运算,以减轻过去大量资料得传至云端方可进行的庞大运算工作。

研华科技嵌入式运算核心事业群资深经理高信扬指出,物联网传输架构中,「实时性」、「分散性」的运算需求逐渐被重视,透过边缘端智能设备,针对初步资料进行过滤、汇整以及运算,仅传输「关键」且「必须」的资料上云端,不仅可提升传输效率,也可减少云端传递过程产生的延迟性问题。

除此之外,物联网传感器汇整异质且多元资料格式,若未经统一规格即上传云端,将造成后端处理的负担。高信扬强调,厂商在导入物联网常面临不同接口资料格式统一问题,研华边缘智能服务器,即可透过内建中介软件WISE-Agent,转换物联网通讯资料统一格式MQTT(Message Queueing Telemetry Transport);经此,让来自各接口数据,在云端空间可「书同文、车同轨」直接沟通。

目前边缘运算概念被广泛运用在不同领域,高信扬举例指出,以生产设备状态监控及预防维护为例,边缘智能服务器针对设备数据采样分析,以及零件时数统计,当设备出现异常状态,或达到耐用时数设定,直接通知云端管理平台进行预防性修复,减少突然停工庞大损失。

另个热门应用在资产管理领域,高信扬指出象是起重机、采矿设备具有高度移动性,设备使用人、使用地点、使用状态变化频繁,资产状态难于掌握,透过传感器结合边缘智能装置提供设备连网功能,协助业主掌握散布各处资产状态及产出情形。

边缘智能服务器在物联网传输架构扮演重要角色,不仅要当「传输兵」协助设备连网,也担任「指挥官」处理第一线分析决策工作,即须具备强大且完整功能。高信扬表示,研华边缘智能服务器解决方案提供软硬结合完整方案,WISE-Agent中介软件协助设备连网与数据格式汇整,内建WISE-PaaS平台可依照各种不同应用场景,安装边缘智能管理相关软件,解决在边缘运算各种需求。

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