毛片网站在线观看-毛片网站在线-毛片网站有哪些-毛片网站视频-女生脱衣服app-女色综合

01 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造概述

智能制造是具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。智能制造可以追溯到1990年4月日本發(fā)起的“智能制造IMS”國際合作研究計劃。目前，基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)，智能制造已經(jīng)貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，綜合應用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和遠程控制技術(shù)，優(yōu)化工業(yè)設(shè)施和機器的運行和維護，通過網(wǎng)絡(luò)化手段提升工業(yè)制造智能化水平。2012年，美國通用電氣公司（GE）首先提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念，此后工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的發(fā)展。目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以德國“工業(yè)4.0平臺”和美國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”為典型代表，其分別發(fā)布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造參考架構(gòu)RAMI 4.0和IIRA。同時， 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也迅速得到落地。美國通用電氣公司推出了Predix平臺， 力圖打造成能夠智能適應任何設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺；德國西門子推出了 Mindsphere，幫助智能工廠建立了近千個制造單元連接的互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)無人化的智能挑選和組裝。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)指在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，綜合應用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和遠程控制技術(shù)，優(yōu)化工業(yè)設(shè)施和機器的運行和維護，旨在通過網(wǎng)絡(luò)化手段提升工業(yè)制造智能化水平。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為我國智能制造發(fā)展的重要支撐，“十三五” 規(guī)劃、《中國制造2025》、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展”等等重大戰(zhàn)略都明確提出發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。隨著智能制造的發(fā)展，覆蓋工廠OT網(wǎng)絡(luò)的大量生產(chǎn)/運行數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)與IT網(wǎng)絡(luò)中的管理數(shù)據(jù)、設(shè)計/工藝數(shù)據(jù)交換需求逐步增加，互聯(lián)主體將從機器、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)進一步擴展到包含在制品、智能產(chǎn)品、協(xié)作企業(yè)和用戶在內(nèi)的制造全流程網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與數(shù)據(jù)交互。在智能制造中，將互聯(lián)網(wǎng)引入到工業(yè)領(lǐng)域是制造業(yè)普遍面臨的共性挑戰(zhàn)，重點在IT網(wǎng)絡(luò)與OT網(wǎng)絡(luò)的融合，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用層面向工業(yè)智造需求實現(xiàn)覆蓋IT與OT的低開銷高實時的各類服務(wù)分發(fā)，在數(shù)據(jù)應用層實現(xiàn)IT與OT中各類數(shù)據(jù)的動態(tài)互認，將大幅提升我國制造業(yè)智能化水平，符合急用先行的原則。

02 邊緣計算概述

邊緣計算融合了多個學科的內(nèi)容，不同領(lǐng)域的組織和學者對邊緣計算有著不同的解讀。邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Edge Computing Consortium，ECC）對邊緣計算的定義為：邊緣計算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)， 融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺（架構(gòu)），就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關(guān)鍵需求。近年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能終端設(shè)備不斷普及，網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長推動了邊緣計算的發(fā)展。2014年歐洲ETSI成立移動邊緣計算標準化工作組（MEC）；同年，AT&T、思科（Cisco）、通用電氣（GE）、IBM和英特爾（intel） 成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium， IIC）；2015年，ARM、思科、戴爾、英特爾、微軟和普林斯頓大學建立開放霧聯(lián)盟（OpenFog Consortium）；2016年，國內(nèi)工業(yè)、信息通信業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域百余家單位共同發(fā)起成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；同年，由華為技術(shù)有限公司、中國科學院沈陽自動化研究所等單位聯(lián)合倡議發(fā)起的邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Edge Computing Consortium，ECC）正式成立。在學術(shù)科研方面，2016 年，IEEE和ACM共同發(fā)起了邊緣計算研討會IEEE/ ACM Symposium on Edge Computing；2017年，中國自動化學會率先成立了邊緣計算專業(yè)委員會。在IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS & TUTORIALS、IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE、IEEE Internet of Things Journal等著名學術(shù)期刊上都發(fā)表了大量邊緣計算綜述性文章。在標準制定方面，ITU-T SG20發(fā)起了“邊緣計算需求和能力要求”的國際標準立項，中國通信標準化協(xié)會CCSA也陸續(xù)開展多項邊緣計算行業(yè)標準立項。同時，北京大學、東南大學等單位承擔了一系列云端融合相關(guān)的863和國家重點研發(fā)計劃項目，有力地推動了邊緣技術(shù)的發(fā)展。例如東南大學的宋愛國等人承擔的國家重點研發(fā)計劃云計算和大數(shù)據(jù)重點專項“云端融合的自然交互設(shè)備和工具”，目前已成功研發(fā)有源/無源器件結(jié)合的小型可穿戴力觸覺反饋裝置，以及具有觸覺反饋的多通道三維書空筆式交互技術(shù)與裝置。其中多通道教學系統(tǒng)面向基礎(chǔ)教育在“班班通”工程和“數(shù)字化校園”工程中進行推廣應用，產(chǎn)品應用于中小學教學班11,000多個，學校用戶超過100所。

03 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造領(lǐng)域，邊緣計算整體架構(gòu)如圖1所示。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型主要包括了邊緣資源感知和服務(wù)感知模型、邊緣資源調(diào)度模型、邊緣任務(wù)劃分模型、多視圖模型庫等模型。基于智能任務(wù)劃分，通過對邊緣資源和服務(wù)狀態(tài)的感知進行邊緣資源調(diào)度，實現(xiàn)云-邊緣的協(xié)同計算，將計算任務(wù)根據(jù)最小化能耗、最小化系統(tǒng)延遲以及負載均衡等目標，在云和邊緣處進行計算卸載，提升系統(tǒng)的整體性能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型的具體內(nèi)容如圖2所示。

（1）邊緣資源與服務(wù)狀態(tài)感知模型

邊緣資源與服務(wù)狀態(tài)感知模型主要用來感知每個邊緣計算節(jié)點的ICT資源狀態(tài)（如網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的質(zhì)量、CPU占 有率等）、性能規(guī)格（如實時性）、位置等物理信息等， 為計算負載在邊緣側(cè)的分配和調(diào)度提供了關(guān)鍵輸入。 

邊緣資源與服務(wù)狀態(tài)感知模型主要包括邊緣計算節(jié)點可靠性評估模型、邊緣計算節(jié)點資源感知模型、邊緣網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評估模型、邊緣節(jié)點安全性評估模型。 

邊緣計算節(jié)點資源與服務(wù)狀態(tài)評估如圖3所示。

邊緣計算節(jié)點可靠性模型：邊緣計算節(jié)點可靠性指在規(guī)定條件下和給定時間內(nèi)邊緣計算節(jié)點正確運行（計算）的概率，包括可靠性、可用性和可維性。

邊緣計算節(jié)點資源感知模型：對邊緣計算節(jié)點的計算資源和存儲資源進行實時感知。計算資源感知標準包括響應時間和CPU時間等。響應時間是指邊緣計算節(jié)點接收到計算任務(wù)直至給出計算結(jié)果所需的時間。其中包括了訪問外存儲器、訪問主存器時間、CPU運算時間、I/O動作時間以及操作系統(tǒng)工作的時間開銷等。

網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評估模型：網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評估模型主要評估指標包括：速率、帶寬、吞吐量、時延、往返時間RTT、利用率。

安全性模型：安全性模型主要的內(nèi)容包括：設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、應用安全和數(shù)據(jù)安全。

（2）邊緣任務(wù)調(diào)度模型

邊緣任務(wù)調(diào)度模型支持主動的任務(wù)調(diào)度，能夠根據(jù)資源狀態(tài)、服務(wù)感知、邊緣計算節(jié)點間的聯(lián)接帶寬、計算任務(wù)的時延要求等，自動地在將任務(wù)拆分成多個子任務(wù)并分配到多個邊緣計算節(jié)點上協(xié)同計算。也支持把計算資源、服務(wù)資源等通過開放接口對業(yè)務(wù)開放，業(yè)務(wù)能夠主動地控制計算任務(wù)的調(diào)度過程，如圖4所示。

邊緣任務(wù)調(diào)度模型主要包括任務(wù)智能分割模型、計算卸載決策模型、任務(wù)-邊緣節(jié)點匹配模型、邊緣深度計算模型。

任務(wù)分割模型：任務(wù)分割的粒度有方法級別、模塊級別和線程級別。在任務(wù)分割時，移動應用將會被分為本地執(zhí)行代碼和云端執(zhí)行代碼兩個部分。其中涉及本地I/O、涉及用戶交互的代碼必須在本地執(zhí)行。而與本地設(shè)備交互少、代碼量少、計算量大的代碼則可以上傳到云端執(zhí)行。

卸載決策模型：卸載決策是邊緣計算任務(wù)調(diào)度的核心問題。卸載決策主要關(guān)注是否進行計算卸載。卸載決策分為靜態(tài)決策和動態(tài)決策兩種。對于靜態(tài)決策，應用在運行前就已經(jīng)決定某個模塊是否應該上傳到服務(wù)器執(zhí)行。動態(tài)決策的運行時負載比較高，需要實時監(jiān)控移動設(shè)備的運行狀況和網(wǎng)絡(luò)狀況。

任務(wù)-節(jié)點匹配模型：任務(wù)-節(jié)點匹配模型主要如何解決根據(jù)計算任務(wù)和節(jié)點當前的狀態(tài)，來決定計算任務(wù)放置在哪個節(jié)點上運行的問題。針對于不同的卸載任務(wù)，任務(wù)-節(jié)點匹配模型主要基于能量消耗模型，時間延遲模型和負載均衡模型。

邊緣輕量級學習模型：針對深度學習模型等計算密集同時難以分布式優(yōu)化的智能算法對邊緣側(cè)有限的計算資源帶來的調(diào)整，建立邊緣設(shè)備計算資源評估方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計基于邊緣設(shè)備計算資源的智能算法優(yōu)化方法，解決邊緣智能系統(tǒng)的實時性和可靠性，降低能耗、網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，以及信息泄露的可能性。

（3）邊緣數(shù)據(jù)協(xié)同模型

邊緣數(shù)據(jù)協(xié)同模型研究邊緣計算節(jié)點對南向的協(xié)議適配，邊緣計算節(jié)點之間的東西聯(lián)接使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)聯(lián)接協(xié)議。通過數(shù)據(jù)協(xié)同，節(jié)點間可以相互交互數(shù)據(jù)、知識模型等。邊緣計算節(jié)點需要知道特定的數(shù)據(jù)需要在哪些節(jié)點間共享，共享的方式包括簡單的廣播、Pub-Sub模式等。邊緣數(shù)據(jù)協(xié)同模型主要包括統(tǒng)一語義模型和語義網(wǎng)絡(luò)模型。

數(shù)據(jù)統(tǒng)一語義模型：數(shù)據(jù)統(tǒng)一語義模型具有平臺無關(guān)、可兼容既有工業(yè)信息模型的通用數(shù)據(jù)語義描述框架并進行建模，包括面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)控制數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、設(shè)計/工藝數(shù)據(jù)的關(guān)鍵屬性分類與提取；針對智能制造底層跨域、上層綜合應用的需求，通過對制造流程多層次數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的分析，按照人機物法環(huán)模型分別制定內(nèi)部及相互間關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)字典標準化研究，實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)、時空關(guān)聯(lián)的涵蓋工廠采購、設(shè)計、生產(chǎn)、制造以及物流等領(lǐng)域環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)關(guān)系字典。

04 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型驗證方法

為了對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型進行驗證，在國內(nèi)某鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的智能車間內(nèi)，搭建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實驗驗證平臺，其總體架構(gòu)如圖5所示。

在該平臺中，各功能模塊以生產(chǎn)任務(wù)、計劃、物料為管理對象，實現(xiàn)高效精細化管理，功能模塊之間高度整合，形成從訂單錄入到成品出廠合同結(jié)案的高實時信息閉環(huán)處理。通過各類型設(shè)備接入管理模塊完成傳感器與智能終端設(shè)備注冊、設(shè)備鑒權(quán)、設(shè)備接入、網(wǎng)絡(luò)拓撲、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度與故障管理等功能。數(shù)據(jù)邊緣處理過程，各種傳感器儀表的數(shù)據(jù)，處理方式主要是通過傳感器、智能終端、攝像頭、網(wǎng)關(guān)主要是以消息方式實時上報給試驗驗證平臺。驗證平臺通過內(nèi)部的邊緣處理模塊與實時流引擎實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理。利用實時數(shù)據(jù)處理的UDF能力可方便擴展支持私有數(shù)據(jù)的處理、或者復雜處理邏輯；現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境中的各類數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)是以文件或者數(shù)據(jù)庫形式體現(xiàn)，以定期同步方式同步給試驗驗證平臺。利用DI實現(xiàn)批數(shù)據(jù)（離線數(shù)據(jù)）的集成和預處理， 從而進行數(shù)據(jù)監(jiān)控與展示。

基于該實驗平臺，表1給出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型的測試方法和測試結(jié)果。從實驗結(jié)果可以看到，本系統(tǒng)提供了較為全面的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型測試環(huán)境和方法。

05 結(jié)論

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造對系統(tǒng)的確定性、實時性和安全性有著很高的要求，邊緣計算可以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造的相關(guān)需求。本文介紹了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、邊緣計算的基本狀況，設(shè)計了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計算模型，搭建了測試平臺，設(shè)計了測試方案，并進行了模型測試，希望為邊緣計算模型和方法的測試提供參考。

來源： 邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟ECC