近日,EMQ 攜手英特爾與云軸科技 ZStack 推出泛工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合解決方案,基于云原生超融合,在挖掘生產(chǎn)數(shù)據(jù)價(jià)值的同時(shí)有效降低綜合建設(shè)成本,為用戶提供一站式數(shù)據(jù)鏈路及 IT 基礎(chǔ)設(shè)施解決方案。

工業(yè)正邁入一個(gè)全新的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,海量數(shù)據(jù)計(jì)算需求涌現(xiàn),邊緣計(jì)算將在其中發(fā)揮重要作用。IDC 預(yù)計(jì)到2026 年,在中國(guó)工業(yè)企業(yè)的邊緣 IT 支出將達(dá)到 658.2 億元人民幣(《中國(guó)工業(yè)邊緣市場(chǎng)分析》,2023)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中,新型應(yīng)用部署位置靠近業(yè)務(wù)生產(chǎn)側(cè),部署和運(yùn)維時(shí)面臨資源緊缺、管理復(fù)雜、兼容性差、調(diào)試?yán)щy、無(wú)高可用方案、運(yùn)維門檻高等問(wèn)題,導(dǎo)致整體 TCO 居高不下。尤其針對(duì)工業(yè)能耗大戶,若要實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型達(dá)成降本增效目標(biāo),在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中將會(huì)面臨從上層軟件應(yīng)用到底層基礎(chǔ)設(shè)施的 4 個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:

• 設(shè)備多:海量異構(gòu)設(shè)備和數(shù)據(jù)感知問(wèn)題。一個(gè)中等規(guī)模的工廠涉及到產(chǎn)線、人員、環(huán)控、能源、安全、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、廠房等環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)中的工業(yè)或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量龐大,不同設(shè)備的協(xié)議不統(tǒng)一,建立通信并統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式是重點(diǎn)和難點(diǎn)。

• 數(shù)據(jù)多:生產(chǎn)數(shù)據(jù)從感知到傳輸過(guò)程中包含大量冗余數(shù)據(jù)的問(wèn)題。傳統(tǒng)工業(yè)在控制層之上的事件告警和預(yù)案處理都是通過(guò)信息中心統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行控制協(xié)調(diào),網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、信息量過(guò)大等情況會(huì)導(dǎo)致告警和處理滯后。

• 運(yùn)營(yíng)難:廠級(jí)條件有限,如何確保核心業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)高可用/故障處理。在面對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)海量、傳輸頻率高、應(yīng)用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)狀情況下,如何確保核心業(yè)務(wù)具備高可用及故障自愈能力、高頻數(shù)據(jù)預(yù)處理與持久化存儲(chǔ)。

• 資源緊:傳統(tǒng)行業(yè)運(yùn)維人員配置不足,廠級(jí)運(yùn)維支撐條件有限。在面對(duì)新型應(yīng)用的容器化交付趨勢(shì),再到底層基于容器編排基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)維管理,都將對(duì)傳統(tǒng)行業(yè) IT 帶來(lái)較大的使用門檻。

本次三方合作推出的泛工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合解決方案,旨在提供一種全面的、可擴(kuò)展的 IoT 業(yè)務(wù)解決方案。

該方案主要由以下 3 部分組成:

▎邊緣應(yīng)用

邊緣數(shù)采軟件 Neuron 通過(guò)配置南向設(shè)備和點(diǎn)位信息連接到設(shè)備端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并配置北向驅(qū)動(dòng)把采集到的數(shù)據(jù)上傳到邊緣流式計(jì)算引擎 eKuiper;

eKuiper 配置 Neuron 為數(shù)據(jù)源,并以 Neuron 源設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)則,計(jì)算結(jié)果以 MQTT 形式發(fā)送到同邊緣網(wǎng)絡(luò)的NanoMQ;

邊緣 Broker NanoMQ 與云端 EMQX 做橋接處理,將邊端數(shù)據(jù)源源不斷地以 MQTT 協(xié)議發(fā)送消息到云端EMQX Enterprise。

▎中心應(yīng)用

云端 Broker EMQX Enterprise 從邊緣端接收消息,經(jīng)過(guò)規(guī)則引擎處理后提供給上層應(yīng)用。云邊一體化平臺(tái)EMQX ECP,負(fù)責(zé)云端 EMQX Enterprise 的全生命周期管理,通過(guò)與云邊協(xié)同代理 ECP Edge Agent 通信進(jìn)行邊緣服務(wù)指令下發(fā)、遠(yuǎn)程配置,可以將 Neuron、eKuiper 的配置抽象成模版,批量下發(fā)到有類似配置需求的其他邊緣端。

▎平臺(tái)底座

ZStack Edge 云原生超融合基于通用服務(wù)器部署,直接在物理機(jī)上并行運(yùn)行「容器+虛擬機(jī)」雙引擎,結(jié)合分布式存儲(chǔ)、應(yīng)用市場(chǎng)、一鍵運(yùn)維、云邊協(xié)同、云原生災(zāi)備等服務(wù)模塊,為廠級(jí)數(shù)據(jù)中心/邊緣計(jì)算場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)開箱即投產(chǎn)、應(yīng)用級(jí)故障自愈、數(shù)據(jù)高可用、一鍵運(yùn)維等關(guān)鍵能力。

英特爾為 ZStack Edge 云原生超融合平臺(tái)提供性能強(qiáng)勁、穩(wěn)定可靠、彈性可擴(kuò)展的處理器基座,以及兼具性能和能效優(yōu)化的虛擬化技術(shù),同時(shí)英特爾也提供了針對(duì)最新英特爾®至強(qiáng)®可擴(kuò)展處理器的軟件加速和優(yōu)化支持。

▎一體化

• 采集歸一體化:實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化采集與接入,為業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)提供了靈活的數(shù)據(jù)接口,大幅降低開發(fā)成本,幫助企業(yè)快速開發(fā)創(chuàng)新業(yè)務(wù)應(yīng)用;

• 業(yè)務(wù)級(jí)開箱即用:通過(guò) ZStack Edge 云原生超融合內(nèi)置應(yīng)用市場(chǎng),為 EMQ 所有組件提供可視化部署以應(yīng)用一鍵發(fā)布/回滾/版本管理能力,屏蔽底層異構(gòu)資源,實(shí)現(xiàn)開箱即投產(chǎn)。

▎低延時(shí)

• 邊緣計(jì)算:可靠近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)部署,毫秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間,支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)過(guò)濾、處理、計(jì)算、離線緩存等服務(wù),大大縮短了數(shù)據(jù)與決策之間的等待時(shí)間,提高服務(wù)質(zhì)量 ;

• 云邊協(xié)同:支持從邊到云的數(shù)據(jù)采集,和從云到邊的指令下發(fā),在邊緣端不支持 HTTP 協(xié)議時(shí)可提供 MQTT 協(xié)議的云邊通道功能,實(shí)現(xiàn)云端對(duì)邊端的管控。

▎高可用

• 故障自愈:核心業(yè)務(wù)基于容器編排能力,具備故障自愈能力,消除業(yè)務(wù)停機(jī)時(shí)間,提升業(yè)務(wù)延續(xù)性;

• 穩(wěn)定可靠:全平臺(tái)高可用,內(nèi)置分布式存儲(chǔ)底座,提供多種類型存儲(chǔ)滿足高頻數(shù)據(jù)預(yù)處理與持久化歸檔存儲(chǔ)需求。

▎易運(yùn)維

• 業(yè)務(wù)可視化:Neuron、NanoMQ、eKuiper、EMQX 等組件均可實(shí)現(xiàn)高效對(duì)接,通過(guò) EMQX ECP 統(tǒng)一管理,便于維護(hù)人員配置/監(jiān)控/編寫/啟停,提升業(yè)務(wù)管理效率;

• 一鍵運(yùn)維:一鍵對(duì)關(guān)鍵資源和服務(wù)進(jìn)行自動(dòng)化巡檢,內(nèi)置評(píng)分機(jī)制對(duì)所巡檢項(xiàng)目健康狀態(tài)進(jìn)行量化評(píng)分,自動(dòng)生成針對(duì)性的修復(fù)建議,降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維門檻。

目前該方案主要針對(duì)以下三大應(yīng)用場(chǎng)景:

▎工廠數(shù)據(jù)可視化數(shù)字孿生

工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)是海量且連續(xù)的,且數(shù)字孿生對(duì)數(shù)據(jù)量和延遲有很高要求,用傳統(tǒng)的批處理方法處理流數(shù)據(jù)幾乎不可能,因此流處理在邊緣側(cè)成為剛需,同時(shí)需要廠級(jí)信息中心提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)提供高可用、高并發(fā)、低延時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸、分析、對(duì)接能力。聯(lián)合解決方案可在車間/廠級(jí)可視化建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸通道,消除數(shù)據(jù)孤島,輕松實(shí)現(xiàn)各級(jí)可視化應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、處理、存儲(chǔ),對(duì)新系統(tǒng)的擴(kuò)展和創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)提供巨大的便利性。

▎設(shè)備異常感知及處理

在工業(yè)生產(chǎn)弱網(wǎng)環(huán)境下,要將各類工業(yè)設(shè)備接入實(shí)現(xiàn)異常告警、消除安全隱患,需要使用輕量級(jí) MQTT 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)感知和穩(wěn)定傳輸。同時(shí),還需要打通不同網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備、不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)壁壘,以便實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的聯(lián)動(dòng)。最終,需要在廠級(jí)指揮調(diào)度中心匯聚和管理所有異常事件,聯(lián)合解決方案可有效提高廠級(jí)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

▎生產(chǎn)線視覺 AI 缺陷檢測(cè)

引入 AI 缺陷檢測(cè)能力可優(yōu)化工廠生產(chǎn)工藝,需要在邊緣端支持 Rest、gRPC、msgpack RPC 等服務(wù)對(duì)接 AI 缺陷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行告警通知或糾錯(cuò)流程,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量追溯和工藝優(yōu)化。聯(lián)合解決方案可構(gòu)建完整的云邊一體 AI 模型訓(xùn)練流程,實(shí)時(shí)匯聚圖像流并持久化到中心端進(jìn)行模型訓(xùn)練和優(yōu)化,同時(shí)匯聚新模型推理結(jié)果。

近兩年,隨著國(guó)家對(duì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和節(jié)能減排的支持,數(shù)字經(jīng)濟(jì)正從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高速演進(jìn)。在 EMQ 與 ZStack 及英特爾的深度合作下,泛工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合解決方案將實(shí)現(xiàn)從上層業(yè)務(wù)流到底層基礎(chǔ)設(shè)施的全新升級(jí),助力智能制造、智慧能源、智慧交通等行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,為用戶實(shí)現(xiàn)提質(zhì)、降本、增效。