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)數據價(jià)值的同時(shí)有效降低綜合建設成本,為用戶(hù)提供一站式數據鏈路及 IT 基礎設施解決方案。

工業(yè)正邁入一個(gè)全新的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,海量數據計算需求涌現,邊緣計算將在其中發(fā)揮重要作用。IDC 預計到2026 年,在中國工業(yè)企業(yè)的邊緣 IT 支出將達到 658.2 億元人民幣(《中國工業(yè)邊緣市場(chǎng)分析》,2023)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中,新型應用部署位置靠近業(yè)務(wù)生產(chǎn)側,部署和運維時(shí)面臨資源緊缺、管理復雜、兼容性差、調試困難、無(wú)高可用方案、運維門(mén)檻高等問(wèn)題,導致整體 TCO 居高不下。尤其針對工業(yè)能耗大戶(hù),若要實(shí)現低碳轉型達成降本增效目標,在數字化轉型過(guò)程中將會(huì )面臨從上層軟件應用到底層基礎設施的 4 個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:

• 設備多:海量異構設備和數據感知問(wèn)題。一個(gè)中等規模的工廠(chǎng)涉及到產(chǎn)線(xiàn)、人員、環(huán)控、能源、安全、儲存、運輸、廠(chǎng)房等環(huán)節,這些環(huán)節中的工業(yè)或物聯(lián)網(wǎng)設備數量龐大,不同設備的協(xié)議不統一,建立通信并統一數據格式是重點(diǎn)和難點(diǎn)。

• 數據多:生產(chǎn)數據從感知到傳輸過(guò)程中包含大量冗余數據的問(wèn)題。傳統工業(yè)在控制層之上的事件告警和預案處理都是通過(guò)信息中心統一的平臺進(jìn)行控制協(xié)調,網(wǎng)絡(luò )延時(shí)、信息量過(guò)大等情況會(huì )導致告警和處理滯后。

• 運營(yíng)難:廠(chǎng)級條件有限,如何確保核心業(yè)務(wù)及數據高可用/故障處理。在面對工業(yè)數據海量、傳輸頻率高、應用結構復雜的現狀情況下,如何確保核心業(yè)務(wù)具備高可用及故障自愈能力、高頻數據預處理與持久化存儲。

• 資源緊:傳統行業(yè)運維人員配置不足,廠(chǎng)級運維支撐條件有限。在面對新型應用的容器化交付趨勢,再到底層基于容器編排基礎設施的運維管理,都將對傳統行業(yè) IT 帶來(lái)較大的使用門(mén)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:

▎邊緣應用

邊緣數采軟件 Neuron 通過(guò)配置南向設備和點(diǎn)位信息連接到設備端進(jìn)行數據采集,并配置北向驅動(dòng)把采集到的數據上傳到邊緣流式計算引擎 eKuiper;

eKuiper 配置 Neuron 為數據源,并以 Neuron 源設計計算規則,計算結果以 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,將邊端數據源源不斷地以 MQTT 協(xié)議發(fā)送消息到云端EMQX Enterprise。

▎中心應用

云端 Broker EMQX Enterprise 從邊緣端接收消息,經(jīng)過(guò)規則引擎處理后提供給上層應用。云邊一體化平臺EMQX ECP,負責云端 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)、遠程配置,可以將 Neuron、eKuiper 的配置抽象成模版,批量下發(fā)到有類(lèi)似配置需求的其他邊緣端。

▎平臺底座

ZStack Edge 云原生超融合基于通用服務(wù)器部署,直接在物理機上并行運行「容器+虛擬機」雙引擎,結合分布式存儲、應用市場(chǎng)、一鍵運維、云邊協(xié)同、云原生災備等服務(wù)模塊,為廠(chǎng)級數據中心/邊緣計算場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)應用實(shí)現開(kāi)箱即投產(chǎn)、應用級故障自愈、數據高可用、一鍵運維等關(guān)鍵能力。

英特爾為 ZStack Edge 云原生超融合平臺提供性能強勁、穩定可靠、彈性可擴展的處理器基座,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最新英特爾®至強®可擴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)現各類(lèi)設備數據格式的標準化、統一化采集與接入,為業(yè)務(wù)應用開(kāi)發(fā)提供了靈活的數據接口,大幅降低開(kāi)發(fā)成本,幫助企業(yè)快速開(kāi)發(fā)創(chuàng )新業(yè)務(wù)應用;

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

▎低延時(shí)

• 邊緣計算:可靠近生產(chǎn)現場(chǎng)部署,毫秒級響應時(shí)間,支持實(shí)時(shí)數據過(guò)濾、處理、計算、離線(xiàn)緩存等服務(wù),大大縮短了數據與決策之間的等待時(shí)間,提高服務(wù)質(zhì)量 ;

• 云邊協(xié)同:支持從邊到云的數據采集,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)現云端對邊端的管控。

▎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)停機時(shí)間,提升業(yè)務(wù)延續性;

• 穩定可靠:全平臺高可用,內置分布式存儲底座,提供多種類(lèi)型存儲滿(mǎn)足高頻數據預處理與持久化歸檔存儲需求。

▎易運維

• 業(yè)務(wù)可視化:Neuron、NanoMQ、eKuiper、EMQX 等組件均可實(shí)現高效對接,通過(guò) EMQX ECP 統一管理,便于維護人員配置/監控/編寫(xiě)/啟停,提升業(yè)務(wù)管理效率;

• 一鍵運維:一鍵對關(guān)鍵資源和服務(wù)進(jìn)行自動(dòng)化巡檢,內置評分機制對所巡檢項目健康狀態(tài)進(jìn)行量化評分,自動(dòng)生成針對性的修復建議,降低現場(chǎng)運維門(mén)檻。

目前該方案主要針對以下三大應用場(chǎng)景:

▎工廠(chǎng)數據可視化數字孿生

工業(yè)生產(chǎn)數據是海量且連續的,且數字孿生對數據量和延遲有很高要求,用傳統的批處理方法處理流數據幾乎不可能,因此流處理在邊緣側成為剛需,同時(shí)需要廠(chǎng)級信息中心提供生產(chǎn)數據提供高可用、高并發(fā)、低延時(shí)的數據傳輸、分析、對接能力。聯(lián)合解決方案可在車(chē)間/廠(chǎng)級可視化建立統一的數據傳輸通道,消除數據孤島,輕松實(shí)現各級可視化應用之間的數據流轉、處理、存儲,對新系統的擴展和創(chuàng )新應用開(kāi)發(fā)提供巨大的便利性。

▎設備異常感知及處理

在工業(yè)生產(chǎn)弱網(wǎng)環(huán)境下,要將各類(lèi)工業(yè)設備接入實(shí)現異常告警、消除安全隱患,需要使用輕量級 MQTT 協(xié)議進(jìn)行數據實(shí)時(shí)感知和穩定傳輸。同時(shí),還需要打通不同網(wǎng)絡(luò )中設備、不同系統間的數據壁壘,以便實(shí)現設備間的聯(lián)動(dòng)。最終,需要在廠(chǎng)級指揮調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(chǎng)級生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

▎生產(chǎn)線(xiàn)視覺(jué) AI 缺陷檢測

引入 AI 缺陷檢測能力可優(yōu)化工廠(chǎng)生產(chǎn)工藝,需要在邊緣端支持 Rest、gRPC、msgpack RPC 等服務(wù)對接 AI 缺陷監測數據,聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化設備進(jìn)行告警通知或糾錯流程,實(shí)現生產(chǎn)質(zhì)量追溯和工藝優(yōu)化。聯(lián)合解決方案可構建完整的云邊一體 AI 模型訓練流程,實(shí)時(shí)匯聚圖像流并持久化到中心端進(jìn)行模型訓練和優(yōu)化,同時(shí)匯聚新模型推理結果。

近兩年,隨著(zhù)國家對產(chǎn)業(yè)升級和節能減排的支持,數字經(jīng)濟正從消費互聯(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)現從上層業(yè)務(wù)流到底層基礎設施的全新升級,助力智能制造、智慧能源、智慧交通等行業(yè)數字化轉型,為用戶(hù)實(shí)現提質(zhì)、降本、增效。