エッジコンピューティングと産業用インターネットにおけるその応用についての簡単な説明

1. 背景

Internet of Everything時代の到来により、ビッグデータ、人工知能、ブロックチェーン、5Gなどの情報技術が急速に発展しています。スマート物流、スマート製造、スマート輸送、スマート観光、スマート建設など、産業インターネットに基づくアプリケーションが絶えず登場しています。センサー、カメラ、産業用ロボット、スマート端末、スマート処理装置など、さまざまなタイプの取得装置が広く使用されています。データコンピューティングおよび処理機能は、産業用インターネット プラットフォーム アプリケーションの深さと幅に影響を与える重要な要素となっています。

産業用インターネット データの量が継続的に増加し、データ処理の要件が多様化しているため、クラウドベースのビッグ データ処理は多くの課題に直面しています。多くのシナリオでは、低遅延でリアルタイムかつ安全な処理とフィードバックが求められます。ただし、クラウド処理では、より高いネットワーク帯域幅リソースとストレージおよび処理コストが必要になり、ネットワーク セキュリティのリスクが高まり、低遅延とリアルタイムのパフォーマンスを確保することが困難になります。これにより、デバイス側に近いコンピューティング、つまりエッジ コンピューティングの継続的な開発が促進されました。

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2. エッジコンピューティング

エッジ コンピューティングとは、ネットワーク、コンピューティング、ストレージ、アプリケーションのコア機能を統合し、オブジェクトまたはデータのソースに最も近いサービスを提供するオープン プラットフォームの使用を指します。エッジ コンピューティングは、物理的なエンティティと産業接続の間に位置します。これはエッジ側で開始され、より高速なネットワーク サービス応答を生成し、ビジネスのリアルタイム、アプリケーション インテリジェンス、セキュリティとプライバシー保護の観点からサービスを提供し、クラウド コンピューティングの呼び出しをサポートします。エッジコンピューティングは、産業用インターネット アーキテクチャの重要な部分として、ネットワーク通信、プラットフォーム アプリケーションなどでコンピューティング サービスを提供します。これにより、産業用インターネット プラットフォームのデータ収集と管理の範囲と機能が大幅に拡大します。

（１）ネットワークエッジコンピューティング

オブジェクトまたはデータのソースに近いネットワークのエッジにエッジ コンピューティング モジュールを展開して、ネットワーク、コンピューティング、ストレージ、およびアプリケーションのコア機能を統合する分散オープン システムを構築し、MES、ERP、CPS、センサー、カメラ、およびその他の既存の生産端末からのエッジ レイヤー データ収集をサポートします。エッジ コンピューティングは、俊敏な接続性、リアルタイム ビジネス、セキュリティ、プライバシー保護などの産業ニーズを満たすために、エッジ インテリジェント サービスを「近く」で提供できます。

（２）プラットフォームエッジコンピューティング

プラットフォームのエッジコンピューティングインテリジェントリアルタイムオペレーティングシステム、分散コンピューティングタスクスケジューリング、エッジクラウドコラボレーション戦略、エッジコンピューティングインテリジェントアルゴリズムとモジュールの構築を実行し、それらをデータソースに近いエッジ側にマッピングし、産業生産現場データのリアルタイム処理と迅速なビジネス最適化を担当し、仮想化とリソース抽象化、超低遅延データ認識、エッジクラウドコラボレーション、軽量機械学習アプリケーションにおける業界のニーズを満たします。

3. エッジコンピューティングの応用

エッジ コンピューティングは、産業用インターネット プラットフォームを通じて、生産オペレーションの最適化、機器の相互接続、軽量統合などのアプリケーションをサポートできます。

（１）生産オペレーションの最適化

エッジコンピューティングは、製品設計、材料調達、製造、販売、物流など、複数のソースからデータを短期間で収集できます。エッジ層でデータを計算・分析することで、各拠点の生産稼働状況を把握し、問題のあるプロセスやリンクに対して早期に警告を発することができます。計算や分析のためにデータをクラウドに送信する必要はありません。後続のリンクに対するリアルタイムのプロンプトを提供し、収集されたデータを再計算して分析し、後続の運用最適化計画や改善提案を提案することができます。

（２）機器の相互接続

エッジ コンピューティングは、システム間のリアルタイム通信のニーズとサービス品質要件を収集し、最適化されたスケジューリング アルゴリズムを実行し、それらを TSN スイッチと 5G ネットワークの構成に変換して、複数のリアルタイム データ ストリームの送信をサポートします。情報セキュリティの確保を前提に、従来のインターフェースやプロトコルをサポートするデバイスをエッジコンピューティングプラットフォームに接続するだけでなく、データ抽象化レイヤーを導入することで、直接相互接続できないデバイスもエッジコンピューティングに基づいて相互接続できるようになります。エッジ コンピューティングの低遅延パフォーマンスにより、デバイス間のリアルタイムの水平通信を保証できます。

（３）軽量化

自動化設備の大規模なアップグレードを行わなくても、エッジゲートウェイ、エッジコンピューティングプラットフォーム、必要なエッジデータ収集端末を追加することで、製造工場のデジタル化レベルを効果的に向上させ、製造システム内のさまざまなリンク間のデータフローを強化できます。エッジコンピューティング プラットフォームのマイクロサービス アーキテクチャに基づいて、多数のリアルタイム計画、最適化されたレイアウト、機器の監視、障害診断と分析、AGV スケジューリングなどの機能をエッジ アプリケーションにカプセル化し、ソフトウェアとハ​​ードウェア プラットフォームおよびインテリジェント アプリケーションの分離を実現します。

4. アプリケーションの提案

（１）企画・設計をしっかり行い、需要の牽引に注力する

企業は、デジタルアプリケーションシナリオを組み合わせ、産業インターネットエッジ層、施設層、プラットフォーム層、アプリケーション層などから詳細な調査を実施し、可能なエッジシナリオを整理し、需要に基づいて産業インターネットソリューションを最適化し、トップレベルのデジタル計画と設計を行い、産業インターネットプラットフォームにおけるエッジコンピューティング技術の応用を深め、エッジデータ収集機能、コンピューティング機能、コラボレーション機能を向上させ、アプリケーション基盤を徐々に強化する必要があります。

（２）プラットフォーム構築の加速とアプリケーション基盤の深化

企業は、産業インターネットプラットフォームにおけるエッジコンピューティングの応用を深め、エッジコンピューティングモジュールを産業インターネットプラットフォームと組み合わせ、産業データ相互接続システムを構築し、エッジコンピューティングを通じて産業インターネットプラットフォームのデータ収集機能、処理効率、応答の適時性を向上させ、機密データのセキュリティを向上させ、産業設備の相互接続を促進し、自律的生産、インテリジェントスケジューリング、自動化された操作の機能を強化する必要があります。

（３）運用・保守サービスの強化とサポート力の向上

企業は人材育成と運用保守チームの構築を強化し、エッジコンピューティングの研究と応用を増やし、エッジコンピューティングと産業インターネットの統合を推進し、プラットフォームの構築と運用保守を確保するための専任人員を配置し、エッジコンピューティングの運用保守と技術サポートを改善し、エッジコンピューティングモジュールの日常的な運用、安全上の危険、データ処理、データ転送などを強化して、エッジコンピューティングの正常な動作を確保する必要があります。

V. 結論

エッジ コンピューティングは、産業用インターネットにとって重要な技術サポートです。エッジ コンピューティングは、新しいタイプのデータ コンピューティング アーキテクチャと組織形態として、ネットワーク コンピューティングの範囲を拡大し、クラウド センターからネットワークのエッジまでコンピューティングを拡張し、近くのユーザーにインテリジェントなサービスを提供します。エッジ コンピューティングの継続的な発展により、企業のデジタル変革におけるその役割はより顕著になるでしょう。