隨著物聯(lián)網(IoT)時代來臨,工廠導入工業(yè)物聯(lián)網(IIoT)有助提升產線作業(yè)效率及提早偵測出設備可能出現的問題,為此可提供實時、穩(wěn)定自動化的連網廠房需求大幅涌現,傳統(tǒng)云端系統(tǒng)建置恐已不敷需求,也讓比云端更進一階的霧計算(Fog Computing)導入產線,可望引領IIoT時代的霧計算需求時代來到。
云端運算已不敷IIoT所需
開放霧聯(lián)盟霧計算參考架構八大基礎要素
據Industrial-iot網站報導,會導致云端運算不敷IIoT導入所需主因,在于現今內建工業(yè)機器人、工業(yè)控制系統(tǒng)的廠房產線所產生的大量數據,如今都是以千兆字節(jié)(PB)為單位進行計算,導致傳統(tǒng)云端網絡不敷所需,因此基于廠房內部對實時性通訊流的需要,對霧計算需求便應運而生。
所謂霧計算屬于水平化基礎架構,將運算、通訊、控制及儲存分布在更接近于數據源處,以能夠顯著加速處理時間及降低網絡成本,但霧計算并非完全取代云端運算,而是對云端運算投資的強化,以提供工業(yè)物聯(lián)網導入制造業(yè)領域可創(chuàng)造更有效率、具成本效益及建設性的應用表現。
霧計算擴展了傳統(tǒng)以云端為基礎的運算模式,能夠動態(tài)響應網絡負載變化,部分人士將霧計算與“邊際運算”(Edge Computing)混為一談,不過兩者實際上仍有關鍵差異。如霧計算總是使用邊際運算,但邊際運算卻不總是需要霧計算的功能;霧計算包含云端運算,不過邊際運算的定義卻不屬于云端運算一環(huán)。
霧計算具備SCALE五大優(yōu)勢
任何裝置若具備連網、運算以及儲存功能,就能夠成為一個霧計算的節(jié)點,因此如工業(yè)控制器、交換器、嵌入式服務器、路由器以及監(jiān)視器等產品,均可被視為是霧計算節(jié)點之一。
2015年底由全球物聯(lián)網領導業(yè)者齊聚成立的“開放霧聯(lián)盟”(OpenFog Consortium),也揭示名為“SCALE”的霧計算五大優(yōu)勢,即安全(Security)、認知(Cognition)、靈活(Agility)、延遲(Latency)及效率(Efficiency)。
安全方面,多數以云端為基礎的安全服務在今日連網廠房中已不敷需求,霧計算透過分布式架構可處理這些IIoT的安全挑戰(zhàn),廠房可保護霧計算節(jié)點采用相同的企業(yè)IT政策、控制及程序,透過霧計算節(jié)點可快速找出不尋常的活動,并可在無需中斷服務下減輕這些不尋?;顒訉ο到y(tǒng)形成的威脅及攻擊。
認知方面,霧計算架構能就透過哪個節(jié)點進行運算、儲存及控制功能做出最佳的決定,決策可透過裝置或鄰近的霧計算節(jié)點進行,而非只能透過傳輸數據至云端的方式供決策制定,因此如智慧傳感器便可自主做出決定,以及就制程進行評估,其他多款連網裝置也可取得決策信息以有助提高效能。
面對基礎架構與連網功能必須具靈活性的需要,以滿足廠房內建傳感器及系統(tǒng)的數據生成型態(tài)所需,鑒于霧計算透過有線與光學通訊及無線網絡運作,且同樣隸屬于這些廠房網絡環(huán)境中,這將讓霧計算相當適合基于有線SCADA系統(tǒng)、OPC-UA接口及Modbus等的工業(yè)元素運用,這些元素都能夠與霧計算節(jié)點相連結。
延遲則是霧計算最被廣為提及的一大優(yōu)勢。許多工業(yè)控制系統(tǒng)需要在幾千分之一秒內的端對端延遲,但主流云端服務卻無法提供此一水平的延遲服務,這就讓霧計算應用具備導入優(yōu)勢。
提升效率上,霧計算架構采沉浸式分散途徑,若某個網絡出現故障,將可立即轉換至其他整個網絡都可近用的霧計算資源,這有助創(chuàng)造管理的彈性及易于與現有物聯(lián)網環(huán)境做整合。
霧計算仰賴于裝置與系統(tǒng)間快速、受信任且安全的傳輸環(huán)境,在此情況下意謂霧計算需要基于開放標準的相互可操作性,開發(fā)此開放參考基礎架構則是開放霧聯(lián)盟的工作,包含新創(chuàng)企業(yè)、大學與工業(yè)巨擘等聯(lián)盟成員正合作欲確保一開放、相互可操作的基礎架構成形,以有助制造業(yè)為其智能工廠導入物運算解決方案。