边缘计算时代，探讨低成本智能制造转型之路

Gartner预测，“到2025年75%的数据将在传统的集中数据中心或云之外创建和处理”。这意味着边缘计算将在未来的社会经济发展中承担越来越多的计算处理任务。以工业为例，随着物联网技术的发展，以及工业设备硬软件能力的提升，为充分利用工业设备中的数据资源，实现智能化生产，企业对边缘计算的需求日趋迫切。

然而PLCopen中国组织名誉主席彭瑜教授却指出，“当今工业自动化是唯一一个仍然使用专用计算机、PLC和DCS控制系统，而不是在系统边缘使用标准计算平台进行本地控制、优化、分析和数据提炼的行业。”由于PLC、DCS等系统数据采集范围仅局限于原先设定的控制对象，充其量只能就地进行数据分析、过滤和局部优化，而不可能从生产全局视野去安排决策控制的目标。由此边缘计算平台应运而生，成为企业实现全局性生产决策控制的关键。

近日新工业网记者专访了Stratus容错技术公司大中华区技术经理许怀，围绕工业边缘计算的相关问题进行了深入交流。Stratus公司致力于为企业数字化转型提供高可用性且容错的边缘计算产品，能在数据中心和边缘位置安全地远程运行关键任务应用，让企业免受停机困扰，并将数据转化为可执行的决策。

多重因素驱动IT基础架构变革

2022年是艰难的一年。受新冠疫情、地缘政治及大国博弈等因素影响，企业生产经验压力骤增，市场挑战不断，让企业对市场趋势的预判变得十分困难，“易变性、不确定性、复杂性、模糊性”正将我们带入VUCA时代。在这个时代，企业战略的制定与执行需要具备极强的风险应变能力和预见性。

“对我们而言，当前企业面临的情况即是挑战，更是机遇。”许怀如此说。在他看来，危机之中蕴藏机遇。一方面受经济下行的影响，企业投资扩张的步伐在放缓，从而减少对传统IT基础设施的部署需求。另一方面受新冠疫情、地缘政治及大国博弈的影响，企业又迫切需要一种更加“高效、安全、可靠”的IT基础架构，通过简化系统部署和运维，降低人员开支成本，在特殊时期保障IT系统稳定运行。

这种判断源于他对行业的深刻洞察。在加入Stratus之前，许怀担任过Oracle Database产品线Team Leader，负责过IBM小型机在国内商业银行推广运行，在索尼、华硕等大型制造业从事过MES研发和实施工作，丰富的跨行业工作经验，使他对IT基础架构和上层应用有深刻理解，能精准地把握当前制造企业数字化转型升级中的痛点和需求。

许怀认为，随着智能制造战略的深入，企业迫切需要打通从研发管理到生产制造的全业务流程数字化体系。而我们正在见证这样一种趋势，即一边以IT技术构建的工业互联网平台向工业应用领域挺进，另一边是生产制造系统及设备智能化水平在不断提升，IT与OT的融合碰撞势在必行。可以预见，边缘计算的出现和快速推广运用将成为OT与IT融合的纽带以及工业互联网落地的实际载体。

打造“6个9”容错工业边缘计算平台

工业是非常传统的行业，也是经济结构中占比最大最复杂的行业。因此，工业边缘计算是边缘计算应用中最具发展潜力和经济效益的一个领域，也是面对的应用场景最多、技术综合度最复杂、对标准化需求最迫切的领域，吸引了许多传统的工业自动化企业和IT企业的重视和推动。

作为其中一员，Stratus的技术产品兼顾IT与OT双重特性。一般来说，OT关注生产过程的安全性、效率、稳定性和连续性，IT优先考虑速度、安全性和数据分析。边缘计算必须融合OT和IT的特性，以最大限度地发挥其潜力。那么如何利用IT系统的敏捷性，并按OT的指标确保以执行任务为关键要求的连续性呢？Stratus通过一系列技术革新实现了产品功能的创新。

首先，为了解决工业互操作性问题，实现IT与OT环境下的数据融合。Stratus在边缘计算产品ztC Edge中集成通用的OT和IT协议，使产品很容易集成到现有的工业自动化环境中，而SNMP请求和陷阱则可用于配置通知和警报，从而实现了良好的工业互操作性。企业还可以利用OPC UA属性或REST API在大多数第三方系统管理工具和仪表板中显示相关的系统数据。

其次，为保障生产控制过程的安全性、稳定性和连续性，Stratus从软件和硬件两个方向进行技术革新，使平台可用性最高达“6个9”。据许怀介绍，传统服务器和工控机都是单机模式运行，如果要实现高可用性，就必须通过组建双机冗余架构搭配冗余软件。即便如此，仍难以避免计划外停机，只能等硬件出现故障后再去弥补，让企业的经营生产时刻处于风险之中。就此，Stratus开发了“硬件容错、软件容错和边缘计算容错”三种平台，其代表产品分别为ftServer容错服务器、everRun停机预防软件和ztC Edge边缘计算容错平台，企业可以根据自己的特点和项目的具体需求去选择不同的解决方案。

以ztC Edge为例，其内部采用了Stratus独有的“冗余对”设计，一旦发生故障，运行在某一平台上的虚拟机将在另一个平台上自动重启或恢复。如果ztC Edge在一台计算机上检测到网络或磁盘故障，它会自动重新路由流量或使用另一台计算机上的数据，而无需任何操作人员干预。除此之外，Stratus所有的硬件组件都能实现热插拔，保障业务在被不中断的情况下实现部件更换，所以运维管理优于传统冗余方案，而且不需要购买冗余版本的软件授权就能实现冗余效果，帮助客户节省投入成本。

目前，Stratus已与施耐德、罗克韦尔和剑维软件等友商建立了良好的合作关系，并在全球范围内进行广泛合作，通过将Stratus的技术产品集成到他们的工业自动化整体解决方案中，实现全行业、全场景的应用覆盖，涵盖边缘计算、集中监控、生产控制、AI分析等，并在支撑诸如SCADA、MES、DCS、CRM、ERP、PLM等主流工业软件运行时展现出极佳的可用性。

低成本高可用边缘计算助力智造转型

数字化转型是一个长期的过程，需要持续的资金投入，稍有不慎就会出现资金难以为继的情况。因此，企业转型最常思考的一个问题是资金从哪里来？如何降低企业转型所需的成本。这时候企业就会慎重考虑，现有的投入是否合理？一些大额支出是否真有必要？有没有可以替代的低成本高可用解决方案等。这是一个非常现实的问题。例如，现在的一些企业仍然倾向于采用服务器或工控机作为边缘计算搭建平台，不仅部署实施过程复杂，而且硬件采购成本高、实施周期长，需要更多的运维人员，在可用性方面往往还未必能达到工业智能化场景的应用要求。

针对这种情况，Stratus解决方案完全可以实现替代，以更低的成本、更高的可用性支撑企业转型。通常来说，仅用一台ztC Edge产品就可以替代传统多台服务器构建的冗余架构，不仅部署简便，易于管理，而且成本低廉，全组件热插拔能帮助客户节省上线和维护成本。同时在安全稳定性方面也能得到极大保障，帮助客户提高生产效率，优化项目成本。 

同时为不断提升产品性能，Stratus也从未停止产品优化的步伐，几乎每年都会利用最新的技术更新换代产品，对ftServer、ztC Edge和everRun三大产品实现同步升级。这些产品不仅采用最新的CPU和硬件架构去适应边缘计算应用发展，也具有更强的安全性，更多的API参数，以更好的功能服务我们的伙伴和客户。除了制造企业，像迪士尼、阿里巴巴、中信证券、首钢京唐等对高可用和安全性有极高要求的企业都是我们长期的忠实客户。

随着工厂智能化水平的不断提升，支撑工业控制系统的硬件由单一的服务器转变成分布式架构。企业将越来越多的面对应用和数据的分离，结构化&非结构化数据，关系型&非关系型数据库，以及业务拆分、负载均衡、边缘计算等问题。对我未来的发展，许怀表示，“在智能制造的路途中我们还有很多事情需要做。而Stratus将继续以更低的成本、更高的可用性帮助全行业企业实现增效降本，同时也期待着与更多的智能制造供应商合作，为客户提供安全、稳定、简便的解决方案，为推进智能制造转型贡献自己的力量。