边缘计算参考架构302018年

边缘计算严业联盟（ECC）与工业E联网严业联盟（AII）联合发布2018每11月边缘计算参考架构3.0(2018年）1边缘计算产生的背景与需求..............................011.1行业智能时代己来...............................................................011.2行业智能2.0面临的挑战.....................................................031.3边缘计算能力的需求............................................................041.4边缘计算产业化当前进展....................................................062边缘计算的概念与价值......................................072.1边缘计算概念.......................................................................072.2基本特点和属性...................................................................072.3边缘计算CROSS功能........................................................072.4边缘计算与云计算协同........................................................083边缘计算参考架掏..............................................093.1模型驱动的参考架掏............................................................093.2多视图呈现..........................................................................103.3商业视图..............................................................................113.4使用视图..............................................................................133.5功能视图..............................................................................143.5.1基础资源.....................................................................153.5.2各领域功能模块..........................................................163.5.3边缘管理.....................................................................183.5.4边缘服务.....................................................................193.6部署视图..............................................................................234ECC产业发展与商业实践.................................254.1ECC产业发展总体概况...........................................................254.1.1ECC产业组织合作.........................................................254.1.2ECC标准组织合作.........................................................254.2边缘计算的商业实践............................................................265附录......................................................................35术语表........................................................................................35参考文献....................................................................................36缩略语表....................................................................................3701|边缘计算参考架构3.0(2018年）决策01边缘计算严生的背景与需求1.1行业智能时代巳来全球已经掀起行业数字化转型的浪潮，数字化是基础，网络化是支撑，智能化是目标。通过对人、物、环境、过程等对象，进行数字化而产生数据，通过网络化实现数据的价值流动，以数据为生产要素，通过智能化为各行业创造经济和社会价值。智能化是以数据的智能分析为基础，从而实现智能决策和智能操作，并通过闭环实现业务流程的持续智能优化。以大数据、机器学习、深度学习为代表的智能技术已经在语言识别、图像识别、用户画像等万面得到应用，在算法、模型、架何等万面取得了较大的进展。智能技术已经率先在制造、电力、交通、医疗、农业、电梯、水务、物流、公共事业等行业开始应用，对智能技术提出了新的需求与挑战。行业智能时代已经来伍。吻人智能化智能分析智能01010智能优化环竟数据价值流动创造经济与社会价值智能三百应用圄1行业数字化转型数字化产生数据网络化边缘计算参考架构3.0(2018年）|02以大数据、机器学习、深度学习为代表的智能技术已经在语言识别、图像识别、用户画像等万面得到应用，在算法、模型、架何等万面取得了较大的进展。智能技术已经率先在制造、电力、交通、医疗、农业、电梯、水务、物流、公共事业等行业开始应用，对智能技术提出了新的需求与挑战。行业智能时代已经来伍。行业智能分为1.0和2.0两个发展阶段：1）行业智能1.0行业智能1.0是面向市场线索、营销、采购、物流、售后等商业过程，将用户、应用和商业流程的行为和状态进行数字化，基于多维度数据分析和场景感知，建立行业的信息图谱，为行业用户提供个性化的资源配置和服务。行业智能1.0的快速发展得到了ICT创新技术的支撑，包括：»乏在网络联接使能数据的快速流动；»云计算按需提供低成本的基础设施服务应对业务负载变化；»大数据挖掘、分析和管理海量数据，提升企业的商业决策能力；»算法+数据+算力，释放了行业智能的潜在价值。2）行业智能2.0面向产昂规划、设计、制造、运营等生产过程，产昂、生产装备、工艺流程等已经逐步数字化和网络化，行业智能2.0已经具备了基础条件。这里所指的产昂、装备具有广义的概念，既包括制造业所生产的产昂和制造产线等，也包括能源、交通、农业、公共事业等行业提供服务时所依赖的资产，如电表、交通工具、农业机械、环境监测仪器等。行业智能2.0需要达成如下目标：»提升生产与服务过程敏捷性和协作性»提升资源共享和减少能耗»降低生产运行和运营不确定性»与行业智能1.0协作，建立生产、销售和服务的端到端行业智能行业智能2.0时代需要行业发生四个关键转变：»物理世界与数字世界从割裂转变为协作融合；»运营决策从模糊的经验化转变为基于数字化、模型化的科学化；»流程从割裂转变基于数据的全流程协同；»从企业单边创新转变为基于产业生态的多边开放创新。3|边缘计算参考架构3.0(2018年）1.2行业智能2.0面临的挑战从DIKW模型视角看，行业智能2.0面面了四大挑战：OT和ICT跨界协作挑战知识模型化仍是巨大挑战WWiseKKnowledgeIInformation数据信息难以高效流动与集成产业链变长，增加了端到端协作集成挑战DDataPhysicalSystemDIKW模型视角圄2行业智能2.0面面的挑战OT和ICT跨界协作挑战OT(OperationTechnology）与ICT(InformationandCommunicationTechnology）关注重点不同，OT关注物理和商业约束、人身安全，ICT关注商业约束、信息安全；OT与ICT在行业语言、知识背景、文化背景存在较大差异，相亘理解困难；OT技术体系碎片化、专用化与标准化、开放性的ICT技术体系集成协作存在挑战困难；OT与ICT的融合协作也将带来安全万面的挑战。OT与ICT的跨界协作需要建立物理世界和数字世界的联接与融合。数据信息难以有效流动与集成目前业界有超过6种以上的工业实时以太网技术，超过40种工业总线，缺少统一的信息与服务定义模型。烟囱化的系统导致数据孤岛，使信息难以有效流动与交亘。信息有效流动与集成是支持数据创新、服务创新的基础，需要建立数据全生命周期管理。知识难以模型化是巨大挑战知识模型(KnowledgeModel）主要解决知识的表示、组织与交亘关系，知识的有序化以及知识处理模型，是将知识进行形式化和结构化的抽象。知识模型不是知识，是知识的抽象，以便于计算机理解与处理。知识模型输入存在信息不完整、不准确和不充分的挑战；知识模型处理的算法与建模还需持续改进与优化；知识模型输出的应用场景有限需要持续积累。知识模型化是高效、低成本实现行业智能的关键素。产业链变长，增加了端到端协作集成的挑战需要物理世界和数字世界的产业链的协作，需要产晶全生命周期的数据集成，需要价值链上的各产业角色建立起协作生态。这种多链条的协作与整合对数据端到端流动和全生命周期管理提出了更高的要求。边缘计算参考架构3.0(2018年）|41.3边缘计算能力的需求面向行业智能2.0的挑战，边缘计算需要提供四个关键能力：1）建立物理世界和数字世界的联接与E动通过数字孪生，在数字世界建立起对多样协议、海量设备和跨系统的物理资产的实时映像，了解事物或系统的状态，应对变化，改进操作和酋加价值。在过去十年里，网络、计算和存储领域作为ICT产业的三大支柱，在技术可行性和经济可行性发生了指数性提升。网络领域变化：带竟提升干信，而成本下降到1/40信；计算领域变化：计算芯片的成本下降到1/60信；存储领域变化：单硬盘否量酋长万信，而成本下降到/17信。正是联接成本的下降、计算力的提升、海量的数据，使得数字孪生可以在行业智能2.0时代发撂重要作用。2）以模型驱动的智能分布式架构与平台在网络边缘侧的智能分布式架构与平台上，通过知识模型驱动智能化能力，实现了物自主化和物协作数据与知识分享曾强协作化通过学习协作化的数据，曾强自主化圄3智能分布式架构物自主化自主联接自主发现自主学习自主优化自主决策自主执行物协作化1物与物协作3物与本地系统协作物物物物物本地智能系统2物与人协作4物与云协作人云物物5|边缘计算参考架构3.0(2018年）边缘控制器：通过融合网络、计算、存储等ICT能力，具有自主化和协作化能力。边缘网关：通过网络联接、协义转擦等功能联接吻理和数字世界，提供轻量化的联接管理、实时数据分析及应用管理功能。边缘云：基于多个分布式智能网关或服务器的协同呵成智能系统，提供弹