中国联通工业制造边缘云测试床
发起单位：
中国联通
九州云信息科技有限公司
中国信息通信研究院
合作公司：
珠海格力电器股份有限公司
一、实验平台目标和概述
边缘云，是一种在网络边缘或靠近用户接入点侧部署云数据中心的技术。该技术将传统的集中式云计算能力下沉，让靠近用户、工厂、制造现场的网络边缘侧获得计算、存储、网络、加速、人工智能及大数据处理等能力，同时为第三方服务应用提供开放的部署平台，面向用户提供种类多样的第三方服务，最终实现省带宽、低时延、大连接的高效服务分发。
传统的集中式云计算将业务处理数据回传至云数据中心，采用集中式数据存储，并利用超强的计算能力来集中式解决计算和存储问题。但是随着万物互联时代的到来，各类业务如智能制造、车联网、工业控制、4K/8K、VR/AR等所产生的数据量爆炸式增长，以及对时延和带宽、安全的严格要求，简单的集中式云计算平台都将无法满足。
智能制造是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术，自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程，制造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。而边缘云是结合SDN/NFV、大数据、人工智能及IoT等技术并支撑各行业数字化转型的关键基础设施，能够同智能制造完美契合，实现制造业智能化快速感知、决策、处理。
边缘云能够深度参与并优化智能制造的全过程流程，包括：连接与整合、大数据 、云计算与平台服务、安全、平台服务、大数据分析(数据分析，事件分析，实时处理)、行业应用和API(共享，加速创新)。边缘云将提供更加开放的边缘业务 PaaS 平台，为制造业应用开发者提供丰富的平台服务能力及统一API，降低开发门槛和成本，支撑上下游生态的集成，从而加速制造业应用的创新业务孵化和商用推进，促进信息技术同智能技术与装备制造的深度融合和发展。
二、应用场景介绍
(1)线边图像采集+本地图像处理+本地检测结果响应+本地模板系统。用于检测产品面板标签的漏贴、贴错位置等粘贴质量检测。
(2)实现条码打印机的自动化检测，对重码和跳码等问题进行报错。具体方法是在打印机出码处架设智能相机，通过智能相机实时获取打印出来的条码/二维码数据，电脑上的检测模块对获取到的二维码数据进行出错检测，如发生错误立即停止打印并发出警报提醒。因此需要部署边缘云系统对采集的图像信息进行分析和判决。
(3)海量生产设备数据采集并上传至边缘云。在边缘云平台搭建简单的大数据采集系统。
(4)信息化展示，即海量设备数据在边缘云上存储与计算，数据分析与智能处理后达到数据与应用平台实现实时展示，保证数据的传输的稳定性、安全性、完整性，在应用展示平台上能实时监控每台设备开机率等基本数据。
(5)大数据与AI相结合的边缘云平台，实现对海量数据智能化处理和分析。大数据驱动的设备智能管理工业互联网应用技术体系架构，支持云部署，后续将整套应用部署到边缘云上。
2.1 预期成果
(1)搭建工业边缘云平台
(2)搭建工业边缘云大数据支撑平台：数据高效和分析、处理
(3)工业边缘云图像采集、图像分析与识别系统
(4)边缘智能AI分析：产品质量检查、二维码采集获取
(5)边缘云AI同大数据采集、分析、展示相结合的全套系统搭建
2.2 技术的示范效应
在制造业领域，无论是针对设备的预测性维护，还是针对消费者的柔性制造，都需要依靠“数据”这座油矿。只有充分挖掘工厂设备联网后产生的海量数据中的价值，通过对制造大数据进行分析，才能提升数字化工厂运行效率，实现真正的工业智能化。边缘计算，是一种在网络边缘或靠近用户接入点侧部署云数据中心的技术。该技术将传统的集中式云计算能力下沉，让靠近工厂、制造现场的网络边缘侧获得计算、存储、网络、加速、人工智能及大数据处理等能力，同时为第三方服务应用提供开放的部署平台，面向用户提供种类多样的第三方服务，最终实现省带宽、低时延、大连接的高效服务分发。在标准研制过程中需要结合我国的制造业发展情况，推动制造业智能升级，强化我国自主可控相关要求和内容。
2.3 商业价值
边缘云能够深度参与并优化智能制造的全过程流程，能够同智能制造完美契合，实现制造业智能化快速感知、决策、处理。通过本次部署边缘云测试床，能够实现商业案例验证关键技术、参考架构和软硬件平台，并进一步识别差距和问题点，作为关键需求导入后续优化，持续迭代改进，拓展商业应用的广度和深度。最终，通过边缘云参考架构牵引构建开放的边缘计算软硬件平台，支撑测试床和商业案例部署，以最佳实践加速产业发展。
未来借助该测试床，可以交付与联通庞大的政企客户部门进行复制和推广，尤其对工业较为发达的省分，可实现业务快速对接的落地。由于工业企业对图像条码处理和大数据功能具有较强的需求，未来商业价值可达千万量级，包括新增设备器件、老旧设备改造、新增智能终端与分析模块、降低人工成本等。
2.4 社会价值
边缘云能够实现图像检测的本地化和最近端服务，加快即时处理速度与响应速度;而且能根据复杂度的不同，实现图像检测的分层分级服务。在制造业领域，尤其生产线系统，对于响应实时性和信息安全性，都有很强的要求。因此，图像处理边缘计算相关项目的实施与落地，能够有效促进工业视觉检测技术，在生产过程中的质量监控、生产监控与工艺监控等方面发挥作用。鉴于我司在行业内的领先地位，通过开展系列线端视觉边缘检测项目，一方面可以提升我方产品本身的工艺品质与生产效率，提升智能制造水平;另一方面能对家电业甚至整个制造业的工业升级产生比较好的行业级带动效应。
同时,在现今中国存在一大批的中小型制造企业，这些企业规模不大，但其生产设备所产生海量设备数据却源源不断，在智能制造的热潮上也渴望拓展以生产设备的海量实时数据为核心，实现数据驱动的持续改进和持续提升的精细化生产与管理，但成本与技术上制约，使得设备数据迟迟无法利用起来，智能制造转型一直无法进行下去，而面向制造业的边缘计算系统架构标准的应用示范系统的搭建，恰恰提供一套边缘云的解决方案，使得数据的处理更加实时与稳定，对实时的数据分析和智能化处理提供更加高效和安全解决方案，对带动中小型制造企业向智能制造企业转型起到很好一个示范作用。
三、实验平台技术可行性
第一、搭建完整的面向制造业的边缘云系统平台架构，包含基础设施、虚拟化层、平台能力开放，并选取一批工业APP部署在边缘云平台上。
第二、选择合适的智能制造场景，模拟仿真注册一批与工业智能产品对应的各类工业数据，在边缘云平台上实现大数据分析处理与边缘智能分析。
