2022离散制造业边缘计算解决方案白皮书解读

离散制造业边缘计算解决方案白皮书解读什么是工业互联网工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接，将推动形成全新的工业生产制造和服务体系第四次工业革命的战略必争

深化“互联网+先进制造业”的重要基石

制造业高质量发展的关键基础设施国际起源（美）—2012年，美国通用电气（GE）提出工业互联网—2014年，美国产业界、学界、军界经过讨论，达成发展工业互联网的产业共识，同年成立工业互联网联盟（IIC）—2016年，美国IIC与德国工业4.0签署战略合作协议—2016年以来，美国IIC逐步国际化，已汇聚30余个国家和地区近300名会员联网研究联网研究《深化“互联网+先全面推进2014年9月2016年2017年102018年2019年开展重大软课题研究；利用财政资金支持10点项目；开展试点示范联盟（AII）

月启动实施工业互联网创新发展战略安全体系工业智能化的安全可信保障安全体系工业智能化的安全可信保障识别和抵御安全威胁化解各种安全风险三大智能化闭环：从物理世界来，到物理世界去生产控制优化、运营决策优化、产业链价值链优化采集交换 集成处 建模分 决策优 控制理 析 化 行数据 控制物理系统（设备、生产线、工厂……）产业视角智能化生产企业内应用网络化协同企业-企业互联网视角个性化定 服务化制 伸企业-用户 企业-产品产业视角智能化生产企业内应用网络化协同企业-企业互联网视角个性化定 服务化制 伸企业-用户 企业-产品总体架构网络信息互通数据车间/工厂/运营决策优化安全产业建模、仿真与分析标识解析数据集成处理网络互联产业数据采集交换生产反馈控制物理系统工业智能化发展的核心载体海量数据汇聚与建模分析制造能力标准化与服务化工业知识软件化与模块化各类创新应用开发与运行平台体系工业全要素全产业链全价值链泛在深度互联网络体系网络安全设备安全控制安全数据安全应用安全用户（消费者/企业用户）

从三大关键要素到三大功能体系4我国工业互联网产业生体系在形成 核心能力与服务水平显提升新技术研究与测试验证51个测试床 49份研究报告新技术研究与测试验证产品和解决方案输出个解决方案资源池产品和解决方案输出应用试点探索与落地个应用试点探索与落地标准规范制定与施行工业互联网标准规范制定与施行垂直行业部署与推广12个垂直行业部署与推广边缘计算是工业互联网IT和OT的重要融合点工业互联网的核心是基于全面互联而形成数据驱动的智能，而边缘计算在靠近物或数据源头就近提供边缘智能服务，在实时性和可靠性能够满足工业互联网的发展要求，从而有效支撑工业生产网络化协工业企业对工业互联网边缘计算的定位、部署方式和发展路径不明确1.工业企业有什么改造需求，边缘计算能为企业带来哪些价值并解决企业的哪些问题？2.边缘计算是工业企业实际应用中有哪些关键技术支撑，解决哪些问题？3.工业企业如何在内部实施部署边缘计算，1.工业企业有什么改造需求，边缘计算能为企业带来哪些价值并解决企业的哪些问题？2.边缘计算是工业企业实际应用中有哪些关键技术支撑，解决哪些问题？3.工业企业如何在内部实施部署边缘计算，是否有通用的参考架构和典型应用案例？4.对于发展工业互联网边缘计算有哪些切实可行的建议？其中，离散制造业借助边缘计算推动数字化转型需求旺盛《离散制造业边缘计算解决方案白皮书》是产业发展的急需政产研政产研用白皮书能有效牵引、指导、推动工业互联网边缘计算在具体产业落地及帮助产业生产与供应链资源有效组织的协同制造体系，带动离散制造业企业开展网络化改造和工业互联网边缘计算应用，提升整体发展水平标为离散制造业相关企业了解工业互联网边缘计算的为离散制造业相关企业了解工业互联网边缘计算的考和借鉴，同时提供离散制造业边缘计算部署建设的引导和具体参考帮助ICT企业了解离散制造业具体需求和痛点问题，完善产业生态。为企业提供一个便利的自我评价参考，发现存在的问题，并获取相关的建议。一.离散制造业发展面临的挑战及边缘计算的应用价值一.离散制造业发展面临的挑战及边缘计算的应用价值《离散制造业边缘计算解决方案白皮书》主要内容

（一）离散制造业迎来新的发展机遇（二）离散制造业转型发展对边缘计算能力的需求分析（三）离散制造业边缘计算应用基本情况 二.离散制造业边缘计算施架及技体系 （一）离散制造业边缘计算实施架构（二）离散制造业边缘计算关键技术 三.离散制造业边缘计算决方实践 （一）汽车生产制造领域边缘计算解决方案实践（二）电子制造领域边缘计算解决方案实践（三）工程机械领域边缘计算解决方案实践（四）船舶制造领域边缘计算解决方案实践（五）定制家具领域边缘计算解决方案实践（一）离散制造业边缘计算未来展望（一）离散制造业边缘计算未来展望（二）离散制造业边缘计算技术和产业化发展建议四.离散制造业边缘计算发展趋势及建议离散制造业具有鲜明的行业特点离散工业主要是通过对原材料物理性状的改变、组装成为产品，使其增值。产品质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平，自动化主要集中在单元级（例如数控机床、机器人）。离散制造业的三个特点：垂直细分行业广，工业产品复杂度高，工业产品安全性高。多品种小批量离散行业：如航空、船舶、工程机械等，具有产品种类多、规模小、价值高、研制和生产周期长特点，对协同程度有较高要求设计设计生产管理运维少品种多批量离散行业，如汽车、家电、电子等，具有产品种类少、规模大特点，对产品质量和生产效率要求较高，产品种类向多样性发展设备缺少开放式接口，缺少统一的互联互通标准数据采集困难，缺少完整的数据集成应用架构工厂运营人员劳动强度大，效率低装备和产线自动化软件系统薄弱，软件升级维护困难生产线设备的功能安全和信息安全形势严峻原有标准和解决方案不适应转型发展离散制造业转型发展六大需求设备缺少开放式接口，缺少统一的互联互通标准数据采集困难，缺少完整的数据集成应用架构工厂运营人员劳动强度大，效率低装备和产线自动化软件系统薄弱，软件升级维护困难生产线设备的功能安全和信息安全形势严峻原有标准和解决方案不适应转型发展 工业互联网边缘计算能力提供生产效率优化能力提供生产效率优化能力实现工业软件开发的软硬件解耦提供信息数据安全防护能力为数据孪生系统提供支撑提供边缘侧的建模工具及智能工具提供完善的连接配置和管理能力提供数据汇聚及处理决策能力支撑工业互联网边缘计算的技术体系应用与业务管理技术边缘智能技术

协同技术边云微服务架构，业务代理 动态计算迁移边云智能视觉，分布式推理，边缘AI数据管理技术

数据预处理，流分析，时序数据库

无服务器架构IaaS技术网络技术

容器，协议转换，异构计算，负载均衡，边缘操作系统5G/4G/3G，NB-IOT，TSN，SDN，OPCUA

协同调度算法与模型离散制造业边缘计算参考实施架构离散制造业边缘计算应用实践（1/2）涵盖各个环节边缘计算在离散制造业的典型应用案例涵盖了生产全过程的各个环节。覆盖多个行业应用案例覆盖了汽车、电子制造、船舶制造、工程机械、家电制造、定制家具等行业。涵盖各个环节边缘计算在离散制造业的典型应用案例涵盖了生产全过程的各个环节。覆盖多个行业应用案例覆盖了汽车、电子制造、船舶制造、工程机械、家电制造、定制家具等行业。辐射效应显著应用案例积累了广泛的实践经验，在行业内形成了辐射效应，具备落地推广的基础。边缘智能边缘智能运维管理机器视觉远程控制云化AGV汽车制造工厂 电子制造工厂 船舶制造工厂 机械制造工厂 家具制造工厂汽车制造工厂电子制造工厂船舶制造工厂机械制造工厂家具制造工厂汽车生产制造领域边缘计算解决方案实践面临问题和挑战：面临问题和挑战：动光学检测等边缘计算解决方案实践：边缘计算解决方案实践：MES，负荷，提高了数据信息处理效率实践效果：实践效果：调整生产任务利用数据分析不断优化产线工艺

机床设备数据采集机床设备数据采集APS系统实时完工统计系统生产计划智能产线终端异常ANDON处理工艺防错完工标签打印面临问题和挑战：数字化编码不完善面临问题和挑战：数字化编码不完善边缘计算解决方案实践：协同及生产过程优化管理SRMPLMERPCRM...TXTHTTPWebServiceETL……(MQTT/Modbus/OPC/HTTP)PAAS/ PAAS…AGV实践效果：节省人工成本30实践效果：节省人工成本3099.5%生产作业自动化率达85100%自动数采率可显著提高到90工程机械领域边缘计算解决方案实践

面临问题和挑战：面临问题和挑战：边缘计算解决方案实践：实践效果：产能规模：单个工厂20100生产效率：流水化装配524%，制造成本解决约1亿元。4014%实践效果：实践效果：船舶工业云平台MESERP边缘计算网络车间级工业船舶工业云平台MESERP边缘计算网络车间级工业SDN+TSN控制网络...WIA-FA工业无线接入网网络安全边缘计算网关OPC-UA嵌入式实时操作系统边缘计算网关OPC-UA嵌入式实时操作系统工业数据安全面临问题和挑战：边缘计算数据平台边缘计算解决方案实践：边缘计算解决方案实践：全的通信能力；合，实现生产设备业务上的协同