鋼鐵工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐的邊緣計(jì)算技術(shù)

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為國(guó)家戰(zhàn)略

中國(guó)門(mén)類(lèi)齊全、規(guī)模巨大的工業(yè)體系不間斷地產(chǎn)生海量的工業(yè)大數(shù)據(jù)，通過(guò)破解這些工業(yè)大數(shù)據(jù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為中國(guó)制造業(yè)在新一輪制造革命中贏得競(jìng)爭(zhēng)力的鑰匙。自2018年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連續(xù)三年被寫(xiě)入了《政府工作報(bào)告》，從“打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”到“發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，推進(jìn)智能制造”，國(guó)家持續(xù)推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的力度不斷加大。2020年2月，中央政治局會(huì)議明確指出：要發(fā)揮好有效投資關(guān)鍵作用，推動(dòng)生物醫(yī)藥、醫(yī)療設(shè)備、5G網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展。2020年，國(guó)家全面部署“新基建”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為“新基建”的重要組成部分，是加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程的重要標(biāo)志，進(jìn)一步證明工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)由政策驅(qū)動(dòng)、技術(shù)牽引全面轉(zhuǎn)入落地實(shí)踐的快車(chē)道。2

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的云、邊、端架構(gòu)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是OT和IT深度融合的產(chǎn)物，是一個(gè)涉及模型、軟件、平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)裝備等各種要素組成的復(fù)雜完整的智能系統(tǒng)，而其中數(shù)據(jù)就像智能體的“血液”，貫通肢體到中樞，是智能體產(chǎn)生活力的源泉。基于對(duì)鋼鐵行業(yè)需求和特點(diǎn)的深入分析，充分考慮解決方案在業(yè)界的普適性，對(duì)“一總部、多基地”的大型鋼鐵企業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)分為兩部分加以界定。一是以云端平臺(tái)為中心、以多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)通道、縱向以“云、邊、端”層次構(gòu)成的層次型系統(tǒng)架構(gòu)，適用于各產(chǎn)業(yè)板塊中具有特定業(yè)務(wù)內(nèi)涵的經(jīng)營(yíng)單元，如：鋼鐵制造單元、工業(yè)服務(wù)子公司等。二是面向集團(tuán)或行業(yè)生態(tài)圈，以橫向多節(jié)點(diǎn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)型架構(gòu)，如圖1所示。圖1中國(guó)寶武工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施架構(gòu)圖其中，邊緣節(jié)點(diǎn)的平臺(tái)部署、數(shù)據(jù)處理、功能設(shè)計(jì)、云邊協(xié)同等，形成具有普適可推廣價(jià)值的技術(shù)解決方案和應(yīng)用實(shí)踐，有助于各類(lèi)鋼鐵制造單元工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)部署和建設(shè)。3

邊緣計(jì)算

邊緣層部署實(shí)施的核心目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)可識(shí)別數(shù)據(jù)對(duì)象的有效管理和流轉(zhuǎn)，邊緣側(cè)所有功能設(shè)計(jì)都與數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用緊密相關(guān)。3.1邊緣計(jì)算是一個(gè)技術(shù)概念在流程驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)企業(yè)信息化系統(tǒng)中，每一層級(jí)都承載具體的業(yè)務(wù)功能，與企業(yè)的管理結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，不存在邊緣的概念。所以，邊緣是一個(gè)技術(shù)概念，并沒(méi)有特定的業(yè)務(wù)內(nèi)涵。邊緣之所以在工業(yè)領(lǐng)域受到關(guān)注，因?yàn)槠湓诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理方面的特殊優(yōu)勢(shì)，而非其運(yùn)行特定的業(yè)務(wù)功能。在討論邊緣計(jì)算技術(shù)應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常會(huì)涉及加載何種業(yè)務(wù)。事實(shí)上，將傳統(tǒng)業(yè)務(wù)功能（非數(shù)據(jù)型應(yīng)用）賦予邊緣側(cè)不是必須要做的工作，在邊緣節(jié)點(diǎn)上部署應(yīng)用功能會(huì)因行業(yè)、企業(yè)、專(zhuān)業(yè)、個(gè)人而異，取決于具體的場(chǎng)景需求和邊緣資源的配置情況，應(yīng)靈活加以應(yīng)對(duì)。鋼鐵產(chǎn)線邊緣實(shí)施示意圖如圖2所示。圖2鋼鐵產(chǎn)線邊緣實(shí)施示意圖3.2邊緣需要一個(gè)平臺(tái)與云端中心不同，邊緣側(cè)平臺(tái)要在有限計(jì)算資源的條件下，滿足數(shù)據(jù)采集流動(dòng)過(guò)程中數(shù)據(jù)處理的基本需求，減少通信帶寬、延遲和安全顧慮。平臺(tái)以數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理和分析展示為核心功能，包括（但不限于）：（1）融合SCADA、過(guò)程控制系統(tǒng)，形成集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、控制、計(jì)算和展示于一體的工業(yè)基礎(chǔ)自動(dòng)化軟件，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組級(jí)的智能監(jiān)控和過(guò)程控制需求；（2）對(duì)區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)串接勾連、時(shí)空對(duì)齊、減量解析、關(guān)聯(lián)建立、特征提取、規(guī)則發(fā)現(xiàn)等預(yù)處理等；（3）按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)字典要求，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和基本數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建；（4）在數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)處理過(guò)程中，構(gòu)建有邊界范圍內(nèi)的區(qū)域數(shù)據(jù)池，并進(jìn)行有限的數(shù)據(jù)緩存；（5）基于統(tǒng)一服務(wù)接口，與云中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；（6）加載基于本地?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用功能具有合理性，如：工業(yè)集控能力。2020年，寶信軟件的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)xIn3Plat入圍國(guó)家級(jí)雙跨平臺(tái)行列。它由兩個(gè)平臺(tái)產(chǎn)品組成：云端部署的ePlat和邊緣部署iPlat，其中寶武工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之邊緣平臺(tái)功能架構(gòu)圖如圖3所示。圖3寶武工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之邊緣平臺(tái)功能架構(gòu)圖3.3邊緣數(shù)據(jù)處理與服務(wù)邊緣層聚焦數(shù)據(jù)處理能力，整合并轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，重點(diǎn)考慮數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和處理，支撐各種數(shù)據(jù)信息資源的快速集成，為訪問(wèn)集成數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和通用接口。為應(yīng)對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)（端）的數(shù)據(jù)匯聚和融合需求，邊緣需要解決各類(lèi)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求，包括：具有時(shí)間戳的流式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、過(guò)程控制中已經(jīng)整理好的關(guān)系數(shù)據(jù)、經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)齊后的數(shù)據(jù)以及視頻媒體數(shù)據(jù)。邊緣節(jié)點(diǎn)要匯聚數(shù)據(jù)，必然產(chǎn)生數(shù)據(jù)治理的相關(guān)需求。邊緣層聚焦數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理，重在解決數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)資源管理、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)建模和數(shù)據(jù)安全等方面的工作，經(jīng)過(guò)處理后所形成的有意義的數(shù)據(jù)均送到云端大數(shù)據(jù)中心。4

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的部署要求

在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一端部署邊緣節(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等構(gòu)成的系統(tǒng)環(huán)境，提供近端服務(wù)、處理數(shù)據(jù)的規(guī)模取決于節(jié)點(diǎn)部署的總體考慮。4.1邊緣配置技術(shù)要求邊緣節(jié)點(diǎn)資源配置的技術(shù)考量：（1）邊緣的功能是解決實(shí)時(shí)性問(wèn)題，一個(gè)高效的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的技術(shù)方案是邊緣的核心，且考慮到邊緣節(jié)點(diǎn)直面生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)可靠性有高要求，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件等基礎(chǔ)關(guān)鍵資源宜采用成熟軟件；（2）考慮到邊緣節(jié)點(diǎn)具有一定的數(shù)量規(guī)模，采用統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，有利于低成本快速部署，支撐數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，降低成本；（3）在邊緣采用成熟的云計(jì)算技術(shù)是可行的，包括：虛擬化技術(shù)、虛機(jī)動(dòng)態(tài)漂移等，有利于提升系統(tǒng)資源的利用率，但不意味著邊緣是一個(gè)縮小版的云環(huán)境；（4）邊緣節(jié)點(diǎn)計(jì)算資源的配置需要靈活、輕量、穩(wěn)定、可靠，同時(shí)應(yīng)具有一定的彈性擴(kuò)展能力，支持未來(lái)的平滑擴(kuò)充；（5）按照產(chǎn)線或工序建設(shè)的邊緣計(jì)算系統(tǒng)之間應(yīng)采取隔離措施，保證資源邊界的清晰；（6）在有條件的情況下，可以集約化部署，實(shí)現(xiàn)集中運(yùn)維，降低運(yùn)維成本，需統(tǒng)籌考慮各類(lèi)安全防護(hù)措施。4.2邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的部署場(chǎng)景在鋼鐵制造過(guò)程中，邊緣節(jié)點(diǎn)內(nèi)環(huán)境的配置要兼顧存量產(chǎn)線的運(yùn)行，場(chǎng)景部署上要有恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。（1）對(duì)于新建系統(tǒng)（產(chǎn)線、工序、工廠等）基于傳統(tǒng)過(guò)程計(jì)算機(jī)功能進(jìn)行重構(gòu)和擴(kuò)展可以形成理想的邊緣計(jì)算環(huán)境，在完成SCADA服務(wù)（與監(jiān)控系統(tǒng)扁平化）、數(shù)據(jù)采集、模型計(jì)算、工序跟蹤等功能的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展智能網(wǎng)關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)服務(wù)和邊緣智能。（2）對(duì)于存量系統(tǒng)對(duì)于已經(jīng)投運(yùn)的產(chǎn)線，由于不可能對(duì)運(yùn)行中的存量過(guò)程計(jì)算機(jī)（L2）系統(tǒng)進(jìn)行功能改造，故需要一個(gè)額外的裝置（或系統(tǒng)），解決從各產(chǎn)線（機(jī)組、裝備）過(guò)程計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)服務(wù)和邊緣智能，稱為數(shù)據(jù)采集服務(wù)器?？紤]到經(jīng)濟(jì)性和合理性，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器可以視需求做一對(duì)多配置，在一個(gè)邊界清晰的區(qū)域范圍完成所有數(shù)據(jù)的采集和服務(wù)，從而擴(kuò)展為區(qū)域數(shù)據(jù)服務(wù)器，如圖4所示。圖4用于新建和改造場(chǎng)景的區(qū)域服務(wù)器配置4.3邊緣部署規(guī)則（1）要清晰地定義區(qū)域的邊界，如：熱軋區(qū)域，由此部署區(qū)域服務(wù)器可以形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)樣本，充分體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；（2）消除按照專(zhuān)業(yè)（職能）分工設(shè)立的垂直數(shù)據(jù)通道，區(qū)域內(nèi)所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚到邊緣節(jié)點(diǎn)，以便形成完整的區(qū)域數(shù)據(jù)樣本，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合；（3）邊緣計(jì)算資源環(huán)境，除了完成原有的L2功能外，重點(diǎn)強(qiáng)化數(shù)據(jù)處理和服務(wù)功能；（4）在邊緣不建議部署大容量的存儲(chǔ)資源，由云端解決大量數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)是合理的，且更具經(jīng)濟(jì)性；（5）邊緣平臺(tái)應(yīng)以解決實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用為核心，且應(yīng)盡量降低對(duì)邊緣硬件資源的需求，提供輕量級(jí)便捷部署的可行性方案；（6）除裝備（產(chǎn)線）之間必須的工藝聯(lián)鎖信號(hào)外，不建議邊緣節(jié)點(diǎn)之間留有進(jìn)行大量數(shù)據(jù)交互的通道，邊緣節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互應(yīng)通過(guò)其共享的云中心來(lái)協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)；（7）不建議部署超出數(shù)據(jù)范圍的跨域集成應(yīng)用。如：在以產(chǎn)線為對(duì)象配置邊緣節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)景中，跨機(jī)組產(chǎn)線、跨工序、跨流程，進(jìn)行服務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合的集控開(kāi)發(fā)是不合理的。5

邊緣計(jì)算的技術(shù)實(shí)踐

5.1邊緣與云端功能協(xié)同在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，幾乎所有的跨域應(yīng)用功能都是在云端完成的，但需要邊緣做基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐，邊緣計(jì)算與云計(jì)算在網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用和智能方面進(jìn)行協(xié)同至關(guān)重要。云、邊協(xié)同包括：

（1）云、邊平臺(tái)協(xié)同中國(guó)寶武工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)由兩個(gè)產(chǎn)品組成：ePlat、iPlat。其中，ePlat以云為核心部署，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)各業(yè)務(wù)流程的集成，以及企業(yè)、產(chǎn)業(yè)之間橫向緊密集成，從而構(gòu)成生態(tài)圈建設(shè)的重要技術(shù)支撐；iPlat則部署在邊緣節(jié)點(diǎn)，支撐在工廠內(nèi)部從端到云數(shù)據(jù)的縱向“穿透式”深度貫通，保證數(shù)據(jù)的流動(dòng)和控制的閉環(huán)，兩個(gè)平臺(tái)構(gòu)成一個(gè)“T”型骨架，相互協(xié)同，提供縱向和橫向兩個(gè)維度的互聯(lián)互通。平臺(tái)協(xié)同要求在平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)路線選擇上具有強(qiáng)相關(guān)性和一致性，保證數(shù)據(jù)高效地流動(dòng)，從而帶來(lái)高效的應(yīng)用開(kāi)發(fā)效率和絕妙的使用體驗(yàn)。

（2）云、邊數(shù)據(jù)協(xié)同數(shù)據(jù)協(xié)同的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)接口的規(guī)范化、數(shù)據(jù)描述的一致化、數(shù)據(jù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)展示的一體化。邊緣側(cè)更適用局部性、實(shí)時(shí)、短周期數(shù)據(jù)的處理與分析，能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能化決策與執(zhí)行；云端大數(shù)據(jù)中心擅長(zhǎng)全局性、非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期、綜合性的大數(shù)據(jù)處理與分析，尤其是多源融合數(shù)據(jù)的全要素分析，能夠在長(zhǎng)周期維護(hù)、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。邊緣計(jì)算的輸出成為云計(jì)算的輸入，而無(wú)需在云端重復(fù)所有數(shù)據(jù)準(zhǔn)備相關(guān)的處理工作，可以大大提高計(jì)算的效率。

（3）云、邊應(yīng)用協(xié)同邊緣端實(shí)時(shí)采集匯聚工廠單個(gè)工序（裝備、過(guò)程）的各類(lèi)工藝過(guò)程數(shù)據(jù)、產(chǎn)品品質(zhì)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)、語(yǔ)音及視頻等信號(hào)數(shù)據(jù)，按照時(shí)間和空間維度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行勾連轉(zhuǎn)換、對(duì)齊處理、特征值提取加工，為現(xiàn)場(chǎng)提供實(shí)時(shí)的過(guò)程監(jiān)控診斷和機(jī)理模型控制，為云端數(shù)據(jù)采集進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、單工序節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯聚,支撐現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控診斷預(yù)警和在線動(dòng)態(tài)優(yōu)化，其功能將覆蓋智能制造的方方面面，從實(shí)現(xiàn)監(jiān)控產(chǎn)線、車(chē)間、工廠，到為提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、優(yōu)化企業(yè)運(yùn)營(yíng)等做基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，存在廣闊的創(chuàng)新空間。云端通過(guò)一定的降頻，匯聚各專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)和經(jīng)過(guò)邊緣采集處理的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨工序數(shù)據(jù)串接、全流程數(shù)據(jù)追溯和需要大規(guī)模數(shù)據(jù)的模型訓(xùn)練，既服務(wù)于經(jīng)營(yíng)管理決策，又服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制策略的優(yōu)化，提供數(shù)據(jù)融合分析、在線決策支持和個(gè)性化數(shù)據(jù)服務(wù)；通過(guò)基地內(nèi)部供需協(xié)同和專(zhuān)業(yè)協(xié)同，以及基地之間的資源協(xié)同改善企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率，支撐總部從采購(gòu)到銷(xiāo)售，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到服務(wù)的一體化經(jīng)營(yíng)。5.2區(qū)域集控系統(tǒng)鋼鐵企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的設(shè)置是由工藝流程（鐵、鋼、軋等）決定的，工序構(gòu)成了鋼鐵制造流程的基礎(chǔ)單元，工序業(yè)務(wù)的管理精細(xì)化對(duì)于鋼鐵企業(yè)的智能化運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要。因此，面向工序（多產(chǎn)線）部署邊緣節(jié)點(diǎn)，形成區(qū)域數(shù)據(jù)服務(wù)，在內(nèi)涵和外延上都是一個(gè)符合邏輯的選項(xiàng)。同時(shí)，由于傳統(tǒng)的企業(yè)信息化系統(tǒng)功能多為面向企業(yè)職能管理（產(chǎn)供銷(xiāo)等）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，支撐工序環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)管理的系統(tǒng)工具和手段相對(duì)有限，不夠系統(tǒng)、完整，這在一定程度上削弱了精細(xì)化管理的能力，亟待加強(qiáng)。目前，在寶武各基地乃至整個(gè)鋼鐵行業(yè)，各類(lèi)區(qū)域集控中心的建設(shè)方興未艾，受到“追捧”，除了減少人工、提高效率的需求驅(qū)動(dòng)外，還需在一定程度上解決目前大工序區(qū)域管理抓手缺位的難題，針對(duì)改善基礎(chǔ)管理效率做出重要探索與嘗試。鄂鋼全廠操業(yè)中心如圖5所示。圖5鄂鋼全廠操業(yè)中心從表象上，面向工序的區(qū)域集控中心是將原來(lái)分散的操作室做物理集中，通過(guò)中心大屏融合信息展示，而本質(zhì)上是通過(guò)重構(gòu)原有分散隔離的業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能來(lái)提高業(yè)務(wù)運(yùn)行的效率。其中，邊緣節(jié)點(diǎn)融合匯聚了大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)形成的區(qū)域數(shù)據(jù)池，產(chǎn)生了多結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)融合解析、復(fù)雜控制模型、在線實(shí)時(shí)分析等諸多高實(shí)時(shí)性、短周期、本地決策應(yīng)用場(chǎng)景，使工廠管理精細(xì)化具有可行性和可操作的空間。因此集控中心建設(shè)的深層邏輯是智能工廠的建設(shè)。以工序級(jí)（區(qū)域）集控系統(tǒng)為例（如：煉鋼），將邊緣側(cè)的功能分為以下類(lèi)型：（1）監(jiān)控類(lèi)：工藝過(guò)程、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并依據(jù)自動(dòng)、手動(dòng)等控制模式以及工藝模型輸出形成的控制指令，控制響應(yīng)設(shè)備按照邏輯完成規(guī)定的過(guò)程；（2）模型類(lèi)：根據(jù)工藝模型和工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，形成控制指令，根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行模型演算和模型優(yōu)化計(jì)算，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行；（3）跟蹤類(lèi)：收集工藝過(guò)程和實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)，對(duì)工藝過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)和參數(shù)進(jìn)行采集，并以可視化方式展現(xiàn)，幫助操作人員監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程；（4）數(shù)據(jù)類(lèi)：根據(jù)業(yè)務(wù)需求，以各種協(xié)議和通信方式獲取所需的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如：噪音處理、異點(diǎn)剔除、數(shù)據(jù)缺失補(bǔ)充、時(shí)序?qū)ξ?、空間對(duì)位、減量解析等，形成可用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型隊(duì)列，將大量高頻次、多尺度、異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成有序、關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)隊(duì)列；（5）管控類(lèi)：依據(jù)所接受的作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)指令、制造規(guī)范等，基于區(qū)域數(shù)據(jù)，面向產(chǎn)品質(zhì)量、工序成本、能源消耗、物料管理等進(jìn)行實(shí)時(shí)的關(guān)聯(lián)性分析和動(dòng)態(tài)判定，持續(xù)優(yōu)化模型和參數(shù)，為全流程的成本質(zhì)量決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要素。在上述集控中心主要功能設(shè)計(jì)中：功能（1）（2）（3）是過(guò)程計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)功能；功能（4）是作為邊緣節(jié)點(diǎn)處理數(shù)據(jù)的核心功能，功能（5）則是基于數(shù)據(jù)加載本地應(yīng)用的附加功能。6

小結(jié)

邊緣計(jì)算的核心功能是面向數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理工作，節(jié)點(diǎn)部署、資源配置、功能設(shè)計(jì)等都圍繞這一核心來(lái)開(kāi)展，故稱之為“以數(shù)