工业互联网边缘计算节点白皮书1.0
工业互联网边缘计算节点白皮书1.0边缘计算产业联盟（ECC）发布2020年12月边缘计算Edge ComputingCONSORTIUM 边缘计算产业联盟（ECC）QNTENTS目录01、工业互联网介绍02021.2相关政策1.3融合发展·..1.4行业标准·1.5排战痛点· 0702、工业边缘节点概述·082.1作用以及价值，082.2工业边缘节点需求· 092.2.1硬件需求2.2.2软件需求1003、工业边缘节点参考架构3.1.硬件部分123.1.1硬件参考架构3.1.2典型硬件产品现状3.2.款件部分3.2.1软件参考架构3.2.2典型软件产品现状04、工业边绿节点应用实践【4.1高性能口罩机案例·194.2三维视觉+机器焊接案例204.3钢铁、有色乳制行业智能质检案例05.附录225.1中英文术语对照表5.2参考文档24 边缘计算产业联盟（ECC）工业互联网边缘计算节点白皮书1.0工业互联网介绍01工业互联网介绍1.1市场趋势在互联网的大潮席卷下，世界制造业两大强国美国和德国已经成为了国民经济中增长最为活跃的额域之一。工业互联分别在2012年和2013年提出了工业互联网和工业4.0的网经落誉值在2018年、2019年（预估）、2020年（预初步概念。很快，工业互联网就龄纷被各个国家定义为智能估）的规分别为：1.42万亿元，2.13万亿元和3.1万亿元；制造的重要实现目标。作为制造业大国，中国也时刻关注着同比增长分别为：55.7%，47.3%，47.9%；占国民生产总工业互联网这一新生事物的快速发展。值比重分别为：1.5%，2.2%和2.9%：对国民生产总值增长的质献率分别为：6.7%，9.9%和11%。同时，工业互联根据中国信息通信研究院发布的（工业互联网产业经济发展网为掌握两化融合的复合型人才提供高技能就业岗位，提进报告（2020年）》[1]，工业互联网服务于以(SA-95为代了就业结构优化升级。对应的带动全社会新增就业岗位分别表的传统制造体系，带来了数字化，网络化和智能化赋能升级，为：135万个，206万个和256万个。3500058%3000056%2500054%缘计算52%50%15000.248%注：2019年、2020年数据为初1000046%步估算值，后续将根据收集到的500014194最新数据进行修正。下网。838344%42%数据来源：中国信密通信研究院201720182019E2020E工业互联网产业经流增加值规模（亿元）0同比增长（%)图1.中国信意通信研究院：20172020年我国工业互联网产业经济总体况（力）02 边缘计算产业联盟（ECC）工业互联网边缘计算节点白皮书1.0工业互联网介绍1.2相关政策2015年，国务院发布了智能制造的纲领性文件《中国制造2020年，在新冠凌情的影响下，“双循环”格层下的“六稳”2025》[2].其中，就第一次提及工业互联网对制造业转型升“六保成为了经济工作的重要目标。工业互联网多次作为关级所起到的重要作用。所涉及到的表述为：键词出现在中共中央，国务院，工信部，发改委，网信办等“促进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产各个层级发布的各个重要政策文件中，在5月份的《政府工制造、经营管理、销售服务等全流程和全产业链的综合集成作报告》中，更是连续三年涉及到了工业互联网的内客，其中，应用”互，，工，，，年。2017年，国务院发布了（关于深化“互联网+先进制造业"连接”等更为广泛的领域。在2020年10月底，中共中央制发展工业互联网的指导意见》[3]。工业互联网正式成为国家定的《“十四五”规划以及2035年远景目标建议》中[4]，，工业互联网的相关表述进一步升级为：快建设和发展”，其中的表述也变化为：“统筹推进基础设脑建设。构建系统完备、高效实用、智能“加快建设和发展工业互联网，推动互联网、大数据、人工绿色、安全可靠的现代化基础没施体系。系统布量新型基础曾能和实体经济源度融合，发展先进制造业，支持传统产业设施，加快第五代移动通信、工业互联网、大数据中心等建设。优化升级”。时间件发布单位步及工业互联网的政策内客2020 年10月中共中央关于制生国民经济和社会发展第十四中共中央纯筹推进基建没感建没，构建系统亮备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化个五年提划和二〇三五年送蒙日的建设基础投端体系，系统布原新型整建设路，加快第五代移动递值、工业互联网、大数国中心等建设2020年5月2020年取度工作报告国务院股动制造业升级和新兴产业发愿，大损圳加制造业中长期资款，发属工业互联网，股进智能造2020年5月关于工业大数据发器的指导意见工信心；发挥工业联网平台优势，提升平台的数提处理能力进工百联网段，实电工业电的全接：建设家工三电网大中2020年4月推进“上运用数联智”行动竭育新经济发质实发改要大力培育款字轻济新业态，深入抵进企业数字化转型；加快完善款据基础设所，差网信办进企业设数据基略设商开股，促冠产业数题中台医用，零中小微企业分享中合业务2020年3月关于推动工业互联网加快发展的递知工信部改造升级工业物联网内外营网络：增保壳善工业五联网标识体事：楚升工业互联网率鲁费心功临；建没工业互联网大数据中心2020 年2月中央政治局会改经量中共中央要发案好有效投资关作用，推动生格区费，医存设量，5G网络，工业互联网等加快发照表1.2020年工业互联网政策德理1.3融合发展2018年的中央经济工作会议上，中央对新型基础设施建设提发展，也离不开和其他先进技术的陷合发展。“工业互联网+出了纲领性的定义，新基建主要包括5G基站建设、特高压概念，在融合了大数据中心（数据上云）、5G技术、人工智城际高速铁路和城市轨溢交通、新能源汽车充电桩、大数据能技术之后，可以充分洪足不同行业升级转型所面临的各类中心、人工智能、工业互联网七大额域，涉及诸多产业链。需求。这样的融合发展，也有利的促进了智能制造各个产业链组成部分的协同发展。03 边缘计算产业联盟（ECC）工业互联网边缘计算节点白皮书1.0工业互联网介绍中文国新型基础设施建设指发力于科技端的基错设施建设SGH：5G新基建”七大领域涉及诸多产业链ZF图2.中央电视台：“新基建”七大领域定义·工业互联网+大数据中心工业互联网的早期快速发展得益于“数据上云”业务。赛迪监控和报整的主要技术点在于连接单机没备，从而使单机数研究院的（工业互联网创新发展白皮书》[5]的200多例工据上云；而生产制造优化的主要技术点在于生产管理软件上业互联网平台应用案例中，使用率较高的场累是：状态监控云，把数据从现场服务墨解放到云编。这两项应用结合使用，与报警（70%使用率）和生产制造优化（32%），这两类应可使生产流程和状态在手机筛、电脑端、现场看板大屏端同用的快速普及，得益于实施难度较低，改善效果明显：状态步显示，把原来零碎化和抽象化的生产过程充分视觉化。状态险测与报置70%预测性维护17%设备产品管理故障诊断17%五程运组14%产品全生食用管理14%生产制造优化32%质量管理18%能源能理14%研发设计优化10%业务与运营优化供忠糕优化8%工艺优化7%资需遇宽优化7%安全管理5%员工限租2%按网定制协调研发设计9%社会化资源协作协网利造5%分享新达2%产融合作！1%图3.赛迪研究院华安证券：工业互联网平台应用场量以及立用案例成效（56）04 边缘计算产业联盟（ECC）工业互联网边缘计算节点白皮书1.0工业互联网介绍在完成初步的“数据上云”的工作以后，工业互联网进一步（18%）以及能源管理（14%）等。这一些的应用在技术上的主流应用场展包括：预测性维护（18%），故障诊断（17%），遇到一些排战，进一步的发展需要新兴技术赋能，其中包括远程运维（14%），产品生命同期管理（14%），质量管理5G技术以及人工智能技术。步及技术通信时挺应用范围5G+超高清视频4K 现频实时上作1240Mbp≤ 30m8人险识到等视预军集维修指导> 50Mbps (下行)<20m5> 20Mbps (上 )工厂设备维保5G+AR辅动/装配> 50/tpe (上行)< 10m8设备端运程装配协动初多沉漫25Mbps≤ 40ms虚拟应用等排态属示100Mbpsα 30m8虚指培训等文互场量5G+VR深度漫sdow0o< 20ms遵双装配等强交互场票完全冠漫1Gbps< 20ms强交互，全漫场量5G+无人肌> 25Mbp8 ( 4K)< 10me厂区无人机逐格云端机圈人属度edqwolgdqw10100ms机人处理语管、视览、遥控操作协可5G+云机器人云端热8人实施操控或协作10Mex-1Gbps10100ms酒膏，微带、退控操作等实时交互图维/ 提能素,上传( ) sdqwos < 20m8运程控制图回传5G+选程控制PLC控制指令下达> 50Mbps (下行)< 10mb控制指令下达函4.工业互联网产业联盟华安证券：55G+工业互联网融合创新应用[6-7]?工业互联网+5G·工业互联网+人工智能5G技术是一种提供大带宽、低时延、高可靠、广覆盖的新型在完成“数据上云”业务以后，海量的数据将存储在云端。无线通信网络。对比4G技术，5G技术提供20倍带宽（可但是仅仅是对设备的状态感知和测量，则将大大浪费数据的达20Gbps），10倍设备连接密度，10%时延（可达毫秒级）。潜在价值。这些海量的数据需要人工智能技术进行挖据，通对比WIFI6技术，5G技术有更好的安全性确保未经认证设过数据分析以后形成分析结果，并且最终形成措定行为。工备无法接入，同时提供更好的跨基站漫游连接稳定性。2020业互联网人工暂能技术或熟度婴型阐述了从数据采集，分析，年11月中国信急通信研究院发布的（中国5G+工业互联到最终产生结果和指定行为的全过程：海量数据在云端持续优化模型，而优化后的模型通过工业互联网下发到边缘端实典型应用从视觉检测、远程运维、无人检、安全监控等生时执行。这样把大数据，工业互联网，人工智能融合在一起产外围环节像辅助装配、精准操控等核心环节延伸，服务航空。的技术也称作人工智能工业互联网技术。典型的融合应用包矿业、港口、电力等十多个重点行业，产业生态正初步构建[8]。括：产品质量检测、预测性维护、能源管理等。这些融合应用充分地利用了5G的大带宽，低时延，广置盖等应用特性，来满足工业互联网的发展需求：50 边缘计算产业联盟（ECC）工业互联网边缘计算节点白皮书1.0工业互联网介绍分新情第->相定行为确定性控制/持同规觉/时序效据牙析边隆计算自主化4.00规梵/时序效据采集可化工具工厂程实等习日间生化活准优代软志宝控优化操作效车/降低提预测产品医量设备组护/产脱/摄具快购立产生产效事·行为监控恩考图5.工业互联网人工暂能技术成整度型1.4行业标准目前，中国通信标准化协会CCSA下设工业互联网特设组ST8已经针对边绿计算开展了体系化的标准研究工作，在研序号标准近20项，基本要盖工业互联网边综计算的参考架构、核工业互联网达综计算总体聚构与型求心设备、关键技术、测试规范等关键标准研制。其中，《工2工业互联网达综计算节点模型功能量求：边综云业互联网边缘计算总体架构与要求》[9]标准提出了边缘云，工业互联网达录计算节点模型事功能量零：达录网关边综网关、边缘控制器的层级化部署架构，为工业企业应用边综计算提供重要参考。面向工业互联网场景差异化大的特4工业互联网达绿计算节点模型事功能重求：达绿控制器点，工业互联网边缘计算节点模型要求及测试方法系列标准5工业互联网达计算达要技术要求及测试方达对边缘计算基础设施各项功能提出接术要求及测试规范，实6工业互联网达绿计算达综网关技术要求及测试方法现边缘计算针对不同应用场景的灵活功能组合，为设备厂商1工业互联网达录计算达象控制器技术要求及测试方达研发方向提供指导，帮助工业企业进行产品采购选型提供参考。同时，针对边缘计算与机器视觉、人工智能、时间数感工业互联网达零计算达象节点管理接口要求网络等技术不断融合发展趋势，多项技术融合标准也不断立9基于边录计算的机器视线第一部分：应用场景与
