近日,EMQ 攜手英特爾與云軸科技 ZStack 推出泛工業物聯網聯合解決方案,基于云原生超融合,在挖掘生產數據價值的同時有效降低綜合建設成本,為用戶提供一站式數據鏈路及 IT 基礎設施解決方案。

工業能耗大戶面臨的關鍵挑戰

工業正邁入一個全新的物聯網時代,海量數據計算需求涌現,邊緣計算將在其中發揮重要作用。IDC 預計到2026 年,在中國工業企業的邊緣 IT 支出將達到 658.2 億元人民幣(《中國工業邊緣市場分析》,2023)。

工業物聯網場景中,新型應用部署位置靠近業務生產側,部署和運維時面臨資源緊缺、管理復雜、兼容性差、調試困難、無高可用方案、運維門檻高等問題,導致整體 TCO 居高不下。尤其針對工業能耗大戶,若要實現低碳轉型達成降本增效目標,在數字化轉型過程中將會面臨從上層軟件應用到底層基礎設施的 4 個關鍵問題:

設備多:海量異構設備和數據感知問題。一個中等規模的工廠涉及到產線、人員、環控、能源、安全、儲存、運輸、廠房等環節,這些環節中的工業或物聯網設備數量龐大,不同設備的協議不統一,建立通信并統一數據格式是重點和難點。

數據多:生產數據從感知到傳輸過程中包含大量冗余數據的問題。傳統工業在控制層之上的事件告警和預案處理都是通過信息中心統一的平臺進行控制協調,網絡延時、信息量過大等情況會導致告警和處理滯后。

運營難:廠級條件有限,如何確保核心業務及數據高可用/故障處理。在面對工業數據海量、傳輸頻率高、應用結構復雜的現狀情況下,如何確保核心業務具備高可用及故障自愈能力、高頻數據預處理與持久化存儲。

資源緊:傳統行業運維人員配置不足,廠級運維支撐條件有限。在面對新型應用的容器化交付趨勢,再到底層基于容器編排基礎設施的運維管理,都將對傳統行業 IT 帶來較大的使用門檻。

泛工業物聯網聯合解決方案

本次三方合作推出的泛工業物聯網聯合解決方案,旨在提供一種全面的、可擴展的 IoT 業務解決方案。

該方案主要由以下 3 部分組成:

▎邊緣應用

邊緣數采軟件 Neuron 通過配置南向設備和點位信息連接到設備端進行數據采集,并配置北向驅動把采集到的數據上傳到邊緣流式計算引擎 eKuiper;

eKuiper 配置 Neuron 為數據源,并以 Neuron 源設計計算規則,計算結果以 MQTT 形式發送到同邊緣網絡的NanoMQ;

邊緣 Broker NanoMQ 與云端 EMQX 做橋接處理,將邊端數據源源不斷地以 MQTT 協議發送消息到云端EMQX Enterprise。

▎中心應用

云端 Broker EMQX Enterprise 從邊緣端接收消息,經過規則引擎處理后提供給上層應用。云邊一體化平臺EMQX ECP,負責云端 EMQX Enterprise 的全生命周期管理,通過與云邊協同代理 ECP Edge Agent 通信進行邊緣服務指令下發、遠程配置,可以將 Neuron、eKuiper 的配置抽象成模版,批量下發到有類似配置需求的其他邊緣端。

▎平臺底座

ZStack Edge 云原生超融合基于通用服務器部署,直接在物理機上并行運行「容器+虛擬機」雙引擎,結合分布式存儲、應用市場、一鍵運維、云邊協同、云原生災備等服務模塊,為廠級數據中心/邊緣計算場景下的業務應用實現開箱即投產、應用級故障自愈、數據高可用、一鍵運維等關鍵能力。

英特爾為 ZStack Edge 云原生超融合平臺提供性能強勁、穩定可靠、彈性可擴展的處理器基座,以及兼具性能和能效優化的虛擬化技術,同時英特爾也提供了針對最新英特爾?至強?可擴展處理器的軟件加速和優化支持。

方案優勢

▎一體化

采集歸一體化:實現各類設備數據格式的標準化、統一化采集與接入,為業務應用開發提供了靈活的數據接口,大幅降低開發成本,幫助企業快速開發創新業務應用;

業務級開箱即用:通過 ZStack Edge 云原生超融合內置應用市場,為 EMQ 所有組件提供可視化部署以應用一鍵發布/回滾/版本管理能力,屏蔽底層異構資源,實現開箱即投產。

▎低延時

邊緣計算:可靠近生產現場部署,毫秒級響應時間,支持實時數據過濾、處理、計算、離線緩存等服務,大大縮短了數據與決策之間的等待時間,提高服務質量;

云邊協同:支持從邊到云的數據采集,和從云到邊的指令下發,在邊緣端不支持 HTTP 協議時可提供 MQTT 協議的云邊通道功能,實現云端對邊端的管控。

▎高可用

故障自愈:核心業務基于容器編排能力,具備故障自愈能力,消除業務停機時間,提升業務延續性;

穩定可靠:全平臺高可用,內置分布式存儲底座,提供多種類型存儲滿足高頻數據預處理與持久化歸檔存儲需求。

▎易運維

業務可視化:Neuron、NanoMQ、eKuiper、EMQX 等組件均可實現高效對接,通過 EMQX ECP 統一管理,便于維護人員配置/監控/編寫/啟停,提升業務管理效率;

一鍵運維:一鍵對關鍵資源和服務進行自動化巡檢,內置評分機制對所巡檢項目健康狀態進行量化評分,自動生成針對性的修復建議,降低現場運維門檻。

典型場景

目前該方案主要針對以下三大應用場景:

▎工廠數據可視化數字孿生

工業生產數據是海量且連續的,且數字孿生對數據量和延遲有很高要求,用傳統的批處理方法處理流數據幾乎不可能,因此流處理在邊緣側成為剛需,同時需要廠級信息中心提供生產數據提供高可用、高并發、低延時的數據傳輸、分析、對接能力。聯合解決方案可在車間/廠級可視化建立統一的數據傳輸通道,消除數據孤島,輕松實現各級可視化應用之間的數據流轉、處理、存儲,對新系統的擴展和創新應用開發提供巨大的便利性。

▎設備異常感知及處理

在工業生產弱網環境下,要將各類工業設備接入實現異常告警、消除安全隱患,需要使用輕量級 MQTT 協議進行數據實時感知和穩定傳輸。同時,還需要打通不同網絡中設備、不同系統間的數據壁壘,以便實現設備間的聯動。最終,需要在廠級指揮調度中心匯聚和管理所有異常事件,聯合解決方案可有效提高廠級生產效率和質量。

▎生產線視覺 AI 缺陷檢測

引入 AI 缺陷檢測能力可優化工廠生產工藝,需要在邊緣端支持 Rest、gRPC、msgpack RPC 等服務對接 AI 缺陷監測數據,聯動自動化設備進行告警通知或糾錯流程,實現生產質量追溯和工藝優化。聯合解決方案可構建完整的云邊一體 AI 模型訓練流程,實時匯聚圖像流并持久化到中心端進行模型訓練和優化,同時匯聚新模型推理結果。

未來展望

近兩年,隨著國家對產業升級和節能減排的支持,數字經濟正從消費互聯網向產業互聯網高速演進。在 EMQ 與 ZStack 及英特爾的深度合作下,泛工業物聯網聯合解決方案將實現從上層業務流到底層基礎設施的全新升級,助力智能制造、智慧能源、智慧交通等行業數字化轉型,為用戶實現提質、降本、增效。

三方簡介

◆關于英特爾

英特爾創始于 1968 年,是半導體行業和計算創新領域的全球領先廠商,致力于創造改變世界的科技,造福地球上每一個人。英特爾秉承摩爾定律,推進半導體技術和產品創新,幫助客戶應對重大挑戰。通過將智能融入云、網絡、邊緣和各種計算設備,英特爾釋放數據潛能,助力商業和社會變得更美好。英特爾 1985 年進入中國,是最早進入中國的跨國公司之一,如今也是在中國最大的外國投資企業之一,投資規模約 130 億美元,員工超過 12,000名。英特爾中國戰略是英特爾全球戰略之重,始終秉持植根中國、服務中國的理念,推動共同發展。隨著英特爾中國戰略升級,邁入 2.0 階段,以更強的領導力、更整合的本地運營,更深入本土,為客戶、為產業、為社會創造價值。

◆關于云軸科技 ZStack

ZStack 成立于 2015 年,是產品化的云基礎軟件提供商,國家級高新技術企業,國家級專精特新“小巨人”企業。創始團隊由國內虛擬化、云計算領域的“黃金一代”組成,先后獲阿里云、中國電信戰略投資。作為云基礎軟件企業,ZStack 堅持自主創新,以“讓每一家企業都擁有自己的云”為使命,推出自研架構的云操作系統,產品矩陣涵蓋云平臺/虛擬化、分布式存儲、容器云平臺、多云管理平臺、超融合一體機、云原生超融合、數據庫云平臺等,全面覆蓋數據中心云基礎設施。目前 ZStack 已落地超過 400 朵信創云,攜手 600 家伙伴累計助力超過 3000 家企業數字化轉型,覆蓋黨政、金融、石油、電力、電信、交通、航空航天、醫療、教育、制造等重點行業。

◆關于 EMQ

EMQ 映云科技(簡稱 EMQ)成立于 2017 年,是一家開源物聯網數據基礎設施軟件供應商,以自主研發的開源軟件技術為核心,為企業云邊端的海量物聯網數據提供高可靠、高性能、高安全的實時連接、移動、處理與分析。EMQ 旗艦產品 EMQX 是具備極高擴展性的開源物聯網 MQTT 消息服務器,連接著全球超過 1 億臺物聯網設備,是國內在物聯網領域為數不多的具有全球影響力的開源項目之一。EMQ 現已為全球 50 多個國家和地區、20000 多家企業用戶提供物聯網接入和流數據處理的產品與服務,其中包含 50+ 的世界 500 強企業,涵蓋有車聯網、工業物聯網、運營商、能源電力、金融支付等重點行業和頭部客戶。

審核編輯 黃宇