關鍵技術催動工業互聯網由虛向實

劉 艷

2019年03月25日08:19  來源:科技日報
 
原標題:關鍵技術催動工業互聯網由虛向實

  波音737 MAX 8型飛機不到半年發生了兩次重大空難,導致外界對該型號飛機安全問題產生憂慮,也引發了對數字孿生(Digital Twin)技術的關注,近期甚至在A股引爆了數字孿生概念,成為繼邊緣計算后股市又一追逐的熱點。

  催動工業互聯網繼續走向完善的關鍵技術很多,但而最能體現工業互聯網“助燃劑”5G拉動作用的就是數字孿生和邊緣計算,它們都具有將虛擬空間和物理實體緊密融合的特點。

  數字孿生重塑工業運行模式

  全國首例基於5G的遠程人體手術——帕金森病“腦起搏器”植入手術成功完成后,通信行業著名專家寧宇說:“這就是數字孿生概念的落地,但相對於這種與生命相關的應用場景,我更看好遠程設備的檢查維修,或用機器人替代真人進行危險物體、環境處理等。”

  數字孿生一詞由美國密歇根大學Michael Grieces教授2003年在他所講授的產品生命周期管理課程引入。簡單地說,數字孿生就是用數字技術模擬、仿真物理對象在現實世界中的行為。

  你也可以繞過所有技術細節來這樣理解數字孿生,全球每250個新生兒就會出現1對同卵雙胞胎,基因的接近和生活環境的相同,讓他們呈現很多相似之處,他們甚至在生理和心理上息息相通。

  洛克希德·馬丁公司視它為未來國防工業6大頂尖技術之首,美國GE公司已為每個引擎、每個渦輪、每台核磁共振,創造了一個數字孿生體,通過這些擬真的數字化模型,在虛擬空間調試、實驗,以讓機器的運行效果達到最佳。

  工業互聯網聯盟(IIC)架構任務組聯合主席林詩萬強調:“數字孿生的另一半不一定都是物理實體,也可以是邏輯實體。比如生產流程、業務流程、組織結構,隻要是有數據可採的或者能夠安裝傳感器的、可以測量的、能為我們創造價值的都可以創造數字孿生體。”

  林詩萬說:“目前我們之所以能夠廣泛推廣這種技術,是因為我們可以匯聚大量數據,也可以低成本對數據進行運算。”

  基於模型、數據、服務方面的優勢,數字孿生正成為工業互聯網關鍵技術,同時,工業互聯網業亦成為數字孿生技術擴展應用場景的孵化床,從制造業逐步延伸拓展至更多的工業互聯網空間。

  數字孿生引入國內僅幾年時間,距離廣泛應用還有很長的路要走,卻已是眾多企業發力工業互聯網的重要聚焦點。

  聯想集團副總裁、中國區商用業務總經理劉征說:“未來工業物聯網最核心的應用基礎是數據,無論是在生產線上的工業設備,還是城市裡的垃圾箱、電燈杆,都需要採集出來並映射到數字世界,數字孿生因此不可或缺。”

  工業互聯網托出新計算基石

  在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側就近提供邊緣智能服務,無需交由雲端,邊緣計算正在成為工業互聯網海量計算的新基石。

  IDC統計,到2020年,將有超過500億終端與設備聯網,未來超過50%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理與儲存。

  聯想集團生產的計算設備已不僅僅出現在辦公室或機房,而是越來越多地部署到生產環境中。劉征說:“部署這些計算設備的主要目的是幫助客戶獲取數據,數據可能分散在全世界任何一個地方,不可能百分之百實時傳輸到雲計算中心,可能會需要設備在本地做出決策、判斷。比如,一輛自動駕駛汽車上可能有300多個傳感器,但沒法把這300多個傳感器的數據同時發到雲計算中心,然后再告訴自動駕駛汽車應該左轉還是右轉。”

  隨著從汽車、無人機、醫療設備到機器人領域設備連接數量不斷增長,越來越多的邊緣計算設備將在室外、工廠、井下、礦山等場景中唱主角。

  如果說前10年雲計算的發展主要靠技術驅動,邊緣計算則讓這一技術理念更符合工業互聯網的實際場景。

  寧宇說:“人們漸漸發現,全部集中模式的雲計算未必是最優的解決方案,那些前端採集數據量大、即時交互要求高、業務連續性強的業務,不允許數據脫離自己的控制和系統的業務,集中式的雲計算中心就搞不定了,邊緣計算技術作為雲計算技術的延伸和補充因此大有可為。”

  寧宇表示,雖然要實現邊緣計算節點與雲計算中心的互聯和互動,在技術方面有很多問題需要解決,但這不妨礙不同的邊緣計算玩家利用各自的優勢,從不同的起點、沿著不同的路徑,在邊緣計算賽道上狂奔,以望在未來工業互聯網場景中獲取新的價值。

(責編:趙超、楊波)