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物女王(wang)：行到(dao)邊(bian)緣處，坐看(kan)云起時
這是我在【物女(nv)心經】專(zhuan)欄寫的第227篇文(wen)章(zhang)。
在(zai)科(ke)技(ji)領域很有意思的一(yi)點是，隨著(zhu)供方能力的增強和需(xu)方痛點的變化，這對“矛”與“盾”牽(qian)引著(zhu)技(ji)術發展重心的鐘擺出(chu)現反轉。
今天要說的這對“冤家”，就是云計算(suan)和邊(bian)緣計算(suan)。
有一段時間我們大(da)力(li)發展云計算，把大(da)量的數(shu)據處理交給“云”去做，它免去了用戶對中央計算的管理要求。
隨著超大規模物聯網連接設備的出現，無論是節點數量還是數據量，都到達了一個更高的層次。量變引起質變，這意味著更多的計算能力要下沉到邊緣側，減輕網絡和中心云的負擔，滿足需方對于實時性和安全性的需求。
邊緣計(ji)算，不(bu)同于過去我(wo)們常說(shuo)的嵌入式開發。邊緣計(ji)算所面對的場景更(geng)加復雜，所涵蓋的對象并不(bu)只是終端設備，而是在“最后一公里”所發生的計(ji)算。
計算將(jiang)同時存在于邊緣(yuan)和(he)云端(duan)，他們之間的界線越(yue)來越(yue)難以劃分，未(wei)來不(bu)是(shi)(shi)云和(he)邊緣(yuan)，而(er)是(shi)(shi)連成一片的邊緣(yuan)云。
熟(shu)悉【物女心經】專欄的(de)讀(du)者都(dou)知道，我一直(zhi)在持(chi)續(xu)跟蹤(zong)邊緣計算(suan)的(de)發(fa)展趨(qu)勢。近期，Linux基金(jin)會(hui)、Eclipse基金(jin)會(hui)、IDC、英特爾等，不約(yue)而(er)同(tong)的(de)發(fa)布了(le)他(ta)們對于(yu)全球邊緣計算(suan)市(shi)場的(de)最新研究報告，本文將為你呈現其(qi)中的(de)精華內(nei)容。
優選出(chu)的(de)3份報(bao)告(gao)名稱分別是《2021邊緣(yuan)分析：邊緣(yuan)計算的(de)市場(chang)和生態報(bao)告(gao)》、《2021年物聯(lian)網(wang)和邊緣(yuan)計算的(de)商(shang)業(ye)應(ying)用(yong)市場(chang)調研結果》和《在制造業(ye)中使用(yong)邊緣(yuan)計算》。
1、邊緣計(ji)算的開源生態(tai)正在(zai)形(xing)成
第一(yi)份(fen)報告(gao)是《2021邊(bian)緣分析：邊(bian)緣計(ji)算的(de)市(shi)場和生態報告(gao)》，先看其中(zhong)公布(bu)的(de)3個數(shu)據，通過這(zhe)些數(shu)據可以為(wei)2021邊(bian)緣計(ji)算的(de)發展畫出素描：
第一個數據，7/10。雖受到新冠疫情、芯片短缺等黑天鵝事件的輪番“轟炸”，邊緣基礎設施和應用的部署仍舊保持增長。大致的比例是，10個行業中，只有3個行業受到影響，7個行業保持增加。
第(di)二個數據，8000億(yi)美元(yuan)。這是從2019到(dao)2028年(nian)這十(shi)年(nian)間，預計投(tou)入到(dao)邊(bian)(bian)緣(yuan)計算設施的(de)累計資本支(zhi)出。作為云(yun)計算的(de)延伸，邊(bian)(bian)緣(yuan)云(yun)被視為新一輪(lun)科技革命中必不可少的(de)驅(qu)動因素。隨著(zhu)大規模聯網設備、全球共享經濟，以及零邊(bian)(bian)際成本社(she)會的(de)推進，為邊(bian)(bian)緣(yuan)計算創造了千(qian)億(yi)美元(yuan)的(de)發展空間。
第三個(ge)(ge)數據，200。這個(ge)(ge)數據來自于(yu)谷歌(ge)在2020年底推出的一個(ge)(ge)生態(tai)系統，其中(zhong)包(bao)含由(you)30個(ge)(ge)獨立軟件開(kai)發商(shang)ISV提供(gong)的200多個(ge)(ge)應用(yong)程序。不僅谷歌(ge)，微軟、AWS、IBM、VMware等云服務企(qi)業(ye)都開(kai)始將重心轉到邊(bian)緣(yuan)計算，邊(bian)緣(yuan)計算的應用(yong)市場正在形成。
由此，研究報(bao)告(gao)給出了(le)邊(bian)緣計算的(de)發展預期。由于過去(qu)一年的(de)不(bu)確定性增強，2021年的(de)報(bao)告(gao)在2020年的(de)基礎上，增加了(le)預測的(de)上下閾值。
根(gen)據(ju)保守預測(ce)，邊(bian)緣計(ji)算(suan)的年度復合(he)增(zeng)長率(lv)為(wei)40%；根(gen)據(ju)激進的預測(ce)，該數(shu)字可達(da)驚(jing)人的70%。
前文提到的7/10，對應的行業分別是制造業、智能電網、智能網聯汽車、企業信息化、智慧城市、商用無人機以及(ji)醫(yi)療健康。邊緣計算正在這些領域里蓬勃發展。
雖然有3/10的行(xing)業(ye)受到了沖擊，但是就整體而言，全球性疫情讓更多(duo)企業(ye)開始擁(yong)抱邊緣計算等數字化(hua)解(jie)決方案，提升發展韌性。
對于邊緣(yuan)(yuan)的(de)分類，Linux基金(jin)會給出了明確的(de)界定。邊緣(yuan)(yuan)是一個連續體，根據商業(ye)邏輯和(he)服(fu)務(wu)提(ti)供者的(de)差(cha)異(yi)，可以(yi)劃分為“最終用戶邊緣(yuan)(yuan)”和(he)“服(fu)務(wu)提(ti)供商邊緣(yuan)(yuan)”。
最終用戶邊緣包括：
獨立的終端設(she)備，例(li)如智能手機、可穿(chuan)戴設(she)備和汽車(che)；
網關設備，例如(ru)物聯(lian)網交換機和路由設備；
本地服務器平臺。
服務提(ti)供(gong)商邊(bian)緣包括：
容(rong)納網絡接入(ru)設備的站(zhan)點，例如(ru)蜂窩無線(xian)基站(zhan)、xDSL（數(shu)字用(yong)戶線(xian)路(lu)）和(he)xPON（新一代光纖網絡）接入(ru)站(zhan)點；
區(qu)域邊緣數(shu)據中心(xin)和特定的中央(yang)機房，通常部署訪問控(kong)制器(qi)、交換設備和其他服(fu)務網關功(gong)能。
服務(wu)提(ti)供(gong)(gong)商邊緣的(de)(de)實(shi)施需要綜合考慮延遲、帶寬、隱(yin)私等(deng)用戶需求，涉及到(dao)不(bu)(bu)同的(de)(de)部署(shu)類型。上(shang)圖提(ti)供(gong)(gong)了(le)(le)一種服務(wu)提(ti)供(gong)(gong)商邊緣的(de)(de)部署(shu)實(shi)例(li)，在(zai)這個(ge)例(li)子中，應用方案不(bu)(bu)僅跨越了(le)(le)多個(ge)服務(wu)提(ti)供(gong)(gong)商網絡(luo)，還與(yu)公有云合作提(ti)供(gong)(gong)整(zheng)合服務(wu)。
當然，研究(jiu)報告在對邊緣(yuan)(yuan)進行(xing)了明確的分(fen)類的同時，也提(ti)出在實際(ji)應(ying)用(yong)中，最終(zhong)(zhong)用(yong)戶邊緣(yuan)(yuan)和服務提(ti)供(gong)商邊緣(yuan)(yuan)不(bu)一定必須搭配使用(yong)。有些最終(zhong)(zhong)用(yong)戶邊緣(yuan)(yuan)直接與云平(ping)臺通信，而有些情況(kuang)服務提(ti)供(gong)商邊緣(yuan)(yuan)就(jiu)可充分(fen)滿(man)足需求。
邊緣(yuan)連續(xu)體的(de)部(bu)署是一個復(fu)雜的(de)問(wen)題，需(xu)要(yao)綜合分析由部(bu)署位置、用戶(hu)需(xu)求、硬件(jian)類型、軟件(jian)架構(gou)、運(yun)營要(yao)求、節點數量、設(she)備所有權…等構(gou)成(cheng)的(de)復(fu)雜矩陣，才能找到最適合的(de)方案。
現階(jie)段，邊緣計算(suan)比較成熟的應(ying)用場(chang)景包括工業機器人、無人機、計算(suan)機視覺、增強現實、零(ling)售(shou)、游戲、輔(fu)助(zhu)駕(jia)駛等。
Linux基(ji)金會(hui)成立的(de)LF邊(bian)緣(yuan)(yuan)小組，負(fu)責組織和建立用于(yu)邊(bian)緣(yuan)(yuan)計算的(de)開(kai)源(yuan)框架(jia)。目(mu)前LF邊(bian)緣(yuan)(yuan)計算架(jia)構(gou)日趨成熟，其中(zhong)的(de)開(kai)源(yuan)項(xiang)目(mu)項(xiang)目(mu)幾乎涵(han)蓋邊(bian)緣(yuan)(yuan)計算生態系統的(de)所(suo)有元素，關鍵項(xiang)目(mu)包括Akraino Edge Stack、EdgeX Foundry和Project EVE等。
2、邊緣計算(suan)部署的緊迫性(xing)在提升
第二份報告名為《2021年物聯(lian)網和(he)邊緣(yuan)計(ji)算的商業(ye)應用市場調研結果》，老樣子，咱們(men)也先用數據(ju)說話：
第一個數據，54%。很多企(qi)業意識到了應用(yong)(yong)邊(bian)緣(yuan)(yuan)計(ji)(ji)算(suan)的(de)緊迫(po)性，正在(zai)加快采用(yong)(yong)。54%的(de)企(qi)業計(ji)(ji)劃在(zai)未(wei)來(lai)12個月內(nei)使用(yong)(yong)邊(bian)緣(yuan)(yuan)計(ji)(ji)算(suan)，另(ling)外有30%的(de)企(qi)業計(ji)(ji)劃在(zai)在(zai)未(wei)來(lai)的(de)12到24個月內(nei)認真評估邊(bian)緣(yuan)(yuan)部署。
第二(er)個數據，74%。在(zai)邊緣計算的(de)應用(yong)中，74%的(de)企業將開(kai)源(yuan)列入(ru)考慮(lv)范疇。該(gai)數據比2019年的(de)調(diao)研結(jie)果提升了(le)14%。對應結(jie)論意味深長，這一數據表明(ming)開(kai)源(yuan)在(zai)物聯網以(yi)及邊緣計算領域，已經逐步形成(cheng)了(le)壓倒(dao)性(xing)的(de)優(you)勢。人們希(xi)望通過采用(yong)開(kai)源(yuan)，帶(dai)來如下好處：定制或影響項目代碼(ma)的(de)能力（29%）；獲(huo)得成(cheng)本(ben)優(you)勢（18%）以(yi)及提升靈活性(xing)和(he)敏(min)捷(jie)性(xing)(14%)。
第三個(ge)數據，2倍。物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)和(he)(he)邊(bian)緣計(ji)(ji)(ji)算的(de)(de)(de)(de)投資額繼續呈顯(xian)著上(shang)升趨勢。30%的(de)(de)(de)(de)受訪者表(biao)示(shi)，他們(men)的(de)(de)(de)(de)預計(ji)(ji)(ji)支出比(bi)2019年增長2倍。還有62%的(de)(de)(de)(de)企(qi)業計(ji)(ji)(ji)劃在(zai)下(xia)一財(cai)年加大(da)在(zai)物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)和(he)(he)邊(bian)緣計(ji)(ji)(ji)算解決(jue)方(fang)案上(shang)的(de)(de)(de)(de)投入，這些企(qi)業已經將(jiang)邊(bian)緣計(ji)(ji)(ji)算視為(wei)重(zhong)點戰略，很(hen)多(duo)時(shi)候相關決(jue)策由管理層進行自上(shang)而下(xia)的(de)(de)(de)(de)推動(dong)，因為(wei)CIO們(men)意(yi)識到邊(bian)緣是釋放創新機會的(de)(de)(de)(de)關鍵。
接下來我(wo)們看一些具體的調研結果(guo)。
物聯網和邊緣解決方案部署時間，正在越來越短。
44%的(de)受(shou)訪者表示，典型的(de)物(wu)聯網和邊緣(yuan)項目部(bu)署時間不到12個月。20%的(de)受(shou)訪者經歷(li)了12-24個月才(cai)能完成解決(jue)方案部(bu)署。還有15%的(de)受(shou)訪者報告他(ta)們的(de)部(bu)署時間超(chao)過25個月，更有7%甚至超(chao)過36個月。
這里(li)必須吐槽一(yi)句，我很好奇在市場變化日(ri)新(xin)(xin)月異的(de)(de)(de)今天，又經歷(li)了新(xin)(xin)冠的(de)(de)(de)洗禮，7%受(shou)訪者所在的(de)(de)(de)企業，他們最(zui)終上線的(de)(de)(de)系(xi)統是否還(huan)是原先的(de)(de)(de)那個。
物聯網和邊(bian)緣計算對(dui)企業各個部門的影響是深遠的，產品和服務開發（16%）、運營(ying)（14%）和研發（14%）預(yu)計將從其中受益(yi)最大。
誰是物聯網和邊緣計算部署的決策者？
根據(ju)2021年(nian)的(de)調研，35%的(de)相(xiang)關企業決策由最高管理(li)層推動(dong)，這一(yi)數(shu)據(ju)與2019年(nian)的(de)18%相(xiang)比(bi)，幾乎翻番。
其次的決(jue)策(ce)群體(ti)來自(zi)IT人員，2021年的占比為(wei)21%，低于2019年的26%。
在邊緣計算的應用過程中，人工智能占據(ju)了最大的“人(ren)(ren)工”。按照工作量劃(hua)分，人(ren)(ren)工智能占40%，其次(ci)是控制邏(luo)輯占37%和數據(ju)分析占30%。
當然，任何技(ji)術都(dou)有(you)好(hao)與不(bu)好(hao)的一面，新(xin)技(ji)術也會帶來(lai)新(xin)問(wen)題。
數(shu)據安(an)(an)全是物聯網和邊緣部(bu)署的(de)首要(yao)問題，36%的(de)企業將數(shu)據安(an)(an)全視為部(bu)署物聯網和邊緣解決方案時主要(yao)的(de)考慮因素。其次是數(shu)據收集和分析占(zhan)比26%，以(yi)及(ji)連接(jie)性，占(zhan)比24%。
物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)和(he)邊緣計(ji)算應用中(zhong)，所面臨的(de)三大挑戰(zhan)分別(bie)是：端到端物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)解(jie)決方案(an)的(de)監(jian)管，設備(bei)(bei)部署和(he)管理，以及網(wang)(wang)(wang)絡、設備(bei)(bei)、數據的(de)安(an)全性。
根據(ju)英特(te)爾(er)提供的案例，邊緣(yuan)計算的應(ying)用幫助他們(men)的客(ke)戶——奧(ao)迪，將位于德(de)國的內卡(ka)蘇(su)姆工廠的勞動(dong)力成(cheng)本下降了(le)30~50%，焊接(jie)檢測速度提高(gao)了(le)100倍(bei)，延(yan)遲僅(jin)為(wei)18毫秒(miao)。
另一個令人印象深刻的案例是，借助邊緣計算，飛利浦在不添加硬件加速的條件下，設法將CT掃描成像的速度提高了188倍。
3、邊緣計算是新工業革命的動力
第三份(fen)報(bao)告是(shi)《在制(zhi)造(zao)業(ye)中使用(yong)邊緣(yuan)(yuan)計(ji)算》，由IDC、LumenTechnologies和微軟聯合出品。根據(ju)(ju)IDC報(bao)告調研，74%的運營數據(ju)(ju)將通過邊緣(yuan)(yuan)計(ji)算在工廠內獲取、分(fen)析和處理。
在制造業中使用邊緣計(ji)算的動(dong)力來自3個(ge)方面：
制造彈性的提(ti)升，使得生產(chan)過(guo)程越來越依賴邊緣側(ce)數據，做出快(kuai)速而有效的決策(ce)。
邊緣計算讓制造商們可以(yi)在生產(chan)現場就近的位置收集、處(chu)理和存儲數據，從而提(ti)升可靠性、安全性和實時性。
IT與OT部門(men)正(zheng)在融合，他們一致認為邊緣(yuan)計算對(dui)于(yu)任何互(hu)聯工廠而言都是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)選項。
目前雖然只有27%的制造企業在生產中使用邊緣計算，但越來越多的制造商正在研究如何利用物聯網、人工智能等技術提升生產潛力，增加流程的靈活性。
因此預計未來(lai)兩(liang)年，將有(you)56%的制(zhi)造企業開始試點邊緣計算，17%的企業將把(ba)邊緣計算從(cong)試點項目融入到常規生產(chan)流程中(zhong)。
隨著IT與OT的(de)融合，工程師(shi)們一致認為(wei)邊緣計算(suan)可以提升制造企業的(de)安全性、提高操作效率(lv)，并且(qie)進行更快更好(hao)的(de)決策。
當(dang)被問及制造企業(ye)到底是由(you)OT還是IT部門(men)牽(qian)頭推進邊緣計算項目時，大多(duo)數的回答(da)集中(zhong)在由(you)OT部門(men)主導并負(fu)責審批預(yu)算，IT部門(men)配合。
復盤那些成功的邊(bian)緣計(ji)算(suan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)，OT與IT的跨(kua)部門合作在項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)的初(chu)始階段就已建立(li)，并且貫穿(chuan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)的始終。OT部門擅長結合生產需(xu)求，運用邊(bian)緣數據提升流(liu)程可靠性(xing)和彈性(xing)。IT部門則擅長分析數據和連接更多廠域。
根據研究，IT和OT部(bu)門同時介入的邊緣計算項目(mu)，成功率可(ke)以提升47%。
實(shi)施(shi)邊緣計算(suan)項目具有明(ming)確的(de)(de)預期收益，雖(sui)然數據采集和資產追蹤是(shi)目前(qian)使(shi)用(yong)最為廣泛的(de)(de)邊緣應用(yong)程序，但是(shi)制(zhi)造業(ye)的(de)(de)很多領域都(dou)可以(yi)隨之受益，比如更(geng)(geng)好(hao)的(de)(de)人員管理、質量(liang)更(geng)(geng)優(you)的(de)(de)現場服(fu)務(wu)，以(yi)及更(geng)(geng)有效率的(de)(de)能源(yuan)管理。
考(kao)慮到(dao)制造業(ye)的復雜性，很多(duo)企業(ye)無法跨越從示范項目到(dao)規模應用(yong)的鴻(hong)溝(gou)。
阻(zu)擋企業前進步(bu)伐的(de)理由包括(kuo)對于安全性的(de)顧慮、缺乏額外的(de)資(zi)金投入、投資(zi)回(hui)報(bao)率難以驗(yan)證，以及難以下定更廣(guang)泛(fan)基礎(chu)設施投資(zi)的(de)決心。
因(yin)此，在(zai)計劃規模(mo)部署(shu)邊緣計算(suan)之前，制(zhi)造企業需要為此制(zhi)定明確(que)的計劃、考慮所有安全風(feng)險，并且(qie)升(sheng)級所需的基(ji)礎(chu)設施。
當然(ran)成功的邊緣(yuan)計算項目(mu)(mu)還需要(yao)正確(que)的KPI，有趣的是(shi)，考核示(shi)范項目(mu)(mu)的KPI和評估規模應用的KPI有很大區別，甚至(zhi)需要(yao)重新規劃。
看了這(zhe)份報告，不(bu)得不(bu)由(you)衷感嘆那些成(cheng)功的邊(bian)緣(yuan)計(ji)算項(xiang)目的來(lai)之不(bu)易，不(bu)僅要有OT與IT部門的同心協力，還需要足(zu)夠的資(zi)本和(he)基礎設施投入(ru)作為支撐，而且更需要結合(he)企業(ye)情況量身定制KPI。
報告的(de)最后還給出了(le)挑選邊緣計(ji)算供應商的(de)評判(pan)依據。
----寫在最后----
看完了三份報告，談談我的感受：
第(di)一，邊(bian)緣(yuan)計算(suan)的演進是一個(ge)長期的過程，目(mu)前各種(zhong)相關技術(shu)已經(jing)達到一定的成熟度，可以開始著手(shou)思(si)考適(shi)合自己企業的邊(bian)緣(yuan)計算(suan)方(fang)案。
第二，邊緣(yuan)計算項目的成功實施(shi)涉及到(dao)最終用戶邊緣(yuan)、服務提供商(shang)邊緣(yuan)和(he)云平臺(tai)等不同架構的整合，OT、IT等多個部門的協同，工程師到(dao)總經理等各個層級的參與，復雜度可想而知。
第三，邊(bian)緣計(ji)算在一些(xie)行業有(you)可(ke)能徹(che)底改變(bian)競爭格局，雖然現在還無法預(yu)測將會誕生(sheng)(sheng)哪些(xie)新(xin)服(fu)務、新(xin)模式和新(xin)場景，但可(ke)以確定的(de)是，各行各業都(dou)在產生(sheng)(sheng)對(dui)于邊(bian)緣計(ji)算的(de)應(ying)用需(xu)求。
