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物女(nv)王：行到邊緣(yuan)處(chu)，坐看云起時
這是我在【物女心(xin)經】專欄(lan)寫的第227篇文(wen)章。
在科技領域很有意(yi)思的一點(dian)是，隨著供方能力的增強和需方痛(tong)點(dian)的變化，這對(dui)“矛”與“盾”牽引著技術發(fa)展重心的鐘擺出現反轉。
今天要說的這對(dui)“冤家”，就是云計算和邊緣計算。
有一段時間(jian)我們大力發展云(yun)計(ji)算，把大量的(de)數據處理交(jiao)給“云(yun)”去做(zuo)，它免去了用戶對中央計(ji)算的(de)管(guan)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。
邊緣計算(suan)(suan)，不同(tong)于(yu)過去我們(men)常說的嵌入式開發。邊緣計算(suan)(suan)所面對的場景更加復雜，所涵蓋(gai)的對象并(bing)不只是終端設備，而是在“最后一公里”所發生(sheng)的計算(suan)(suan)。
計算(suan)將(jiang)同(tong)時存在于邊(bian)緣和云端，他們(men)之間的(de)界線越來越難以劃分，未來不是(shi)(shi)云和邊(bian)緣，而(er)是(shi)(shi)連成一(yi)片的(de)邊(bian)緣云。
熟悉【物女(nv)心經(jing)】專欄的(de)讀者都知道，我(wo)一直(zhi)在持(chi)續跟蹤邊緣(yuan)計(ji)算的(de)發(fa)展趨(qu)勢。近期，Linux基(ji)金會(hui)、Eclipse基(ji)金會(hui)、IDC、英特爾等，不約而同的(de)發(fa)布(bu)了(le)他(ta)們對于全球(qiu)邊緣(yuan)計(ji)算市場的(de)最新(xin)研究(jiu)報告，本文將(jiang)為你呈現(xian)其中的(de)精華內容。
優選出的3份報告名稱分別是(shi)《2021邊緣分析：邊緣計算(suan)的市場和(he)生(sheng)態報告》、《2021年物聯(lian)網(wang)和(he)邊緣計算(suan)的商業應用市場調研結果(guo)》和(he)《在制(zhi)造業中使用邊緣計算(suan)》。
1、邊緣計算(suan)的開(kai)源生態正在形成(cheng)
第(di)一份報告是《2021邊緣分析：邊緣計(ji)算(suan)的市場和(he)生態(tai)報告》，先看其(qi)中公(gong)布的3個(ge)數(shu)據(ju)，通過這些數(shu)據(ju)可以為(wei)2021邊緣計(ji)算(suan)的發展畫出(chu)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。
第二個數據，8000億(yi)美元(yuan)。這是從2019到2028年這十年間(jian)，預計投(tou)入到邊緣計算(suan)(suan)設(she)施(shi)的(de)(de)(de)累(lei)計資(zi)本(ben)支出。作為(wei)云(yun)計算(suan)(suan)的(de)(de)(de)延伸，邊緣云(yun)被視(shi)為(wei)新一輪科技革命中必不可(ke)少的(de)(de)(de)驅動因素。隨著大(da)規模聯(lian)網設(she)備、全球共(gong)享經濟(ji)，以及零(ling)邊際成(cheng)本(ben)社會的(de)(de)(de)推進(jin)，為(wei)邊緣計算(suan)(suan)創造(zao)了千億(yi)美元(yuan)的(de)(de)(de)發展空(kong)間(jian)。
第三個(ge)(ge)數(shu)(shu)據，200。這個(ge)(ge)數(shu)(shu)據來自于谷(gu)歌在(zai)(zai)2020年底推出(chu)的(de)一個(ge)(ge)生態(tai)系(xi)統，其(qi)中包含由(you)30個(ge)(ge)獨立軟(ruan)件開發商ISV提供的(de)200多(duo)個(ge)(ge)應用(yong)程序(xu)。不僅谷(gu)歌，微軟(ruan)、AWS、IBM、VMware等(deng)云服務(wu)企(qi)業都開始將重心轉到(dao)邊(bian)緣(yuan)計算(suan)(suan)，邊(bian)緣(yuan)計算(suan)(suan)的(de)應用(yong)市(shi)場(chang)正(zheng)在(zai)(zai)形成。
由(you)此(ci)，研究(jiu)報告給出了(le)邊緣(yuan)計算的(de)發展(zhan)預期。由(you)于過(guo)去一(yi)年的(de)不確定性增強，2021年的(de)報告在2020年的(de)基礎上，增加了(le)預測的(de)上下閾值。
根據保守預測，邊(bian)緣計算的年度復(fu)合增長率為40%；根據激進(jin)的預測，該數(shu)字(zi)可達(da)驚人的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(shang)用無(wu)人機以及醫療健康。邊緣計算正在(zai)這些(xie)領域里蓬勃發展。
雖然有(you)3/10的行(xing)業受(shou)到了沖(chong)擊(ji)，但是就整體而(er)言(yan)，全球性疫情讓更多企業開始擁(yong)抱邊緣(yuan)計算等數字(zi)化解決方案，提升發展(zhan)韌性。
對于(yu)邊(bian)緣的分(fen)類，Linux基金會給出(chu)了明確(que)的界定。邊(bian)緣是一個連續(xu)體，根據商(shang)業邏輯和服務提供(gong)者的差異，可以劃(hua)分(fen)為“最終(zhong)用戶邊(bian)緣”和“服務提供(gong)商(shang)邊(bian)緣”。
最終用戶邊緣包括：
獨(du)立的終端設備(bei)，例如(ru)智能手機、可穿戴(dai)設備(bei)和汽車；
網關設(she)備，例如物聯網交換機(ji)和(he)路由設(she)備；
本地服務器平臺。
服務(wu)提供(gong)商邊緣包括：
容納網(wang)絡(luo)接入設備(bei)的站(zhan)(zhan)點，例如蜂窩(wo)無線基站(zhan)(zhan)、xDSL（數(shu)字用戶線路）和xPON（新一代光纖(xian)網(wang)絡(luo)）接入站(zhan)(zhan)點；
區域邊緣數據中(zhong)心(xin)和(he)特定的中(zhong)央(yang)機房，通常(chang)部署訪問控(kong)制器(qi)、交(jiao)換(huan)設備和(he)其他服務網關(guan)功能。
服(fu)務(wu)提(ti)(ti)供(gong)商(shang)邊緣的(de)實(shi)施需要綜(zong)合(he)考慮延(yan)遲、帶寬、隱私等用戶需求，涉及到不(bu)同的(de)部署類型(xing)。上圖(tu)提(ti)(ti)供(gong)了一種服(fu)務(wu)提(ti)(ti)供(gong)商(shang)邊緣的(de)部署實(shi)例(li)，在這個例(li)子中(zhong)，應用方(fang)案不(bu)僅跨越了多個服(fu)務(wu)提(ti)(ti)供(gong)商(shang)網絡，還與公(gong)有云合(he)作提(ti)(ti)供(gong)整合(he)服(fu)務(wu)。
當(dang)然，研究報告在(zai)(zai)對(dui)邊(bian)緣進行了明確的(de)分類的(de)同時，也(ye)提出(chu)在(zai)(zai)實際(ji)應用中，最終(zhong)(zhong)用戶邊(bian)緣和服務(wu)提供(gong)商邊(bian)緣不一定必須搭配使用。有些最終(zhong)(zhong)用戶邊(bian)緣直(zhi)接與云平臺通信(xin)，而有些情況服務(wu)提供(gong)商邊(bian)緣就(jiu)可(ke)充分滿足需求。
邊緣連續體的(de)部署是一個復雜的(de)問題，需(xu)(xu)要綜(zong)合分析由部署位置、用戶(hu)需(xu)(xu)求(qiu)、硬件類型、軟件架構(gou)(gou)、運營(ying)要求(qiu)、節點(dian)數量、設(she)備所(suo)有權(quan)…等構(gou)(gou)成的(de)復雜矩陣，才能找到最適(shi)合的(de)方(fang)案(an)。
現階段，邊緣計(ji)算(suan)比較(jiao)成(cheng)熟的應用場景包括(kuo)工業(ye)機(ji)器人、無人機(ji)、計(ji)算(suan)機(ji)視覺、增強現實、零售、游戲、輔(fu)助駕駛等(deng)。
Linux基(ji)金會成立的LF邊緣(yuan)小(xiao)組，負責組織和建(jian)立用于邊緣(yuan)計算的開(kai)源(yuan)框架。目(mu)前LF邊緣(yuan)計算架構日趨成熟，其中的開(kai)源(yuan)項目(mu)項目(mu)幾乎涵蓋邊緣(yuan)計算生態系(xi)統的所(suo)有元素，關(guan)鍵項目(mu)包括Akraino Edge Stack、EdgeX Foundry和Project EVE等(deng)。
2、邊(bian)緣計(ji)算部署的緊迫性在提升(sheng)
第(di)二份報告名(ming)為《2021年物聯網和邊緣計算的商業應用市場調(diao)研(yan)結果》，老樣子，咱(zan)們也(ye)先用數據說話(hua)：
第一個數據(ju)，54%。很多企業(ye)意識到了(le)應用(yong)邊緣(yuan)計算的緊迫性，正在加快采(cai)用(yong)。54%的企業(ye)計劃(hua)在未來(lai)12個月內(nei)使用(yong)邊緣(yuan)計算，另外有30%的企業(ye)計劃(hua)在在未來(lai)的12到24個月內(nei)認(ren)真(zhen)評估邊緣(yuan)部署。
第二個數(shu)據(ju)，74%。在(zai)邊緣計(ji)算的(de)(de)應(ying)用(yong)中(zhong)，74%的(de)(de)企(qi)業將開源(yuan)(yuan)列入考慮(lv)范疇。該數(shu)據(ju)比2019年的(de)(de)調(diao)研(yan)結果提升(sheng)了14%。對應(ying)結論意味(wei)深長，這一數(shu)據(ju)表明開源(yuan)(yuan)在(zai)物聯網以(yi)及(ji)邊緣計(ji)算領域，已經逐(zhu)步形成了壓倒性的(de)(de)優勢。人(ren)們希(xi)望(wang)通(tong)過采用(yong)開源(yuan)(yuan)，帶來如(ru)下(xia)好(hao)處：定制(zhi)或(huo)影響項目代碼的(de)(de)能力（29%）；獲得成本優勢（18%）以(yi)及(ji)提升(sheng)靈(ling)活性和敏捷性(14%)。
第(di)三個數(shu)據，2倍。物(wu)聯網和(he)邊(bian)(bian)緣計(ji)算(suan)的(de)投資額繼(ji)續(xu)呈顯著上(shang)升趨勢。30%的(de)受訪者表(biao)示，他們的(de)預(yu)計(ji)支出比2019年增(zeng)長2倍。還(huan)有62%的(de)企(qi)業(ye)計(ji)劃在下一財年加(jia)大在物(wu)聯網和(he)邊(bian)(bian)緣計(ji)算(suan)解決(jue)方案上(shang)的(de)投入，這些企(qi)業(ye)已經(jing)將(jiang)邊(bian)(bian)緣計(ji)算(suan)視為重點戰略，很(hen)多(duo)時候相(xiang)關決(jue)策由(you)管(guan)理(li)層進行自上(shang)而(er)下的(de)推動，因為CIO們意識到邊(bian)(bian)緣是釋放創新機會的(de)關鍵。
接下來我們看一(yi)些具體的調研(yan)結果。
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(xing)的(de)物聯(lian)網和邊緣項目部(bu)(bu)署(shu)時間不到12個(ge)月(yue)。20%的(de)受(shou)訪者經(jing)歷(li)了12-24個(ge)月(yue)才能完成解決方案(an)部(bu)(bu)署(shu)。還有(you)(you)15%的(de)受(shou)訪者報告(gao)他們的(de)部(bu)(bu)署(shu)時間超過25個(ge)月(yue)，更有(you)(you)7%甚至(zhi)超過36個(ge)月(yue)。
這里必須吐槽一句(ju)，我很好奇在市場(chang)變化日(ri)新月異的今天，又(you)經歷了(le)新冠(guan)的洗禮(li)，7%受(shou)訪者(zhe)所在的企業，他(ta)們(men)最終上(shang)線的系(xi)統是否還是原先的那個(ge)。
物聯網和邊(bian)緣(yuan)計算對企業(ye)各(ge)個部門的(de)影響是深遠的(de)，產品和服務(wu)開發（16%）、運營（14%）和研發（14%）預計將從其(qi)中受益最大。
誰是物聯網和邊緣計算部署的決策者？
根(gen)據(ju)2021年的(de)調研，35%的(de)相關(guan)企(qi)業決策由最高管理層推動，這一數據(ju)與(yu)2019年的(de)18%相比，幾(ji)乎翻(fan)番。
其次的(de)決策群體來自(zi)IT人員，2021年的(de)占比為(wei)21%，低(di)于(yu)2019年的(de)26%。
在邊緣計算的應用過程中，人工智能占(zhan)據(ju)了最大的(de)“人工”。按照工作量劃分，人工智能(neng)占(zhan)40%，其次是(shi)控制(zhi)邏輯占(zhan)37%和數據(ju)分析占(zhan)30%。
當然，任何技(ji)術(shu)都有好與不(bu)好的一面，新技(ji)術(shu)也會帶來新問(wen)題。
數(shu)據(ju)安全(quan)是物聯網和邊(bian)緣(yuan)部署的首要(yao)問(wen)題，36%的企業(ye)將數(shu)據(ju)安全(quan)視(shi)為(wei)部署物聯網和邊(bian)緣(yuan)解決方案時主(zhu)要(yao)的考慮(lv)因素。其(qi)次(ci)是數(shu)據(ju)收集和分析占(zhan)比26%，以及(ji)連接性(xing)，占(zhan)比24%。
物聯網和(he)邊緣計(ji)算應用中，所面臨的三大挑戰(zhan)分別是：端到端物聯網解決方案的監管(guan)，設(she)(she)備(bei)部(bu)署和(he)管(guan)理，以及網絡、設(she)(she)備(bei)、數據的安全性。
根據(ju)英(ying)特爾提供的案例，邊緣計算的應(ying)用(yong)幫助(zhu)他(ta)們的客(ke)戶(hu)——奧(ao)迪，將位于德國的內(nei)卡蘇姆工廠的勞(lao)動力成本下降(jiang)了30~50%，焊接檢測速度(du)提高了100倍，延遲僅為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
第三份報(bao)告是《在制造(zao)業(ye)中使用邊緣(yuan)計算》，由IDC、LumenTechnologies和(he)微軟聯合出品。根(gen)據IDC報(bao)告調(diao)研，74%的運營數據將通過邊緣(yuan)計算在工廠內獲取、分析和(he)處理(li)。
在制造業(ye)中使用邊緣(yuan)計算(suan)的動力來自3個方面：
制造彈性的(de)提(ti)升，使(shi)得生產過程(cheng)越來越依賴邊緣側(ce)數據，做出快速而有效的(de)決策。
邊緣計算讓(rang)制造商們可(ke)以在生(sheng)產現(xian)場就近的位置收集(ji)、處理和(he)存儲數據，從(cong)而(er)提(ti)升可(ke)靠性、安全(quan)性和(he)實時性。
IT與OT部(bu)門(men)正在融合，他們一(yi)致認為邊緣(yuan)計算對于任何互聯(lian)工廠而言都是必不可少的(de)選項(xiang)。
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(yin)此預(yu)計(ji)未(wei)來兩年，將有56%的制造企業開始試點邊緣計(ji)算(suan)，17%的企業將把邊緣計(ji)算(suan)從試點項目融入到常規生產流程中。
隨著IT與OT的融(rong)合，工(gong)程(cheng)師們(men)一(yi)致認為邊(bian)緣(yuan)計算可以提(ti)升制(zhi)造企業的安全性(xing)、提(ti)高操(cao)作效率(lv)，并且進(jin)行更(geng)快更(geng)好的決策。
當(dang)被(bei)問及制造企業到底是由OT還是IT部門(men)(men)牽頭推進邊緣計算項目(mu)時，大(da)多數的(de)回答(da)集中在由OT部門(men)(men)主導并負(fu)責(ze)審批預算，IT部門(men)(men)配(pei)合。
復盤那些成功的(de)(de)邊緣計算項目(mu)，OT與IT的(de)(de)跨部(bu)(bu)門合作在項目(mu)的(de)(de)初(chu)始階(jie)段就已建立，并且貫穿項目(mu)的(de)(de)始終。OT部(bu)(bu)門擅長結合生(sheng)產需求，運用邊緣數(shu)據(ju)提升(sheng)流程可(ke)靠性(xing)和彈性(xing)。IT部(bu)(bu)門則擅長分析(xi)數(shu)據(ju)和連接更多廠域。
根據研究，IT和OT部門同時介(jie)入的邊緣計算(suan)項(xiang)目，成(cheng)功(gong)率(lv)可以提升47%。
實施邊緣(yuan)計算項目具有明確的(de)(de)(de)預期收益(yi)，雖然(ran)數據采集和資產追蹤是目前使用最為(wei)廣泛(fan)的(de)(de)(de)邊緣(yuan)應用程序(xu)，但(dan)是制造業的(de)(de)(de)很多領域(yu)都可以隨之受益(yi)，比(bi)如更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)人員管理、質量更(geng)優的(de)(de)(de)現場服務(wu)，以及更(geng)有效率的(de)(de)(de)能源管理。
考慮到(dao)(dao)制造業的復雜性，很多企業無法跨越(yue)從示范項目到(dao)(dao)規模應用的鴻(hong)溝。
阻擋企業前進(jin)步伐的理由包(bao)括對于安全性的顧慮(lv)、缺乏(fa)額外的資金投入、投資回報(bao)率(lv)難(nan)以驗證，以及(ji)難(nan)以下定更廣(guang)泛(fan)基礎設施(shi)投資的決心。
因(yin)此，在計劃規模部署邊(bian)緣計算之前(qian)，制(zhi)造企(qi)業(ye)需(xu)要為此制(zhi)定明(ming)確的(de)計劃、考慮所有安全風險，并且升級(ji)所需(xu)的(de)基礎設施。
當然成功的(de)邊緣計算項(xiang)目還需(xu)要(yao)正(zheng)確的(de)KPI，有趣的(de)是，考核示(shi)范項(xiang)目的(de)KPI和評(ping)估規模應用的(de)KPI有很大區別(bie)，甚至需(xu)要(yao)重新規劃。
看了這份報告，不(bu)得不(bu)由衷感(gan)嘆那(nei)些成(cheng)功的(de)邊緣計(ji)算項(xiang)目(mu)的(de)來之不(bu)易，不(bu)僅要(yao)有OT與(yu)IT部門的(de)同心協力，還需要(yao)足夠的(de)資本和(he)基礎設施(shi)投入(ru)作(zuo)為支撐，而且更需要(yao)結(jie)合企業(ye)情況量身定制KPI。
報告的最后還給(gei)出了挑選邊緣計算(suan)供應商的評判依據。
----寫在最后----
看完了三份報告，談談我的感受：
第一(yi)，邊緣計算的(de)演(yan)進是一(yi)個長期(qi)的(de)過程，目前各種相關技(ji)術已經達到一(yi)定的(de)成熟(shu)度，可(ke)以開始著(zhu)手思考適合自己企(qi)業的(de)邊緣計算方案。
第二，邊(bian)緣計(ji)算項(xiang)目的成功實施(shi)涉及到(dao)最終用(yong)戶邊(bian)緣、服務提供商邊(bian)緣和云平(ping)臺等不同架構(gou)的整合，OT、IT等多個部(bu)門的協同，工程(cheng)師到(dao)總經理等各個層級的參與，復雜(za)度可想而知。
第三，邊緣計算在一(yi)些(xie)行業有(you)可能(neng)徹底改變(bian)競爭格(ge)局，雖然(ran)現(xian)在還無法預(yu)測將會誕(dan)生哪(na)些(xie)新(xin)服務、新(xin)模式和新(xin)場景，但(dan)可以確定(ding)的是，各行各業都(dou)在產生對于邊緣計算的應用需求。
