著名市场调研公司IDC近日发布了一组数据：2025年全球物联网连接数将增长至270亿个，将来超过70%的数据和应用正在边缘产生和处理。而工信部也在《“十四五”智能制造发展规划》中写到：到2025年规模以上制造业企业基本普及数字化，智能制造装备国内满足率超70%。
中国制造也正在迈向智能化、数字化。在万物互联的今天，云、5G驱动的连接、人工智能和智能边缘四个“网红技术”也正推动着各行各业进入全新时代。西门子，作为工业自动化领域的“头部玩家”，又将如何利用工业边缘的发展，引领自动化进入全新时代呢?
工业边缘是如何应运而生的?
过去，大家习惯于金字塔形状的自动化结构，数据由底层的传感器执行器产生，由PLC或DCS控制器进行控制，向上由SCADA进行数据采集与监视控制。再向上，由MES系统管理生产执行，由PLM进行产品生命周期管理，由ERP进行企业资源计划。一般将这个金字塔结构中的中上层信息系统称为数字化系统。
近些年，企业越来越关注数据产生的价值，互联网技术的发展加速了这一过程，工业互联网的浪潮也悄悄地将这样的传统的工业架构颠覆，金字塔结构逐渐变为网状结构。这个网状结构的基础，由现场层、边缘层和云层共同组成，这就是常说的云边端的组成形式。
边缘是最靠近现场数据源的层级，将数据进行采集和处理。并进行本地的运算和反馈。对于更大规模的数据，可以由边缘层上传给云层，在云端进行大数据分析和模型训练。
有了这样的架构，就能让数字化变得更简单更轻松。传统庞大的MES、ERP、PLM系统中的功能模块变得轻量化，比如资产管理或能源管理就可以变成一个独立的App，部署在边缘层运行。当我们需要设备能源管理时，一个轻量级的应用程序App就能解决，大大降低了时间和金钱成本。
工业边缘，就在这样的大背景下应运而生。边缘计算，指的是在靠近物或数据源头的边缘侧，进行的存储、计算和执行，并且就近提供智能服务。将边缘计算应用到工厂生产中，边缘就是在设备和机器的旁边，计算可以是对设备数据的简单预处理，也可以是人工智能、机器学习等高级数据处理方式。
边缘计算的目的，是能够满足安全性、实时性，完成数据连接、数据优化，以及智能决策。让数据真正发挥价值，解决工业现场质量、成本、效率、安全等方面的难题。
西门子工业边缘产品架构
西门子工业边缘分为三个层级，他们分别执行不同的功能。
首先，是最顶层的工业边缘中心，用于监视多个工业边缘管理平台，并且可以存储、浏览和下载工业边缘APP，在这里，大家可以找到由西门子和合作伙伴开发的针对多种行业和应用场景的APP。
第二层，平台层，工业边缘管理平台。是用于集中管理所有已连接边缘设备的软件平台。它处于工厂车间层级，可以同时监控上百台已连接设备的状态，并且在目标边缘设备上安装边缘应用和升级软件功能，将功能从云端转移到生产系统。
第三层，设备层，部署了工业边缘运行系统的边缘设备，在数据生成现场就可以进行采集和处理，并且支持和自动化设备的集成和执行容器化的边缘应用。这里的一台边缘设备可以同时运行多个应用APP。目前西门子已发布了工控机的边缘设备，并且有不同算力和内存的产品可供选择，可以满足多种场景的需求。
以上的中心层、平台层和设备层，共同构成了西门子工业边缘的整体系统架构。贯穿其中的是边缘应用App，可以在顶层的边缘中心找到合适的应用进行下载，下载到工厂本地的边缘管理平台中，再由边缘管理平台一次性下发到工厂内上百台的边缘设备中，简单又高效。
如想要自己开发应用，西门子开放的系统也完全支持和鼓励自主开发应用的部署。大家只需要用docker容器封装技术将应用打包，就可以轻松地将它部署到边缘设备上，无缝集成。
总结一下，工业边缘架构，需要硬件、平台、软件应用的共同配合，才能协同作用，发挥最大优势。
在应用层，西门子结合了工业用户的专业需求，开发和发布了不同层级的应用APP产品。
这些应用分为三类：最底层的连接应用，可以和现场设备以及云进行通讯，支持多种主流协议;中间层的数据服务和数据总线负责做好传递;而上层的功能应用，是最贴近用户的App，他们可以解决不同的问题，比如创建可视化的数据模型。分析产线的运行状况，分析和优化机器设备的产能，固定资产管理，能源管理等等。
这一层级上，除了西门子的App，更有合作伙伴基于西门子工业边缘平台开发的更多针对行业场景的App，包括机器视觉检测和预测性维护。合作伙伴只需要将任何开发平台开发的应用，由docker容器技术进行打包，就可以轻松部署到西门子工业边缘平台上。
西门子工业边缘生态构建
除了提供整套软硬件产品的架构，西门子还致力于建立领先的工业边缘生态，为用户和合作伙伴创造更多价值。依托于开放的技术平台，目前，已有多家工业企业和设备制造商作为用户加入生态，率先感受到了技术的变革。他们借助工业边缘的技术提高了产品生产的质量和效率，也提高了市场竞争力。
与此同时，来自OT和IT领域的多家应用程序开发伙伴、解决方案伙伴和工程服务伙伴，也加入了工业边缘的生态，他们将最新的技术应用，如人工智能、机器视觉、预测性维护等超强技术融入到边缘计算中，为企业解决了生产中难以用传统自动化技术解决的痛点，带来了巨大价值。
而西门子，作为生态的创建者，为大家提供了全套体系的软硬件产品、应用商店、技术支持、社群等，也将在未来自动化的技术变革浪潮中，和大家并肩同行，智创未来!
