刘鑫：边缘计算、5G技术推动工业计算机未来发展

中国计算机学会工业计算机专委会主任刘鑫

当前，随着5G、工业互联网、云计算、机器人以及人工智能（AI）等技术的推广普及，工业自动化正站在新技术变革的风口浪尖上。工业互联网作为新一代网络信息技术与制造业深度融合的产物，也发展到了有潜力改变制造业面貌的程度，并将成为构建国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进新发展格局的有力支撑。

数字化是通向美好未来的桥梁。在过去的十年中，以数据为基础的数字化转型浪潮席卷了制造业。企业正在转向智能制造技术和平台，从横向和纵向整合控制系统与现场的传感和数据采集层以及企业管理系统，以提高生产效率和生产能力，实现全厂过程优化和增强客户体验的能力。

COVID-19大流行加速了对支持保持社交距离、远程操作解决方案的需求，使企业能有手段在任何地点、任何时刻、通过任一设备远程访问和控制生产过程或业务活动。

ARC Advisory Group预测，工业自动化将向边缘计算跨越，尤其是在人工智能、机器学习和数据分析方面。Gartner估计，到2022年，大约75％的数据将需要在边缘进行分析和执行操作。

从更广泛的视角来看，边缘计算将硬件设备与5G、云计算和人工智能有机地连接在一起，使工业自动化系统的集中和分布真正统一起来。5G是无线通信的未来发展方向，是新基建的龙头，将为生产、维护和物流中的无线网络各种新应用全面打开大门。到2024年，5G  网络有望覆盖全球40%的区域并处理25%的移动流量。

在新技术和新产品的推动下，预计在2020年全球工业自动化系统和产品的营业收入将达到接近2000亿美元，相当于1.35万亿人民币。

工业计算机作为实现边缘计算的主要设备，为了满足新一代数据驱动的分布式智能工业自动化系统、工业互联网和5G技术的发展对边缘设备的需要，其技术和产品发展趋势将呈现如下特点：

（1）小型化和软硬件的可配置性，以方便嵌入到现场生产设备内部，或者安装在工业系统或网络边缘靠近现场设备的位置。

（2）智能化将占据主导地位。广泛采用人工智能芯片，具有强大的数据分析和机器学习能力，能在没有人工干预的情况下，监控和优化被控设备的工作状态，提供预测性维护预警，并对现场突发事件进行实时或近实时决策和处理。

（3）支持5G移动互联，为复杂环境下的无线联网和远程服务提供可靠的解决方案。

（4）更具个性化特点，订单式生产，服务定制客户，满足特定工作环境条件需要。

（5）工业计算机生态建设完善，形成了芯片、制造商、基础软件和应用软件开发企业、大专院所、用户单位以及专家学者、研发工程师和应用工程师、专业学生深度协作互动的生态，工业计算机技术实现良性循环滚动式发展态势。

总之，需求侧的深刻变革和巨大需求给供给侧工业计算机技术和产品的发展提供了强大驱动力。中美科技竞争引发的“自主创新、自主可控”浪潮也为本土工业计算机的广泛应用铺平了道路。我国工业计算机技术发展将跨入一个前景广阔的新时代。

摘自《自动化博览》2020年11月刊