聚焦三大核心技術，華為云為IoT未來技術發(fā)展牢固基石

在人類發(fā)展史上，通信技術的每一次革命性突破都使我們更接近整個數(shù)字社會。基于對人類工作方式、生活習慣所帶來的顛覆性變化，物聯(lián)網(wǎng)被稱為世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)將各種感知技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用，使人與物、物與物實現(xiàn)智慧對話與融合，創(chuàng)造一個更加智慧的世界。

而目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國還處于前期的概念導入期和產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成階段，沒有成熟的技術標準和完善的技術體系，整體產(chǎn)業(yè)處于醞釀階段。那么即將到來的產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，技術方面的發(fā)力點與基礎，又有哪些？

計算邊緣化的訴求越來越多

產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的設備，不僅僅需要計算能力龐大的云，更需要在本地實時地預處理各種復雜的數(shù)據(jù)。

比如在交通領域，各大城市都在試點車路協(xié)同，以保障未來自動駕駛的安全性和可靠性。道路上的傳感器感知了路上的人、車、物、天氣等瞬息萬變的信息，需要在本地毫秒級完成實時計算并傳遞給高速行駛的汽車。以引導汽車提前做好規(guī)劃，減少事故和擁堵事件。

再如在工業(yè)場景中，針對生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量實時監(jiān)測和設備預測性維護正在加速應用，以提升缺陷及時發(fā)現(xiàn)率和降低設備停機時間。工業(yè)設備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)頻度高、數(shù)據(jù)量大，例如注塑機需要對模具所有觸點、溫度、壓力、張力等多達上萬個測點數(shù)據(jù)進行毫秒級采集，并實時給出產(chǎn)品質(zhì)量和設備運行狀態(tài)的分析和閉環(huán)決策，這種低時延和實時響應必須在邊緣完成。

華為云IoT邊緣服務，基于云邊協(xié)同整體原則，提供動態(tài)協(xié)議加載庫，支持本地100多種協(xié)議接入及自定義協(xié)議開發(fā)；提供高性能消息總線，在萬級設備同時在線的情況下可獲得毫秒級響應；提供動態(tài)路由引擎，支持數(shù)據(jù)自動填充、消息按需轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)選擇上云；提供高效數(shù)據(jù)清洗引擎，支持數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)降頻、數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)壓縮等處理，數(shù)據(jù)清洗降比可達1/20。

多設備及應用的復雜交互關系催生萬物孿生

不同廠商、不同標準的成千上萬的設備聯(lián)接到云和邊緣，只是一個開始，隨著設備的數(shù)量和品種越來越多、數(shù)據(jù)量的沉淀越來越大，設備、數(shù)據(jù)等物與物之間網(wǎng)狀的交互關系，只會越來越龐雜。因此需要一種標準、高效、實時、可視化的數(shù)字孿生模型和工具。

比如在工業(yè)場景中，一條生產(chǎn)線下來，少則幾十，多則成百上千的不同廠商設備，每秒都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。如何高效、有價值地利用好這些數(shù)據(jù)？除了實時采集能力外，還需要將產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)按照數(shù)字孿生模型存放，以便生產(chǎn)和經(jīng)營管理者能夠讀懂這些數(shù)據(jù)。

華為云IoT數(shù)據(jù)孿生及數(shù)據(jù)分析服務，首先提供了一套開放、易擴展、標準化集成度高的靈活建模語言DTML，讓開發(fā)者可以快速準確地數(shù)字化表達聯(lián)接的設備及生產(chǎn)線數(shù)據(jù)。其次，我們還提供了高性能模型數(shù)據(jù)處理引擎，可輕松完成億級測點數(shù)據(jù)的動態(tài)映射，并支持單實例每秒10萬+模型的并發(fā)計算任務。第三，我們?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量時序數(shù)據(jù)，提供了按照數(shù)據(jù)時間線處理、高達20比1壓縮比的存儲服務，且支持數(shù)據(jù)冷熱分層處理，降低存儲成本高達50%~80%。第四，提供時空數(shù)據(jù)融合搜索引擎，支持SQL/MM標準，提升物體軌跡分析性能50%以上。

無縫集成系統(tǒng)要求協(xié)作生態(tài)化

目前的物聯(lián)網(wǎng)場景，雖然絕大多數(shù)都還以單點解決方案的方式在構(gòu)建。但我們已經(jīng)看到了越來越多的設備和設備、生產(chǎn)線和訂單系統(tǒng)、工廠和ERP、MIS等系統(tǒng)之間互聯(lián)互通相互協(xié)作的訴求。

比如自動化生產(chǎn)過程中，缺料前就已經(jīng)提前跟倉儲管理和物流系統(tǒng)發(fā)出了送料的業(yè)務單；前端的訂單系統(tǒng)跟MES和數(shù)字化工廠系統(tǒng)打通，客戶就能很方便地看到自己訂單的生產(chǎn)狀態(tài)，從而合理安排自己的進銷存管理，提升生產(chǎn)管理效率。

華為云IoT，集成物模型標準，采用開源容器化技術，通過預集成的方式，將物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的數(shù)字化孿生設備和IoT應用、解決方案、企業(yè)IT信息系統(tǒng)無縫集成，讓IoT解決方案真正實現(xiàn)組件式拼裝；實現(xiàn)云端一次集成、混合云、智能站點、邊緣等多點部署。

在河南某鋼鐵生產(chǎn)廠，鋼產(chǎn)品的質(zhì)量分析一直是客戶關注的重點場景。而針對軋鋼產(chǎn)線的軋件做質(zhì)量分析，首先一個挑戰(zhàn)就是獲得軋鋼產(chǎn)線時空對齊的數(shù)據(jù)。時空對齊的數(shù)據(jù)是指將特定時刻上，把對應到軋件產(chǎn)品某個特定區(qū)域的產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)給找到，這里面的難度在于鋼坯在軋制過程中面積是不斷變化，移動速度也不均勻。

其次，還需要通過IoT孿生建模，為熱軋產(chǎn)線構(gòu)建產(chǎn)線數(shù)字孿生，將影響時空數(shù)據(jù)的各種參數(shù)比如產(chǎn)線移動速度，減速因子，產(chǎn)線各工藝環(huán)節(jié)上下游關系，工藝參數(shù)等等進行建模并關聯(lián)計算，最終得到質(zhì)量分析應用所需要的時空對齊的數(shù)據(jù)。

另外一個挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)的低時延和本地自治的要求，熱軋生產(chǎn)線的工業(yè)現(xiàn)場是以毫秒級頻度產(chǎn)生數(shù)據(jù)，一些數(shù)據(jù)的匯聚和異常處理需要在本地實時完成，以降低產(chǎn)能異常消耗。我們通過在生產(chǎn)現(xiàn)場部署華為云IoT邊緣網(wǎng)關設備，結(jié)合華為IoT生態(tài)伙伴在鋼鐵領域的智能算法&模型，基于邊云協(xié)同框架實現(xiàn)數(shù)據(jù)在邊緣側(cè)的實時處理，為客戶提供端到端的解決方案，幫助客戶提升產(chǎn)品質(zhì)量。

通過質(zhì)量分析的應用，提升鋼產(chǎn)品質(zhì)量1.1%，每年就可為百萬噸產(chǎn)量的鋼廠帶來數(shù)千萬的收益。

在四川某高速的自動駕駛車路協(xié)同試驗路段，華為云IoT路網(wǎng)數(shù)字化服務提供的車路協(xié)同解決方案，接入了多家廠商的雷達、攝像頭、氣象傳感器、邊坡橋隧傳感器等路側(cè)傳感設備，一方面提供云邊多級架構(gòu)，通過云端融合分析邊緣感知數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)和IoT數(shù)字孿生，使能智慧道路應用，幫助高速管理者提升全局管理＋局部協(xié)同的綜合管理能力；另一方面提供低時延、高可靠的服務性能，基于IoT邊緣服務，云端訓練升級的算法部署至路側(cè)邊緣智能設備，基于昇騰AI，實現(xiàn)亞米級定位精度、百毫秒級感知時延的全量路況信息感知能力，極大地提升了交通異常事件的處理響應效率；最后是提供全場景、廣接入的能力，基于IoT連接服務，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)典型網(wǎng)絡協(xié)議接入，覆蓋標準中三百多種V2X事件，實現(xiàn)高速路況的準全天候全感知。

隨著各種技術的發(fā)展及應用，IoT技術在各個領域也將得到進一步的探索和應用，然而計算邊緣化、萬物孿生化以及協(xié)作生態(tài)化將是IoT發(fā)展繞不開的三大基石，也是華為云IoT聚焦發(fā)展的三大技術核心。