云計(jì)算不敷物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代所需 “霧計(jì)算”應(yīng)運(yùn)而生

　　廠房生產(chǎn)線導(dǎo)入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，光是云端運(yùn)算技術(shù)已不敷所需。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時(shí)代來(lái)臨，工廠導(dǎo)入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)有助提升產(chǎn)線作業(yè)效率及提早偵測(cè)出設(shè)備可能出現(xiàn)的問(wèn)題，為此可提供實(shí)時(shí)、穩(wěn)定自動(dòng)化的連網(wǎng)廠房需求大幅涌現(xiàn)，傳統(tǒng)云端系統(tǒng)建置恐已不敷需求，也讓比云端更進(jìn)一階的霧計(jì)算(Fog Computing)導(dǎo)入產(chǎn)線，可望引領(lǐng)IIoT時(shí)代的霧計(jì)算需求時(shí)代來(lái)到。

　　云端運(yùn)算已不敷IIoT所需

　　開(kāi)放霧聯(lián)盟霧計(jì)算參考架構(gòu)八大基礎(chǔ)要素

　　據(jù)Industrial-iot網(wǎng)站報(bào)導(dǎo)，會(huì)導(dǎo)致云端運(yùn)算不敷IIoT導(dǎo)入所需主因，在于現(xiàn)今內(nèi)建工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)控制系統(tǒng)的廠房產(chǎn)線所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，如今都是以千兆字節(jié)(PB)為單位進(jìn)行計(jì)算，導(dǎo)致傳統(tǒng)云端網(wǎng)絡(luò)不敷所需，因此基于廠房?jī)?nèi)部對(duì)實(shí)時(shí)性通訊流的需要，對(duì)霧計(jì)算需求便應(yīng)運(yùn)而生。

　　所謂霧計(jì)算屬于水平化基礎(chǔ)架構(gòu)，將運(yùn)算、通訊、控制及儲(chǔ)存分布在更接近于數(shù)據(jù)源處，以能夠顯著加速處理時(shí)間及降低網(wǎng)絡(luò)成本，但霧計(jì)算并非完全取代云端運(yùn)算，而是對(duì)云端運(yùn)算投資的強(qiáng)化，以提供工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)入制造業(yè)領(lǐng)域可創(chuàng)造更有效率、具成本效益及建設(shè)性的應(yīng)用表現(xiàn)。

　　霧計(jì)算擴(kuò)展了傳統(tǒng)以云端為基礎(chǔ)的運(yùn)算模式，能夠動(dòng)態(tài)響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載變化，部分人士將霧計(jì)算與“邊際運(yùn)算”(Edge Computing)混為一談，不過(guò)兩者實(shí)際上仍有關(guān)鍵差異。如霧計(jì)算總是使用邊際運(yùn)算，但邊際運(yùn)算卻不總是需要霧計(jì)算的功能;霧計(jì)算包含云端運(yùn)算，不過(guò)邊際運(yùn)算的定義卻不屬于云端運(yùn)算一環(huán)。

　　霧計(jì)算具備SCALE五大優(yōu)勢(shì)

　　任何裝置若具備連網(wǎng)、運(yùn)算以及儲(chǔ)存功能，就能夠成為一個(gè)霧計(jì)算的節(jié)點(diǎn)，因此如工業(yè)控制器、交換器、嵌入式服務(wù)器、路由器以及監(jiān)視器等產(chǎn)品，均可被視為是霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)之一。

　　2015年底由全球物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)業(yè)者齊聚成立的“開(kāi)放霧聯(lián)盟”(OpenFog Consortium)，也揭示名為“SCALE”的霧計(jì)算五大優(yōu)勢(shì)，即安全(Security)、認(rèn)知(Cognition)、靈活(Agility)、延遲(Latency)及效率(Efficiency)。

　　安全方面，多數(shù)以云端為基礎(chǔ)的安全服務(wù)在今日連網(wǎng)廠房中已不敷需求，霧計(jì)算透過(guò)分布式架構(gòu)可處理這些IIoT的安全挑戰(zhàn)，廠房可保護(hù)霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)采用相同的企業(yè)IT政策、控制及程序，透過(guò)霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)可快速找出不尋常的活動(dòng)，并可在無(wú)需中斷服務(wù)下減輕這些不尋常活動(dòng)對(duì)系統(tǒng)形成的威脅及攻擊。

　　認(rèn)知方面，霧計(jì)算架構(gòu)能就透過(guò)哪個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算、儲(chǔ)存及控制功能做出最佳的決定，決策可透過(guò)裝置或鄰近的霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，而非只能透過(guò)傳輸數(shù)據(jù)至云端的方式供決策制定，因此如智慧傳感器便可自主做出決定，以及就制程進(jìn)行評(píng)估，其他多款連網(wǎng)裝置也可取得決策信息以有助提高效能。

　　面對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)與連網(wǎng)功能必須具靈活性的需要，以滿足廠房?jī)?nèi)建傳感器及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)生成型態(tài)所需，鑒于霧計(jì)算透過(guò)有線與光學(xué)通訊及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作，且同樣隸屬于這些廠房網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，這將讓霧計(jì)算相當(dāng)適合基于有線SCADA系統(tǒng)、OPC-UA接口及Modbus等的工業(yè)元素運(yùn)用，這些元素都能夠與霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)相連結(jié)。

　　延遲則是霧計(jì)算最被廣為提及的一大優(yōu)勢(shì)。許多工業(yè)控制系統(tǒng)需要在幾千分之一秒內(nèi)的端對(duì)端延遲，但主流云端服務(wù)卻無(wú)法提供此一水平的延遲服務(wù)，這就讓霧計(jì)算應(yīng)用具備導(dǎo)入優(yōu)勢(shì)。

　　提升效率上，霧計(jì)算架構(gòu)采沉浸式分散途徑，若某個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，將可立即轉(zhuǎn)換至其他整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都可近用的霧計(jì)算資源，這有助創(chuàng)造管理的彈性及易于與現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境做整合。

　　霧計(jì)算仰賴于裝置與系統(tǒng)間快速、受信任且安全的傳輸環(huán)境，在此情況下意謂霧計(jì)算需要基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的相互可操作性，開(kāi)發(fā)此開(kāi)放參考基礎(chǔ)架構(gòu)則是開(kāi)放霧聯(lián)盟的工作，包含新創(chuàng)企業(yè)、大學(xué)與工業(yè)巨擘等聯(lián)盟成員正合作欲確保一開(kāi)放、相互可操作的基礎(chǔ)架構(gòu)成形，以有助制造業(yè)為其智能工廠導(dǎo)入物運(yùn)算解決方案。