邊緣計算和云計算的融合應用發(fā)展趨勢、零售應用場(chǎng)景價(jià)值

　　隨著(zhù)零售全行業(yè)數字化轉型的腳步愈加迅速，深化細分場(chǎng)景后，大量非結構化數據劇增，單純依賴(lài)獨立服務(wù)器或云服務(wù)都難以支持或計算其規模。由此，邊緣計算作為鏈接人、貨、場(chǎng)、服務(wù)器的橋梁，與云服務(wù)結合的應用價(jià)值不斷被挖掘。

　　邊緣計算(EdgeComputing)是5G網(wǎng)絡(luò )架構中的核心環(huán)節，是指在靠近物或數據源頭的網(wǎng)絡(luò )邊緣側，融合網(wǎng)絡(luò )、計算、存儲、應用等核心能力的分布式開(kāi)放平臺。由此不難想象，邊緣計算可以作為聯(lián)接物理和數字世界的橋梁，使能智能資產(chǎn)、智能網(wǎng)關(guān)、智能系統和智能服務(wù)。典型應用場(chǎng)景包括5G應用、AR/VR、無(wú)人機、醫療保健和智能交通等。

　　邊緣計算如何改造零售業(yè)

　　眾所周知，零售是一個(gè)商品SKU極多、標準化低、復雜性高，消費高頻且快速的場(chǎng)景。零售企業(yè)訂單金額不大，但訂單量大、即時(shí)性突出，尤其是客流量高峰時(shí)，這些特征就更加明顯了。這就意味著(zhù)，零售業(yè)態(tài)的數字化轉型需要能夠勝任這種實(shí)時(shí)數據處理。

　　在計算領(lǐng)域，我們常常聽(tīng)到邊緣協(xié)同、云計算這2個(gè)概念。過(guò)去十年，云計算發(fā)展迅猛，成就了亞馬遜AWS、微軟Azure、阿里云等，但隨著(zhù)5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)滲透到各行各業(yè)，邊緣計算也迎來(lái)爆發(fā)式增長(cháng)。

　　云計算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現隨時(shí)隨地、按需、便捷地使用共享計算設施、存儲設備、應用程序等資源的計算模式。而邊緣計算則指的是靠近物或數據源頭一側，采用網(wǎng)絡(luò )、計算、存儲、應用核心能力為一體的開(kāi)放平臺，就近提供服務(wù)的計算模式。

　　如果說(shuō)云計算是集中式大數據處理，那么邊緣計算可以理解為邊緣式大數據處理。

　　用章魚(yú)做比喻可能更形象。章魚(yú)有5億個(gè)神經(jīng)元，其中3億個(gè)不在大腦里，而在觸手上。每個(gè)觸手都有獨立的神經(jīng)系統，觸手與觸手之間可以繞過(guò)大腦直接交流，大腦完全不知情。邊緣計算就相當于章魚(yú)的觸手，部分終端數據不經(jīng)過(guò)云端(大腦)，直接在分布式的邊緣芯片里處理。

　　而具體落到智慧零售行業(yè)，邊緣計算優(yōu)勢獨特且明顯。因為是直接通過(guò)安裝在物聯(lián)網(wǎng)設備上的邊緣計算芯片，對終端設備收集的數據進(jìn)行處理和分析，而無(wú)需將數據經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的路徑“上云”再返回，因此，邊緣計算一方面能更敏捷高效地滿(mǎn)足零售企業(yè)對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)處理、優(yōu)化及存儲的高效率需求，另外一方面也大大減輕了高并發(fā)需求帶來(lái)的云端數據處理壓力，從而能夠大幅提高零售企業(yè)日常運營(yíng)效率、減輕人力消耗。

　　邊緣計算與云服務(wù)的內涵

　　邊緣計算聯(lián)接的海量非結構化數據并通過(guò)邊緣智能計算實(shí)現部分本地數據處理，同時(shí)實(shí)現業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性，聯(lián)接大量異構數據并優(yōu)化，以此提升應用的智能性。

　　因此，未來(lái)不止零售業(yè)在內的行業(yè)發(fā)展，邊緣計算與云計算之間并不是替代關(guān)系，而是互補協(xié)同關(guān)系。邊緣計算既靠近執行單元，更是云端所需高價(jià)值數據的采集和初步處理單元，可以更好地支撐云端應用;反之，云計算通過(guò)大數據分析優(yōu)化輸出的業(yè)務(wù)規則或模型可以下發(fā)到邊緣側，邊緣計算基于新的業(yè)務(wù)規則或模型運行。

　　邊緣計算與云服務(wù)協(xié)同服務(wù)(左：邊緣計算、右：云服務(wù))來(lái)源(物聯(lián)網(wǎng)報告中心)

　　邊云協(xié)同在零售餐飲全鏈路場(chǎng)景的核心應用

　　邊云協(xié)同的實(shí)現涉及多種關(guān)鍵技術(shù)的組合應用，包括數據采集、數字孿生、實(shí)時(shí)數據分析、資源虛擬化等，而完整的一套產(chǎn)業(yè)鏈條，適用于工業(yè)，同樣適用于零售業(yè)。

　　1、數據采集

　　數據采集是物聯(lián)網(wǎng)的基礎能力，也是構建邊云協(xié)同的第一步。雖然在邊緣側的傳感器、執行器也可以作為數據的采集對象，但目前控制器是主流的數據采集對象。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是當前行業(yè)內應用比較廣泛的數據采集工具，網(wǎng)關(guān)服務(wù)既可以部署在獨立的硬件盒子，也可以作為云平臺的一項微服務(wù)組件嵌入現場(chǎng)設備，使設備入云更加方便快捷。

　　具體細化到零售場(chǎng)景中，對類(lèi)如門(mén)店P(guān)OS、ERP、IOT、CRM系統進(jìn)行跨系統抽取關(guān)鍵數據，并重構各流程關(guān)鍵數字指標并轉化成企業(yè)戰略與落地實(shí)施的標準動(dòng)作。實(shí)現前端可運營(yíng)、后端可監控。以邊緣盒子+云服務(wù)組合處理連鎖海量類(lèi)型數據。由此才能為以“財務(wù)性損益”為門(mén)店運營(yíng)的衡量指標提供依據。

　　2、數字孿生

　　對于數字孿生，大悅城原CIO張燦曾談到，除了構建智慧零售平臺，大悅城更迫切的是構建自身的內容平臺。一個(gè)可以編輯的模塊化管理的內容平臺。而內容平臺與智慧零售平臺是“數字孿生”關(guān)系，具體解釋為，大悅城將打造一個(gè)線(xiàn)上的“大悅城”，而在這個(gè)線(xiàn)上“大悅城”，不僅有人，還會(huì )有貨，還會(huì )有場(chǎng)，大悅城欲將智慧零售+內容平臺相結合，并且能夠互動(dòng)。而內容平臺里包括智慧服務(wù)很多方向的功能。

　　而真正實(shí)現數字孿生，延伸至IOT設備，延伸到線(xiàn)上線(xiàn)下觸點(diǎn)的應用當中去，最終實(shí)現全場(chǎng)景和全自動(dòng)化。

　　數字孿生是CPS系統的基本單元，充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。

　　它將物理世界與數字世界聯(lián)通融合，每個(gè)數字孿生單元應包含信息模型、模型協(xié)同、功能組件以及數據集成等基礎要素。在邊緣側提供標準的數字化與網(wǎng)絡(luò )化的基礎，彌補傳統自動(dòng)化系統在這兩方面的欠缺，快速實(shí)現數據處理、各類(lèi)型自動(dòng)化系統及物聯(lián)網(wǎng)設備的互聯(lián)、互通、互操作。

　　3、實(shí)時(shí)數據分析

　　實(shí)時(shí)數據是邊緣側監控系統的重要組成部分，是一種帶有時(shí)態(tài)性的數據。實(shí)時(shí)數據帶有嚴格的時(shí)間限制，一旦處于有效時(shí)間之外，數據將變得無(wú)效，會(huì )變成歷史數據并存儲下來(lái)以備后續使用。

　　其作用在于通過(guò)邊緣計算對數據進(jìn)行預處理(篩選、聚合、分析等)，從而為后續的大數據分析提供可靠的數據基礎。

　　邊緣計算在門(mén)店IOT消費者觸點(diǎn)應用(來(lái)源：英特爾)

　　不止上述場(chǎng)景，邊緣計算在消費者洞察、需求預測、貨物盤(pán)點(diǎn)和庫存管理、店鋪陳列優(yōu)化、貨架擺放與棚格圖對應、安全監控和遠程巡店、店鋪防損等零售門(mén)店運營(yíng)管理類(lèi)應用場(chǎng)景也逐步深入。

　　物聯(lián)盒子是設備核心，為5G大規模商用后帶來(lái)的數據爆炸近端處理提供了理論依據

　　物聯(lián)盒子作為邊緣側的處理設備，承載著(zhù)邊緣端的數據處理和應用自治，是云計算同質(zhì)化邊緣觸達的主要載體，對于多種智能終端的信息采集、數據轉換、入網(wǎng)接入提供了有力支持，它是應用、算法和數據處理置于近端進(jìn)行邊緣計算的物理平臺，在整個(gè)體系中處于及其重要的位置。目前，在技術(shù)國產(chǎn)化信創(chuàng )的大趨勢下，國內的諸多邊緣設備廠(chǎng)商已實(shí)現能力的自給自足，為物聯(lián)體系的建設帶來(lái)了強計算、多算法、易部署、低能耗、云邊協(xié)同、靈活開(kāi)放等諸多著(zhù)力強點(diǎn)，更為之后5G帶來(lái)的數據爆炸近端處理提供了理論依據。

　　邊云協(xié)同解決的四大問(wèn)題——算力、帶寬、安全、能耗

　　邊緣計算是算力和服務(wù)下沉的重要手段，是距離用戶(hù)終端最近的信息技術(shù)服務(wù)環(huán)境和計算能力，它用以減少時(shí)延、提升網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)效率、提高業(yè)務(wù)分發(fā)傳送能力、優(yōu)化用戶(hù)體驗。邊緣計算可以彌補云計算在架構上的諸多不足，主要體現在四個(gè)方面：

　　算力：線(xiàn)性增長(cháng)的集中式云計算能力無(wú)法匹配爆炸式增長(cháng)的海量邊緣數據。

　　帶寬：傳輸帶寬負載急劇增加造成較長(cháng)的網(wǎng)絡(luò )延遲，難以滿(mǎn)足控制類(lèi)數據及實(shí)時(shí)/準實(shí)時(shí)流式數據傳輸需求。

　　安全：云計算的安全與應用軟件、平臺、操作系統、多段網(wǎng)絡(luò )、權限管理等多方面因素有關(guān)，邊緣數據的安全隱私受到極大關(guān)注。邊緣計算的產(chǎn)生有助于隔離邊緣應用和云端的系統性風(fēng)險。

　　能耗：邊緣設備傳輸數據到云平臺消耗較大電能，從云平臺獲取數據到設備現場(chǎng)也需要二次消耗遠程傳輸電能。邊緣計算有利于降低傳輸帶來(lái)的能耗損失。

　　邊緣計算零售應用場(chǎng)景下具備的基本特點(diǎn)     聯(lián)接性

　　聯(lián)接性是邊緣計算的基礎。所聯(lián)接物理對象的多樣性及應用場(chǎng)景的多樣性，需要邊緣計算具備豐富的聯(lián)接功能，如各種網(wǎng)絡(luò )接口、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、網(wǎng)絡(luò )拓撲、網(wǎng)絡(luò )部署與配置、網(wǎng)絡(luò )管理與維護。聯(lián)接性需要充分借鑒吸收網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域先進(jìn)研究成果，如TSN、SDN、NFV、Network as a Service、WLAN、NB-IoT、5G等，同時(shí)還要考慮與現有各種工業(yè)總線(xiàn)的互聯(lián)、互通、互操作。

　　數據第一入口

　　邊緣計算作為物理世界到數字世界的橋梁，是數據的第一入口，擁有大量、實(shí)時(shí)、完整的數據，可基于數據全生命周期進(jìn)行管理與價(jià)值創(chuàng )造，將更好的支撐預測性維護、資產(chǎn)管理與效率提升等創(chuàng )新應用;同時(shí)，作為數據第一入口，邊緣計算也面臨數據實(shí)時(shí)性、確定性、完整性、準確性、多樣性等挑戰。

　　約束性

　　邊緣計算產(chǎn)品需適配現場(chǎng)相對惡劣的工作條件與運行環(huán)境，如防電磁、防塵、防爆、抗振動(dòng)、抗電流/電壓波動(dòng)等。在互聯(lián)場(chǎng)景下，對邊緣計算設備的功耗、成本、空間也有較高的要求。邊緣計算產(chǎn)品需要考慮通過(guò)軟硬件集成與優(yōu)化，以適配各種條件約束，支撐行業(yè)數字化多樣性場(chǎng)景。

　　分布性

　　邊緣計算實(shí)際部署天然具備分布式特征。這要求邊緣計算支持分布式計算與存儲、實(shí)現分布式資源的動(dòng)態(tài)調度與統一管理、支撐分布式智能、具備分布式安全等能力。

　　融合性

　　OT與ICT的融合是行業(yè)數字化轉型的重要基礎。邊緣計算作為“OICT”融合與協(xié)同的關(guān)鍵承載，需要支持在聯(lián)接、數據、管理、控制、應用、安全等方面的協(xié)同。

　　結語(yǔ)

　　邊緣計算與云計算并非替代關(guān)系，而是協(xié)作配合，形成云計算、邊緣計算協(xié)同作戰的云邊一體解決方案，最終實(shí)現以云計算中心、邊緣設備節點(diǎn)、傳感器網(wǎng)關(guān)、傳感器為核心組件的“云-邊-端”、“場(chǎng)、貨、人”云邊一體應用部署體系。由此來(lái)看，邊緣計算作為數字化的組合應用，需要與其他系統協(xié)同才能發(fā)揮其價(jià)值，以“套件”形式最為常見(jiàn)。同時(shí)，引入邊緣計算需要零售餐飲企業(yè)具備一定數字化積淀，在優(yōu)化數字體系的基礎上利用邊緣云不斷貼近自動(dòng)化、智能化，隨著(zhù)5G技術(shù)的不斷實(shí)踐，未來(lái)邊緣計算在承載5G數據，在服務(wù)B端或將發(fā)揮及其重要的作用。