智能制造的下一站：云原生+边缘计算双轮驱动

云边协同加速工业数字化

近年来，在国家新发展格局和数字化转型的驱动下，越来越多的工业制造企业在云计算、大数据、人工智能和5G等技术的共同作用下持续开展工业数字化革新。以新一代信息技术与先进制造技术深度融合为基本特征的智能制造，已成为新时代工业数字化的核心驱动力。

相应地，作为智能制造发展的重要基石，边缘计算、云原生、分布式云也正在迅猛发展，采用热度不断提高、技术日趋成熟、应用场景日益丰富，成为推动数字经济发展的重要引擎。

据Gartner预测，在数据中心和公有云基础设施之外的分布式设备、服务器或网关中执行的数据和分析活动将日益增加。它们越来越多地位于边缘计算环境，更加靠近数据和相关决策的创建和执行地点。边缘计算正在更多的客户环境中实施，创造收入、节省资金、提高安全性和客户体验，并启用全新的应用程序和数据模型。

IDC预测也表明，全球边缘解决方案的硬件、软件和服务支出将持续增长，随着数字优先组织寻求在数据中心之外进行创新，边缘计算继续获得动力，预计到 2025 年支出将增长到 2740 亿美元。

同时“十四五”规划中也明确指出要“协同发展云服务与边缘计算服务”，云边协同已经成为未来重要演进方向，特别是在工业领域，云边协同更是逐渐成为支撑工业互联网发展的重要支柱。工业互联网作为物联网在工业制造领域的延伸，也继承了物联网数据海量异构的特点。在工业互联网场景中，边缘设备只能处理局部数据，无法形成全局认知，在实际应用中仍然需要借助云计算平台来实现信息的融合。

然而，传统的技术方案已经无法满足当今工业制造企业面对性能、效率的严苛要求，云原生边缘计算的出现则能完美弥补边缘侧对数据快速处理 、快速迭代更新的敏捷要求。

为什么说云原生边缘计算是云边协同最优解？

边缘计算在过去几年经历了极为快速的技术演进，与云原生的结合将能让边缘计算更好的吸收云、大数据和AI的成果，并让后者进一步扩展应用范围。随着产业数字化的蓬勃发展，云原生边缘计算必然会将更多的创新带入更多企业，成为推动数字化、智能化的关键力量。

边缘计算满足边缘侧对数据快速处理、决策快速执行的要求。边缘计算在智能制造中的主要功能有5点：数据存储、边缘业务低时延、多接入协议互转、及时分析、边缘控制。基于边缘计算的功能特点，它可与5G双剑合璧实现厂内AGV联网、可利用图形处理能力实现边线质检、也可实现海量IOT数据本地处理。本质上，边缘计算是分布式计算的一种应用方式，将计算能力下沉至终端设备附近。

云原生作为数字经济时代的理想赋能工具，通过开发模式、系统架构、部署模式、基础设施、组织文化等一系列的自动化演进和迭代，能够帮助企业用更短的时间取得更大的成效，让企业更快速、更敏捷地进行业务创新，从资源配置优化、敏捷运营等多角度、全方位地助力企业降本增效。

云原生和边缘计算的有机结合，能够帮助企业更快速地实现IT化卓越运营，不仅可以提供统一的管控平台（基础设施、应用和云服务），支持任何工作负载（虚拟机、容器、微服务、无服务器、数据服务、机器学习），而且还可以实现灵活地定义基础设施和应用平台、规模化地管理安全及合规性政策，企业得以将更多的精力聚焦于业务创新和业务发展，IT部门也从传统的成本中心转为利润中心，帮助企业创造更大的业务价值。

云原生与边缘计算如何完美融合？

通常，边缘计算和云原生技术可在以下几点结合：

1.边缘集群统一管理：基于Kubernetes底座部署的云原生中心云平台可实现边缘集群资源的管理，边缘节点的资源都可以被中心云平台统一管理和运营。

2.应用统一管理：通过容器平台和双栈治理架构实现对虚机应用、单体应用、分布式应用、微服务应用等管理。

3.应用开发交付管理：应用容器化后可通过DevOps能力实现应用快速开发交付。

4.边缘应用协同管理：边缘集群上的应用由云平台进行统一管理，实现边缘应用批量分发到多个边缘集群。

5.边缘自治：云边断网的情况下，不影响边缘集群业务运行，边缘集群可以实现边缘自治，应用的故障自愈和弹性伸缩。

6.轻量数据统一管理：Kubernetes云平台可通过CSI接口对接各种类型的存储设备，此外还可通过Topolvm等技术将本地存储统一管理起来。不光使边缘节点具备一定的数据存储能力，还可定期将边缘节点的不活跃数据传到中心云平台对接的数据存储中心，从而满足智能制造场景对于数据存储的需求。

7.智能协同：基于Kubernetes的云平台部署AI协同计算平台，实现中心端AI计算平台与边缘集群AI应用协同工作。

8.海量设备统一管理：基于开源的Kubernetes云平台具有开放、灵活、可拓展的特点，其丰富的生态社区可以满足智能制造场景对于存储设备、工厂设备、IoT设备、AI等对接的需求。

灵雀云的云原生边缘计算场景探索

为进一步加快智能制造企业数字化转型步伐，灵雀云在智能制造云原生边缘计算场景也进行了深入探索、积累了丰富的落地实践经验，并将于近日正式推出边缘计算解决方案，感兴趣的朋友们也可以关注一下。

简单来说，边缘计算解决方案可以大致分为以下3个层次：

1. 统一的云端SaaS管控平台，管理员可以登录该管控平台监控、管理和运维企业内所有K8s集群。该平台为可选项，一些保密环境的用户可以选择不连接该平台；

2. 企业内边缘计算统一管控平台，该管控平台可以实现边缘Kubernetes集群、应用、资源的统一管理，并实现边缘应用批量管理和下发；

3. 边缘集群，适合于加油站、收费站、厂房、产线等边缘场景，可以在1台及以上服务器上搭建边缘计算平台，提供统一存储、网络、容器、虚拟机计算能力。并且一键式从云端下推中间件、数据库、应用到边缘集群。

云边协同工业互联网PaaS平台实践范本

以吉利集团为例，在工业互联网的背景下，吉利集团依托灵雀云的容器和微服务相关技术，构建了一个能力开放的 PaaS平台。平台包含4个部分：

· DevOps平台：提供从代码到构建到交付全流程，以及不同环境下的管理能力，实现业务需求的快速响应，提升应用的快速迭代和交付的能力，降低开发的投入等。

· 应用支撑平台：基于多租户的集群管理、配额管理、资源调度等能力，实现不同的开发团队在同一套平台上构建或者部署业务应用的需求。

· 统一的监控平台：支持将多种业务系统融合到统一平台进行管理，需要监控平台提供相应业务应用的监控、告警日志，也包括计量计费的功能。

· 构建开放的能力：依托容器平台提供开放能力，把不同的服务通过API接口网关的形式，对内或者对外提供安全、稳定、开放的API服务。

对于吉利集团来说，基于灵雀云容器云、DevOps、容器应用支撑、中间件能力，以及开放的API接口，打造了集团工业互联网复杂应用的统一底座，同时获得了巨大收益：

首先加速了业务的交付，实现可构建、实施、发布，亦即应用快速发布的核心理念。

第二能够在平台上构建相应的中间件服务，降低应用研发的成本，提高应用的优势。

第三能够提供全维度的统计和分析，包括计量计费和租户管控等，提高了运营的效率。

第四实现运营化的IT，平台提供的资源底座，能够实现资源的共享、弹性的调度，提高资源的利用率。

第五实现未来的云边协同基础，边缘计算场景、跨云的演进需要灵活、平滑的协作，平台支撑边缘计算场景的快速落地，满足核心业务的快速上线。

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