关键词 ： 边缘计算 边缘智能 云边协同 边缘系统

来源：CCCF

边缘计算概述
近年来， 随着移动互联网和物联网技术的高速发展， 终端设备获取的数据规模呈现爆炸式增长。 据思科的云指数预测 1， 到 2021 年， 全球范围内产生的数据将达到 847ZB。 网络边缘侧产生的海量实时数据对云计算模式的实时性和可用性提出了挑战。 为了解决上述问题， 边缘计算应运而生。 根据边缘计算产业联盟 (Edge Computing Consortium,ECC) 的定义， 边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧就近提供边缘智能服务， 满足行业数字化在敏捷联接、 实时业务、 数据优化、 应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。 2017 年， 美国韦恩州立大学教授施巍松等从数据处理的角度， 论述了研究面向网络边缘设备所产生海量数据计算的边缘式大数据处理的必要性、 研究现状及所面临的挑战， 并指出在边缘计算模式能够有效应对边缘式大数据处理的时代下， 云计算模型无法有效解决的云中心负载、 传输带宽、 数据隐私保护等问题。

边缘计算的发展

虽然边缘计算出现的时间较晚， 但其思想早已在工业生产过程中得以实践。 1996 年 10 月， 东北边缘计算大学教授赵海基于工业现场总线的实践， 研发了开放式网络设备互联 (Open Networks Device Connectivity, ONDC) 设备。 2000 年 8 月， 赵海团队实现了世界上最小的（ 固化） Web 服务器， 命名为“Webit”，并于 2001 年 9 月出版了《 嵌入式 Internet》 专著。Webit 将一些数据分析和控制逻辑功能进行固化封装， 用户可以登录到 Webit 上查看数据情况并进行现场控制。 在物联网的相关概念尚未提出之前，Webit 的边缘计算思想无疑是超前的。 1998 年阿卡迈 (Akamai) 公司提出的内容分发网络 (Content Delivery Network, CDN)， 依靠部署在各地的缓存服务器， 通过中心平台的负载均衡、 内容分发、 调度等功能模块， 将用户的访问指向距离最近的缓存服务器上， 以此降低网络拥塞， 提高用户访问响应速度和命中率。 2003 年， IBM 开始在 WebSphere2 上提供基于边缘的服务， 2004 年新加坡信息通信研究所发表了关于边缘计算的学术论文。 随着 5G 和物联网的发展， 智能终端设备不断普及， 网络边缘侧数据的爆发式增长推动了边缘计算的发展。 2014 年欧洲电信标准化协会 (ETSI) 成立移动边缘计算标准化工作组 (MEC)；同年， 美国电话电报公司 (AT&T)、思科 (Cisco)、 通用电气 (GE)、 IBM 和英特尔 (Intel)成立了工业互联网联盟 (Industrial Internet Consortium, IIC) ； 2015 年，ARM、 思科、 戴尔、 英特尔、微软和普林斯顿大学建立了开放雾联盟 (OpenFogConsortium) ； 2016 年， IEEE 和 ACM 共同发起了边缘计算研讨会“IEEE/ACM Symposium on EdgeComputing”。 2016 年， 国内工业、 信息通信业、 互联网等领域百余家单位共同发起成立了工业互联网产业联盟 ； 同年， 由华为技术有限公司、 中国科学院沈阳自动化研究所等单位联合倡议发起了边缘计算产业联盟， 并于 2018 年发布了《 边缘计算参考架构 3.0》。 2017 年， 中国自动化学会率先成立了边缘计算专业委员会。 2018 年， 工业互联网联盟正式发布了《 工业物联网边缘计算介绍》 白皮书。

边缘计算的现状

由于边缘计算的重要意义和价值， 工业界和学术界都大力投入到工业互联网边缘计算的研究中。在微软 2018 年度开发者大会上，微软公司发布“Azure IoT Edge” 等边缘侧产品， 将业务重心从 Windows操作系统转移到智能边缘计算方面。 亚马逊公司发布“AWS Greengrass” 边缘侧软件， 将 AWS 云服务无缝扩展至边缘设备。2018 年， 阿里云宣布战略投入边缘计算技术领域， 并推出边缘计算产品“ Edge”。 在 2019 百度 AI 开发者大会上， 百度携手三大电信运营商、 浪潮、 英特尔等联合发布了“百度AI 边缘计算行动计划” 和《AI 边缘计算技术白皮书》(AI-Oriented Edge Computing Technical White Paper)。工业互联网智能制造边缘计算也受到了国家各部委的高度重视。 工信部在 2017 年和 2018 年连续设立了一系列智能制造综合标准化与新模式应用项目。 2017年， 中国科学院沈阳自动化研究所承担的工信部智
能制造综合标准化与新模式应用项目“工业互联网应用协议及数据互认标准研究与试验验证”， 从工业互联网边缘计算模型、 工业互联网数据统一语义模型、 工业互联网互联互通信息安全要求等 7 个方面，对工业互联网智能制造边缘计算标准的制定进行了探索。 2018 年， 工信部工业互联网创新发展工程系列项目中，针对工业互联网边缘计算，专门设立了“工业互联网边缘计算测试床”“工业互联网边缘计算基础标准和试验验证” 等 8 个项目。 在 2018 年度科技部国家重点研发计划“网络协同制造和智能工厂”重点专项中， 专门针对边缘计算设置了“工业互联网边缘计算节点设计方法与技术”“典型行业装备运行服务平台及智能终端研制”“基于开放架构的云制
造关键技术与平台研发” 等多个项目。 2019 年度国家自然科学基金委专门设立了一系列国家自然科学基金与各省的边缘计算联合基金重点项目。

在边缘计算标准化方面， 2017 年， 国际标准化组织 / 国际电工委员会、 第一联合技术委员会物联网及相关技术分委员会 (ISO/IEC JTC1 SC41) 成立了边缘技术研究组， 并在 SC41 范围就边缘计算的定义达成共识， 规定边缘计算物联网 (EC-IoT) 的参考架构 ； 2018 年， SC41 生成现有 EC-IoT 标准的需求分析报告， 推荐使用 EC-IoT 技术， 为如何实现开放跨行业提供指导， 发布了 EC-IoT 项目技术报告；2019 年， SC41 参与边缘计算标准的制定。 2017 年，华为、 思爱普 (SAP)、 三菱等联合发布了《 垂直边缘智能白皮书》 (Vertical Edge Intelligence White Paper)。 2018 年， 工业互联网产业联盟发布了“工业互联网标准体系框架”“工业互联网安全总体要求” 等9 项技术标准。 2018， 中国通信标准化协会 (CCSA)工业互联网特设组 (ST8) 召开会议， 通过“边缘计算总体架构与要求”“边缘计算边缘节点模型与要
求” 等 9 项新立项建议。

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