邊緣計(jì)算技術(shù)廣泛普及并與傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)深度融合，形成邊緣控制這一新興概念。邊緣控制依托其開放架構(gòu)，可與新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、實(shí)時(shí)虛擬化技術(shù)及跨平臺(tái)編譯技術(shù)等相結(jié)合，在保證實(shí)時(shí)可靠工業(yè)控制的基礎(chǔ)上，集成一定的計(jì)算能力以滿足當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)景需求，以期對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)控制形成互補(bǔ)或部分替代。本文旨在從邊緣控制的概念形成、參考架構(gòu)、發(fā)展路徑與趨勢(shì)及熱點(diǎn)技術(shù)等幾個(gè)方面對(duì)邊緣控制技術(shù)進(jìn)行研討和分析。

智能汽車、無(wú)人機(jī)或工業(yè)智能化生產(chǎn)線，在邊緣計(jì)算提供的共享式傳感網(wǎng)和共享式算力資源幫助下，能夠有效降低成本，擴(kuò)大感知范圍。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)雖然實(shí)現(xiàn)了全球統(tǒng)一的廣域連接，但在動(dòng)態(tài)更新局部域通信過程中，遠(yuǎn)距離的傳感器對(duì)于受控對(duì)象所處空間控制的意義并不大。為了提高區(qū)域通信的實(shí)時(shí)響應(yīng)，通信網(wǎng)絡(luò)需要隨著汽車、無(wú)人機(jī)或生產(chǎn)線物流的空間位置變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)局部組網(wǎng)。基于此，本文介紹了一種新型的邊緣計(jì)算分布式通信網(wǎng)絡(luò)，提出了動(dòng)態(tài)更新域標(biāo)識(shí)架構(gòu)，該架構(gòu)內(nèi)的各終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)空間所處位置自動(dòng)地構(gòu)造局域通信簇，并基于該簇進(jìn)行動(dòng)態(tài)輪詢?cè)L問。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)近距共享傳感器和人工智能算力，降低了單機(jī)智能化成本，對(duì)于人工智能項(xiàng)目落地和技術(shù)推廣具有一定的促進(jìn)意義。

邊緣學(xué)習(xí)旨在實(shí)現(xiàn)云-邊-端協(xié)同的機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練和預(yù)測(cè)，天然具有一定隱私保護(hù)能力。但是，邊緣學(xué)習(xí)過程面臨新的安全與隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)。為此，本文從邊緣學(xué)習(xí)的概念出發(fā)，重點(diǎn)圍繞邊緣學(xué)習(xí)安全與隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)及其隱私計(jì)算架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、未來方向展開論述。

由于數(shù)據(jù)從邊緣產(chǎn)生，將部分機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)部署到邊緣已成為必然趨勢(shì)。當(dāng)機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用逐步被部署到邊緣，距離用戶更近、面對(duì)更復(fù)雜環(huán)境的開放世界場(chǎng)景將從系統(tǒng)和算法兩個(gè)角度普遍、持續(xù)地影響邊緣智能應(yīng)用的精度和運(yùn)行。借鑒人類的學(xué)習(xí)機(jī)制，我們已發(fā)表一種邊云協(xié)同終身學(xué)習(xí)范式以針對(duì)上述開放世界中的邊緣智能問題。本文總結(jié)了邊云協(xié)同終身學(xué)習(xí)在理論走向?qū)嵺`過程中遇到的三大技術(shù)挑戰(zhàn)：可擴(kuò)展性、任務(wù)定義和未知任務(wù)，并通過6個(gè)工業(yè)和園區(qū)領(lǐng)域應(yīng)用案例分享了相關(guān)技術(shù)探索和經(jīng)驗(yàn)。

工業(yè)算力網(wǎng)絡(luò)將算力網(wǎng)絡(luò)引入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)場(chǎng)景下算力和 網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一編排調(diào)度，提高了資源的利用率，滿足了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化發(fā)展 趨勢(shì)下低時(shí)延、高可靠的業(yè)務(wù)需求。本文在介紹工業(yè)算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié) 合工業(yè)任務(wù)及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特性，對(duì)算力網(wǎng)絡(luò)賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了分 析，并對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)算力網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和構(gòu)想。

工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備的終極功能應(yīng)該是感知和控制物理過程，運(yùn)行本地程序，并與工業(yè)控制器、工廠運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、企業(yè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和云應(yīng)用程序通信。工業(yè)企業(yè)為了持續(xù)地實(shí)現(xiàn)盈利和提高競(jìng)爭(zhēng)力，正在循著實(shí)時(shí)閉環(huán)制造業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化制造架構(gòu)（DMA）方向探索和發(fā)展。正如圖1所示，邊緣計(jì)算在DMA中起著數(shù)字化底座的基礎(chǔ)作用。在充分利用邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)上才可能運(yùn)用云-邊-端的分布式計(jì)算和開放系統(tǒng)的進(jìn)展，來實(shí)現(xiàn)同步、實(shí)時(shí)、優(yōu)化生產(chǎn)，以適應(yīng)包括供應(yīng)鏈、客戶需求、能源和可持續(xù)發(fā)展等諸多的外部變化因素。

邊端融合計(jì)算架構(gòu)由于其算力節(jié)點(diǎn)分布廣、實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)，近 年來在各種領(lǐng)域被廣泛使用，但是它在計(jì)算、通信與數(shù)據(jù)安全方面仍然面臨諸 多挑戰(zhàn)。編碼計(jì)算因其通信負(fù)載低、計(jì)算開銷小、隱私保障高的特性恰好契合 邊端融合場(chǎng)景的需求而得到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。因此，本文探索了將編碼計(jì) 算應(yīng)用于邊端融合計(jì)算架構(gòu)中的發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上，提出了 一種基于編碼計(jì)算的邊端融合任務(wù)卸載策略。

一方面，邊緣計(jì)算所帶來的性能提升給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供了巨大的潛力； 另一方面，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用軟件的復(fù)雜程度也在不斷提升，對(duì)自動(dòng)化工程師提出了 巨大的挑戰(zhàn)。因此，低代碼開發(fā)已經(jīng)受到工業(yè)界越來越多的關(guān)注與研發(fā)的投入。 本文介紹了適用于工業(yè)控制系統(tǒng)的低代碼設(shè)計(jì)方法以及常用建模范式。低代碼設(shè) 計(jì)已經(jīng)在工業(yè)多個(gè)場(chǎng)景中取得了良好的效益，在提升了代碼質(zhì)量的同時(shí)，也為工 程開發(fā)節(jié)省了大量的成本。在邊緣計(jì)算更加普及的未來，低代碼設(shè)計(jì)方法將在工 業(yè)各個(gè)行業(yè)中擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，邊緣計(jì)算則 能夠在靠近數(shù)據(jù)源的邊緣側(cè)，通過融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等核心能力，就 近提供邊緣智能服務(wù)，可以滿足制造業(yè)敏捷連接、實(shí)施優(yōu)化、安全可靠等方面的 關(guān)鍵需求。本文首先介紹了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的基本內(nèi)容，其次介紹了邊緣計(jì) 算的發(fā)展過程，并詳細(xì)描述了典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算模型，最后指出了工業(yè) 互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算模型未來可能的突破方向。

邊緣計(jì)算是云計(jì)算概念的延伸，它位于網(wǎng)絡(luò)邊緣但并非中心云的小型化，MEC與中心云因不同的應(yīng)用場(chǎng)景而有不同的特點(diǎn)。邊緣云善于處理短周期、大數(shù)據(jù)和低時(shí)延的信息，通過邊緣云過濾一些數(shù)據(jù)送到中心云，中心云則善于處理長(zhǎng)周期的信息，并且通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)、優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，再下發(fā)到邊緣云。邊緣計(jì)算可以看成是云計(jì)算的派出機(jī)構(gòu)，它們之間有不同的分工。