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追求数字化业务改进战略的客户了解整个企业需要更深入、更广泛的数据连接和管理。用于分析、机器学习和许多其他应用程序的基于云的解决方案启用工业物联网边缘需要来自资产、流程和人员以及自动化和控制设备的数据，才能产生有意义的商业价值。这一现实导致业界普遍认识到工业物联网边缘在实现预期业务成果方面的重要性，以及其作为 IT/OT 融合引爆点的日益重要的作用。
边缘功能对于启用全方位的互联产品、流程和服务并为数字化转型应用程序提供快速实现价值是必要的。边缘设备通过提供与更高级别架构的集成和隔离，在支持 OT 环境方面发挥着关键作用。工业物联网边缘的工业网络基础设施部分是 IT 和 OT 环境之间交付以及越来越多的数据和信息转换的纽带。这些努力的成功取决于在 IT 技术的下行轨迹与维护 OT 环境完整性所需的独特要求和能力之间取得平衡。
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定义工业物联网边缘
工业物联网边缘是物理设备、资产、机器、流程和应用程序与互联网和/或内部网相交的地方。边缘设备提供广泛的功能，包括摄取、转发、预处理、分析和挖掘本地生成的数据，以及设备管理和集中式应用程序部署、更新和版本控制。边缘功能依赖于重要任务，例如减少响应延迟、启用远程和移动功能以及确保操作安全性。边缘层还可用于生成、访问和处理太难、太昂贵或访问速度太慢的数据，或者绕过控制系统架构并将数据发送到外部应用程序。工业物联网边缘功能可以集成到 IT 设备、网络基础设施和/或自动化设备中。
边缘功能通常包括垂直功能，例如北向和南向连接，以及摄取和处理在 OT 环境和架构的更高级别部分之间流动的数据。横向功能通常包括独立于底层基础设施执行云原生任务的能力，例如虚拟化和边缘容器编排。
IT 技术和云原生架构向 OT 环境的持续下降
启用工业物联网边缘随着 IT、云原生技术和基于 IP 的网络越来越接近边缘，数字化转型的企业有更多机会在整个架构中分配功能。企业云架构同样在寻求其主要数据源并克服云执行的限制，特别是延迟。云原生架构下降到边缘带来了可扩展性、灵活性、易用性、自助服务和集中管理等方面的改进。云原生边缘及其对容器和微服务的相关使用可实现所需的功能，例如敏捷软件开发、部署、管理和可扩展性，而不管目标系统的网络拓扑、地理位置或硬件多样性如何。边缘软件编排能力可以轻松在边缘设备上部署应用，监控应用性能和可用性，确保边缘硬件满足应用需求。同时，基于 IP 的网络的标准化正在消除对基于硬件的协议转换的需求，并创建融合的全厂网络架构。
启用工业物联网边缘因此，工业网络基础设施正在从单一用途的设备发展为用于 IT/OT 融合、边缘到云集成和边缘计算的软件定义平台。结合来自 ARM 或 Intel 的标准 CPU、Linux 操作系统以及大量内存和存储，使它们越来越成为低延迟 OT 计算工作负载和支持软件的功能的理想容器。通过提供独立于应用程序的边缘硬件和独立于硬件的边缘软件，如下图所示，这以指数方式提高了供应商和架构的灵活性，同时降低了项目成本。
工业网络基础设施在确保 IT 技术满足 OT 要求方面的关键作用
将 IT 技术引入 OT 环境并非没有挑战。最初的障碍包括从大量安装的 OT 资产和流程中访问、收集、转换、传输和保护数据的能力，其中一些已经使用一系列遗留专有协议运行了数十年。目标工业安装基础的年龄说明了在 OT 环境中实施 IT 技术时必须满足的首要要求之一：将工业资产通常长达数十年的服务生命周期与通常较短的生命周期和频繁更新的特性保持一致的 IT 技术。追求运营资产和流程的最大可用性、最小停机时间和灵活性是 OT 视角所固有的，并且仍然是采用工业数字化转型战略的主要驱动力。
工业以太网的采用表明需要根据 OT 要求定制 IT 技术。标准以太网因其在自动化之外的广泛使用而具有吸引力，但大多数工业应用都需要全双工交换实施、自动化特定协议和工业外形尺寸来满足自动化要求。行业现在正在等待通过 TSN 实现标准实时以太网的承诺，这将继续要求在大多数安装中使用特定于自动化的协议。
启用工业物联网边缘
随着基于 IP 的网络在自动化架构中继续下降，工业物联网边缘的工业网络基础设施部分仍然是 IT/OT 融合的引爆点，包括交付以及越来越多的物理资产和使用流程之间的数据和信息转换通过数字化转型应用。随着 IT 和云原生技术的持续下降，基础设施设备正在通过将边缘到云集成和边缘计算添加到其在数据通信中的主要角色来做出响应。与工业以太网的经验一样，在生产环境中成功实施这些技术需要注意自动化应用的特定需求。
安全至上
客户对强大的边缘网络安全防御的需求也在改变工业网络基础设施设备的角色。网络可以通过控制网络访问、提供对资产和漏洞的可见性、检测未经授权的设备和消息以及使防御者能够快速阻止可疑行为者和隔离资产来提供抵御外部攻击者的第一道防线。当前和新兴的工业物联网边缘用例
工业物联网边缘价值主张的广度从可视化、监控、访问和管理扩展到人工智能、机器学习、分析和其他应用程序的复杂边缘编排和执行。这些和类似的应用程序需要在低延迟环境中具有重要的数据收集、转换、管理和计算能力，从成本和性能的角度来看，这使得与企业云的直接集成令人望而却步。广泛的数据预处理和可靠性要求，以及对本地输出的需求，正在推动这些应用程序的执行到边缘。当前和新兴的工业边缘用例示例包括：
互联运营： 使用增量边缘功能通过减少或消除计划外停机（包括远程和移动安装的访问和管理）来确保生产资产的最大可用性。
互联产品： 在终端产品中嵌入边缘功能，以实现大规模远程管理、更新和增量计算功能。
互联服务： 使机器制造商、原始设备制造商、系统集成商和其他解决方案提供商能够通过基于订阅的服务和应用程序建立创新的增量服务收入。
正如这些用例所示，成功实施面向 IT 的工业物联网技术以实现这些目标需要仔细考虑核心运营要求。工业网络基础设施供应商具有独特的资格来满足这些新兴要求，并提供解决方案，使客户能够利用工业物联网的优势，同时尊重 OT 环境的核心原则。
百通工业物联网边缘解决方案
领先的工业网络基础设施供应商 Belden，其品牌包括 Hirschmann、GarrettCom、ProSoft、Lumberg Automation、Tofino Security、NetModule、Macmon Secure、OTN Systems 等，多年来一直处于将标准 IT 技术转换为 OT 环境的最前沿，同时继续满足工业客户的关键任务网络基础设施需求。Belden 的工业解决方案为实时决策奠定了基础，具有全面的网络、连接和网络安全产品组合，可支持工业网络并确保数据的安全传输。百通专注于满足离散制造、工艺设施、能源和公共交通等关键工业垂直领域的需求，专注于实现客户成果并解决他们面临的最大挑战。
该公司现在正在推出全面的工业物联网边缘解决方案，从 OT 的角度响应不断发展的 IT/OT 融合要求。该计划将公司在移动和保护数据方面的传统能力扩展到网络管理、安全、边缘计算和编排等领域，从而为 OT 和 IT 等领域提供有意义的见解。
启用工业物联网边缘
百通的工业物联网边缘解决方案包括硬件、软件和服务的融合生态系统，旨在提供有用的业务成果。工业硬件提供用于执行虚拟化和/或容器化边缘应用程序的运行时。通过用于应用程序和数据管理的云编排、容器编排和执行、VM 支持、低代码可视化以及来自领先 OT 软件供应商的预认证应用程序目录，在开放的多供应商环境中实现了可用性和可扩展性。改善棕地工厂的 OEE
改进运营 KPI，例如 OEE，是当今数字化转型战略的典型目标。应用百通工业物联网边缘解决方案可以通过以最少的投资和无停机时间补充现有的自动化基础设施来改善这些指标。从驻留在不同网络上的不同 OT 和 IT 来源安全地收集、集成和生成有用数据的能力是数字化转型的核心挑战。此任务需要转换通过 OT 协议（例如 EtherNet/IP 或 PROFINET）传输的传感器和其他数据，以及通过 MQTT 等 IT 协议传输的数据，以便用户首选的摄取和分析应用程序始终使用来自一个来源的数据架构。在棕地环境中，这必须通过部署最少数量的新硬件来实现。
Belden 工业网关支持 OT 和 IT 网络，可轻松与工厂和企业网络集成，同时为连接的设备及其网络提供安全性。将网关的边缘计算能力添加到现有安装中，可以进一步部署在容器或虚拟机上运行的增量边缘应用程序。
在边缘设备上运行的应用程序提供与 OT 和 IT 数据源的连接，将数据转换为适当的格式，并生成能够在整个架构中获取的概念化数据。这些数据反过来提供了提高运营 KPI 所需的可见性和管理能力，而不会对正在进行的运营造成任何干扰。
