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本文图片来源：Opto 22
现代边缘设备强调网络安全、数据民主化和可编程性，以实现先进的云功能。
在数字化转型决定业务创新步伐的时代，了解边缘设备和云技术之间的协同作用是非常必要的，这也是制造企业的一项战略要务。数据管理和处理的格局正在发生根本性的变化，其标志是复杂边缘设备的出现以及云端无限的存储和计算能力。
01 从边缘到云的工业之旅
然而，当涉及到将关键的生产和基础设施数据迁移到云端时会出现一系列问题，网络安全在其中至关重要。再加上云存储和软件工具的日常成本，以及对网络可靠性的担忧，很容易理解在为关键运营任务选择基于云的架构时，企业为何会有所犹豫。即使抛开这些考虑因素不谈，仍然存在将云服务器所存储的大量数据置于情境中的问题。
▲有效的防火墙可以保护生产现场、设施和组织的数字边界。
不过，现代边缘设备中嵌入的新技术通过实现安全无缝的数据传输到云，正在改变工业物联网（IIoT）的格局。这一进步不仅允许数据收集，它确保数据安全高效地传输，为在基于云的系统中进行分析做好准备。这些功能在日益互联的世界中越发重要。在当今世界，快速安全地处理数据对于各行各业及时、明智地做出决策至关重要。
02 工业网络安全：持续改进
传统上，输入/输出（I/O）系统和可编程逻辑控制器（PLC）等边缘设备，是网络安全中最容易受到攻击的环节。这些设备在工业环境中至关重要，缺乏先进的网络安全功能控制工程网版权所有，使其很容易成为网络威胁的目标。
与之形成鲜明对比的是，现代边缘设备的设计非常重视网络安全。它配备了一系列保护功能，如防火墙、安全套接字链路/传输层安全（SSL/TLS）加密、虚拟专用网络（VPN）客户端、安全身份验证、网络分区功能和定期更新，以防范不断发展的威胁。这一转变标志着在保护工业网络安全方面取得了重大进展，将边缘设备从薄弱环节转变为数字生态系统中的强化网关。
▲使用双端口对可信和不可信网络进行安全分段。
除了边缘设备现有的网络安全功能外，消息队列遥测传输（MQTT）等出站通信协议的实施又增加了一层安全性。这些协议促进了源自设备的通信，从而降低了对外部威胁的脆弱性。通过允许边缘设备安全地启动和控制数据交换，MQTT最大限度地减少了对开放入站网络端口的需求，从而可以显著降低网络攻击的风险。这种主动的数据通信方法强化了工业网络的安全框架，进一步将边缘设备转变为数字基础设施中强大、安全的网关。
03 成本对比：工业云功能与本地部署
一般来说，本地工业服务器解决方案的初始成本很高。这包括购买服务器机架、服务器、冷却设备、软件包和IT管理工具的费用。除了这些前期投资外，还需要大量的持续维护成本www.cechina.cn，包括硬件维修、软件更新以及运行和冷却系统的能耗。
相比之下，基于云的存储和计算服务通常采用年度订阅模式。乍一看这似乎很昂贵，但从长远来看，它通常被证明更经济。云服务提供商负责从服务器维护到软件更新的大部分管理和维护。这可以降低与物理基础设施相关的直接成本，并将持续维护的负担从用户身上转移出去。这种转变可以节省大量时间和资源，使企业能够专注于核心活动而不是IT管理。
▲强大的安全架构有助于保护每一层数据。
基于云的存储的另一个优势是其可扩展性。与本地解决方案相比，以最低的成本从最小虚拟装置开始，然后根据需要进行扩展，非常容易而且经济高效。借助云服务CONTROL ENGINEERING China版权所有，增加存储或计算能力不需要增加物理硬件，只需对服务计划进行简单调整，即可在资源管理方面提供灵活性和效率。这种可扩展性特性使云解决方案不仅经济实惠，而且能够适应不断变化的业务需求。
将数据从边缘设备传输到云端最初可能有点混乱，但用户定义类型（UDT）和高级数据模型等现代数据建模工具提供了一种解决方案。这些工具可以确保在数据到达云端时，已经被情境化了。这意味着数据不仅仅是原始数字；它还被处理并标记了相关的情境信息（如位置、设备类型和操作状态），使其立即变得有用和易于理解。这种边缘预处理简化了云数据管理和分析，将潜在的混乱转化为清晰、可操作的见解。
04 云可靠性与工业边缘设备弹性
可靠性问题，尤其是网络中断期间的可靠性问题，常常给云计算蒙上阴影。然而，边缘设备的先进功能可以提供一种强大的解决方案。凭借多核处理器、多样化的控制和编程选项以及内置的人机界面（HMI），这些设备可以确保即使在云连接中断时，也能确保本地操作顺利进行。
▲虚拟专用网络和端口重定向，提供了对隔离网络区域的安全访问。
边缘设备的一个突出特点是自主操作。它们可以独立处理关键功能和数据，包括本地数据存储和缓冲，这在云端服务中断时至关重要。这种自主性是保持不间断运行的关键，能够确保基本系统保持运营和高效。
边缘设备可提供本地弹性，而云计算则通过高级分析、人工智能（AI）、机器学习（ML）、异常检测（AD）和大型语言模型（LLM）提升功能。边缘自主性和基于云的智能之间的协同作用，创建了一个平衡的数字基础设施www.cechina.cn，有效地解决了云可靠性挑战，同时还可以利用其先进的分析潜力。
05 边缘和云技术的精细集成
在探索边缘到云架构的过程中，边缘设备的本地鲁棒性和云计算的扩展能力之间存在着复杂的平衡。这种协同作用正在为各个行业的数据管理和处理，塑造一个更高效、更安全的未来。
边缘设备发展迅速，现在已经包含能够进行复杂本地处理的安全和自主单元。它们增强的网络安全功能和独立运行能力对于保持运营完整性至关重要CONTROL ENGINEERING China版权所有，即使在没有云连接的情况下也是如此。这种安全的本地控制在工业环境中至关重要，因为即使是短暂的停机也会产生重大影响。
▲使用安全消息队列遥测传输（MQTT）架构，允许多个客户端使用一个受信任的代理。
另一方面，云提供了先进的计算能力和存储容量，使其成为大规模数据分析的宝贵资源。凭借AI、ML、AD和LLM等功能，云服务不局限于数据存储，还可以提供深入的洞察和分析，从而改变制造企业的决策过程。
边缘和云技术的融合，不仅代表了个体能力的进步，而且代表了一种协作力量。这种融合使数字基础设施更具弹性和适应性，本地系统和云系统相辅相成，确保了即时的运营效率和长期的分析深度。
随着工业企业的不断发展，边缘计算和云计算之间这种平衡的相互作用，将成为众多行业数字化转型的基本要素。掌握和利用这种协同作用，对于在瞬息万变的数字世界中实现前所未有的创新、安全和运营效率至关重要。
关键概念：
■ 评估工业边缘和云功能的技术和要求，包括工业网络安全的持续改进。
■ 对比工业云功能与本地部署的成本，并考虑工业云和边缘数据的清晰度。
■ 通过边缘和云技术的精细集成，在云可靠性问题中检查工业边缘设备的弹性。
思考一下：
您是否根据网络安全和数据要求考虑过新的边缘和云技术？
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