未來報告：機械工程設計中的云計算

十多年的發展，讓中心化的云計算模型已經成為了一種標準的IT服務平臺。

新技術、新需求，IoT的爆發以及更多實時應用將從根本上改變計算拓撲結構，越來越多的企業、組織與研究機構將聚焦在云計算，以及新的計算與存儲使用場景——邊緣計算與霧計算。這些計算和數據存儲的位置與分布對IT應用與管理是否良好起著至關重要的作用。

工業4.0開啟互聯網時代的工業新思維，工業物聯網開始作為工業4.0的具體體現方式出現，正越來越多地被運用于機械工程設計。倫茨特別關注這一趨勢，并發布《機械工程中的云計算》

什么是云計算？

作為一種IT概念，云計算可根據需要，通過因特網實時提供諸如處理能力、存儲、應用和數據等資源，以及相應的管理和計費服務。就像在每個不同地區開設不同的自來水公司，沒有地域限制，當需要的時候，你別管水是怎么來的，電是怎么發的，扭開水龍頭用水，插上插頭用電，只需要操心交水電費！必要的時候，你還可以買一個專屬水池。

云服務有哪些具體形態？

云分很多種，別管是私有云、公有云，還是混合云，并無孰優孰劣之分，關鍵在于是否匹配需求。

在企業內現有IT基礎設施上部署專用資源池，被稱為私有云。這更適合對安全性、控制、帶寬和可用性要求較高的企業。

公有云基于運營商遍布多地甚至全球的數據中心，提供標準化的SaaS、PaaS、IaaS服務，同時被許多其他客戶使用。該模式使企業能夠以較低的初始投資使用這些資源，并且可提供幾乎無限的資源擴展性。

混合云嚴格來講并不是一種云的形態，而是一種部署模式。例如，企業可利用這些云來執行與私有云中的數據保護相關的應用程序和流程，并在公共云中運行其他服務。

云計算在工業中，為啥突然火了？

工業4.0時代數字化和網絡化制造從根本上改變了生產方式，使生產力大幅度得到提升，而置身其中并大范圍投入智能設備使用的工業企業都有必要夯實計算能力。但是，目前，企業的IT結構正在慢慢趨近其能力的極限。

云計算所提供的計算能力是企業在未來突破IT結構瓶頸的突破口，加之數據傳輸價格的下降，帶寬的增加，傳感器的降價，以及生產設施的數字化和網絡化等因素均已為德國各行業的數字化轉型奠定了基礎，工業制造行業各個領域都已迎來新業務模式的機遇。

邊緣計算或霧計算用例

根據不同的設備、車間或生產過程類型，涉及的數據量可能極其龐大。將所有這些數據發送到云需要高帶寬和適當的處理資源。

如果只需要部分數據——例如在規定時間段內測得的平均值或僅僅只是離群值——整合和分析關于設備或車間的數據（邊緣計算），或從內網過渡到英特網的數據（霧計算）值得一試。

因此，一般建議在對數據傳輸、存儲和處理需要哪些標準進行需求分析后，再相應地選擇云、霧和邊緣計算組合。

云服務形式有哪些？

云服務本身可提供多種形式。用X指代某種服務（XaaS，“任一種服務”）現已成為一種公認的描述方式——例如，IaaS、PaaS、SaaS[7]。引用網上流傳的Pizza 理論：從原材料采購到制作，到擺桌用餐都自己來做，這相當于本地部署?？紤]更簡單的途徑時，我們還有三個選擇：

第一個選擇，買成品回家做。

與在家做不同的是，你需要一個Pizza供應商。成品就相當于底層云提供基礎設施即服務（IaaS）。

第二個選擇：叫外賣，Pizza就送到家門口。

外賣相當于將平臺作為服務模型[8]，通過為用戶提供一個可立即運行的平臺，云供應商使用戶能夠在SAP、Oracle或Microsoft等軟件開發環境中工作，自行開發應用程序，也可擴展和執行已購買的應用程序。

第三個選擇：直接到Pizza店去吃，什么都不需要準備。

堂吃就是軟件即服務（SaaS），它指來自可通過某個界面，或者Web瀏覽器使用云供應商的應用程序?？蛻舨荒苡绊懺苹A設施的管理或運行，通常也不會影響應用程序的交付。

現在，軟件開發人員現正越來越多地使用來自無服務器計算領域的功能即服務（FaaS）產品，以便他們可以直接運行各個部分的代碼（功能），而無需為此目的設置容器或虛擬服務器，從而節省IaaS資源，降低云使用的成本。

無論車間在何處、是通過現場IT連接還是通過英特網遠程連接，機器制造商和操作人員需要獲取關于車間的故障、計劃外停機時間、產能利用率和當前生產數據等信息。

可以采取邊緣計算機作為網關建立與云的連接或將通信連接直接集成至設備中，在這兩種情況下，必須確保有足夠的資源來橋接通信中斷，以便為數據提供臨時緩沖，同時還須確保重新自動建立連接。而通信協議和連接的建立是特定于云的。

對于機器制造商而言，未來將設備供應商納入其機器中意義重大，這些機器不僅具備與云系統的接口，同時還為設備提供定制的云服務和數據。這將為機器制造商免去在云中為設備建模，并進行應用程序集成所需的大量工作。

云計算現已成為

機械工程設計行業的一部分！

生產的數字化和網絡化至關重要，這為工業4.0奠定了基礎。云不僅僅是這一進程中的工具 ——它還將改變與上游供應商、買家，以及與客戶之間的關系。因此，只有云計算才能開啟通向下一發展階段的大門——即建立基于數據的服務。它們可為業務和生產過程的優化提供附加價值，并且通?？稍诙虝r間內實現投資回報。

倫茨作為全球先進的驅動和自動化系統供應商，在白皮書《機械工程中的云計算》中，深入研究了云計算在機械工程設計中的應用，實時地獲得適當設備數據，以推動更好的決策，甚至可以控制工業流程。本白皮書的發布不但代表著云計算在機械工程設計領域的初步成果，同時預示著設備制造商和設備運營商或將成為云服務市場新藍海。

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