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边缘计算云边端一体式解决方案

·  苏州思萃工业互联网技术研究所有限公司 金伟毅,刘艳清,王一知,李明,张晖 


1 目标和概述 

我国的白酒是世界著名的六大蒸馏酒之一,它的 独特工艺是千百年来我国劳动人民生产经验的总结和智 慧的结晶,因其色、香、味备受各界人士的青睐,有着 广阔的国内和国际市场前景。但白酒在酿造、储存过程 中,对周边温湿度、光照等因素极其敏感,同时随着酒 行业的发展,不断有假冒伪劣产品出现。据不完全统 计,2020年报道的特大制售假酒案的涉案金额总数已经 超过6.7亿元,因此国家对酒类产品的管理也比以往更 加精细。

 苏州思萃工业互联网技术研究所有限公司基于边 缘云技术的沉淀,深度融合供应链行业,打造边缘计算 云边端一体式解决方案。以酒行业为例,酒行业标识解 析体系,是实现酒企工业全要素、各环节信息互通的关 键枢纽。标识编码能识别机器、产品、算法、工序等物 理资源和虚拟资源,通过标识解析技术可以打造基于工 业互联网平台的产品追溯、供应链协同、智能生产、协 同设计等应用,解决品牌数量庞杂、泥沙俱下、品质良 莠不齐、产品之间同质化严重以及年份乱标等问题。此 外,通过供应链金融管理和资产管理等模式,可降低资 金风险,并真正实现让老百姓扫码查真伪。 

2 方案介绍

 2.1 方案概述 

边缘计算云边端一体式解决方案,采用云+边+端 协同体系架构,打通设备、产品、业务系统、客户的四 大链接,围绕“汇聚、解析、应用”,为客户提供各类 视频源的接入存储、物联感知接入和共享能力;提供从 低价值的原始视频图像数据到有价值的结构化特征属性 数据的解析能力;提供智能综合检索、数据分析研判等 应用支撑能力,以及提供实时监控/监测、产品精细化 管理等一体式服务,并为客户解决产品溯源、供应链安 全等问题,确保每一件产品有迹可循、有源可溯,最终 让客户用得放心、用得安心、用得省心。 

2.2 总体设计 

边缘计算云边端一体式解决方案总体架构如图1所 示。

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 图1 边缘计算平台架构图 

云边端中的“端”,是指酒窖中的终端设备,主要 由红外视频摄像头和物联传感器两部分组成。红外视频 摄像头负责采集酒窖中的视频流,并向边端的视频感知 平台提供视频流;物联传感器负责采集酒窖中的温度、 湿度、乙醇浓度等参数,同时上报监测控制器。

 云边端中的“边”,是指靠近端测,也就是靠近酒窖场景的设备接入层。边缘云一体机设备中的视屏 感知应用收集终端设备采集的视频流,对接入视频设 备进行设备连接管理和资源管理,实现摄像头离线告 警、视频流实时监控等功能;物联传感数据采集器接 收酒窖中传感器采集的酒窖的温度、湿度、乙醇浓度 等数据,对相关数据进行转码并上传物联感知平台, 实现实时监测酒窖内温度、湿度、乙醇浓度三个参 数,并在监测指标出现异常时进行告警;通过云码溯 源平台,实现对酒类产品生产、仓储等过程进行环节 数据采集和追踪。

 云边端中的“云”,主要是指中心云,利用公有云 的安全性高、计算能力强、成本低等特点,通过云上的 智能应用来分析处理边端上传的视图资源,实现查看酒 窖实时视频、历史录像;实现酒类产品生产溯源;实现 人员驻留监测、坛封监测、酒库入侵监测等功能,并上 传认证视频到酒协标识系统进行年份酒认证。

 2.3 市场需求 

边缘计算云边端一体式解决方案主要面向具有高附 加值类产品等领域,如烟草、酒类、茶叶等行业。 

(1)酒窖环境监测:酒窖环境决定酒质的好坏, 理想的酒窖要有几个基本条件:足够的贮存空间和活动 空间,低温恒温、恒湿,密封但能换气,隔绝自然光照 明,并且白酒在发酵过程中会挥发出乙醇等可燃气体, 因此需要对温度、湿度、乙醇浓度等进行监控。 

(2)酒库入侵检测需求:传统的方法通常是基于 人工巡检,查看各项指标是否正常,但存在诸多问题, 比如巡检频次低、可能出现误读、对酒窖环境产生影 响、自身潜在的安全因素等,因此需要对酒窖实时监 控、查看环境监测数据、自动告警、酒库入侵监测等, 降低人力投入。 

(3)年份酒认证需求:只有通过生产认证的酒才 可以称为年份酒,需要提供酒的封坛录像、封坛是否 被破坏、是否有人员入侵等视频证据给酒协标识系统 进行认证。

 2.4 运营维护管理 

(1)供应链金融管理:采用协同式供应链库存管 理模式,结合微服务、多租户、平台化手段实现全渠 道、多层级备件仓库计划物流统一管理;实现供应链全 流程信息化,覆盖计划管理、采购管理、供应商管理、 发货管理、仓储管理、结算管理、主数据管理等。 

(2)资产管理:资产管理方式如图2所示,一是 对资产进行梳理,通过RFID标签/粘贴二维码的模式, 以唯一的标识ID进行区分;二是对客户抵押批量的产品 等通过加装电子封签等模式进行管理,可降低产品调换 的风险。三是针对高价值资产,可在资产存放处加装智 能摄像头,通过图像识别人员的进出情况,出现异常及 时报警。 

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图2 资产管理方式 

2.5 创意设计 

(1)全流程业务开展和追溯:全面覆盖原料、仓 储、加工、分销等关键环节,帮助企业内部人员通过信 息化的手段完成各环节的业务流程管理,为原粮收购、 仓储监管、产品出入库等业务流程的开展提供支持,同 时记录各环节的流通数据,实现整体环节的信息串联。 

(2)动态产生追溯码:可以根据溯源码种类、所 属企业及申请数量动态生成追溯码,支持追溯码的批量 导出和查看及一级码、二级码等不同层级追溯码的关联 关系查询。云码溯源平台拥有十万级以上的追溯码生成 机制,达到了99%以上的追溯码正确读取率。 

(3)设备互联与生产基地实时监控:平台支持与 各种墒情检测设备、数据采集设备集成;支持对基地情 况进行实时监测(实时天气、工作人员状况);支持对加工生产过程中产生的数据进行采集存储;支持各环节 业务开展。 

(4)关键数据分析:对生产过程中产生的数据通 过云计算等方式进行大数据分析,将分析结果通过各种 图表的形式展示出来,为产品在原材料入库环节、仓储 环节、加工环节、分销及零售环节的流通提供信息化支 持,让用户更为直观地掌控实际生产过程信息。 

(5)多端扫码追溯查询各类质量信息:消费者通 过手机端扫一扫产品二维码或PC端输入产品追溯码, 可直接查询产品基本信息、生产加工信息、运输销售信 息、原料及产品质检信息等追溯内容。

 3 代表性及推广价值 

3.1 应用情况及效果 

本公司自主研发的边缘计算云边端一体式解决方 案,通过视频边缘网关和数据采集网关,以及温湿度传 感器、流量计等设备,可实现3000多平方米酒库的视 频监控,配合坛封电子锁,集中接入边缘云一体机进行 统一分析处理及管理,可实现数千吨存量和新增酒的监 控,实现区块链式酒类产品的管理。该方案具有很好的 兼容性,可以针对酒企业的不同需求,提供个性化和独 创性服务,并利用数据防伪手段,真正实现老百姓一扫 码就能知道酒的真假。

 3.2 创新性 

该方案利用云计算、大数据、区块链等技术,依托 浪潮的供应链管理平台,保证了有机高粱、有机小麦、 糯高粱等供应链全过程的信息化,实现了从种粮源头到 生产层层把关、逐层击破,保障了原料关、过程关,守 好了酒质量的底线,保证了酒的品质。

 该方案目前已申请发明专利26项,取得计算机软 著2项。同时,股东方浪潮已取得云计算、边缘计算、 人工智能方向的授权发明专利203项、计算机软件著作 权66项。

 3.3 示范效应 

在酒行业,浪潮已经服务于茅台、景芝、酒鬼、中 粮长城等国内50余家中大型酒企和酒商,加快了新旧动 能转换,提升了发展质量和效益,实现了企业供应链系 统和生产系统的精准对接,助力了生态、多方协作、共 推标识解析应用体系的构建,并通过深度挖掘标识解析 应用案例,加快推动了跨行业应用。 

3.4 方案成熟性 

该解决方案可通过市场化原则购买服务进行使用, 无需购买软硬件、建设机房、招聘IT人员,缩短了企 业数字化建设的周期,减少了系统开发和后期维护的投 入。该方案目前已成功落地中酒协白酒年份酒认证存证 系统边缘计算接入技术服务项目,后续将在多家酒厂展 开方案推广。该项目投产后,预计每年可实现1亿元的 营业收入。

 3.5 商业价值 

(1)技术服务费:由标识解析二级节点重点孵化 的产区酒业开发商提供标识注册、解析、接口API、 IaaS、PaaS等服务,预计可实现收入1000万元/年。 

(2)咨询服务费:针对大型企业对酒业营销平台 的定制化开发,并为自身及上下游企业提供服务需求, 预计可实现咨询服务费5500万元/年。 

(3)推广应用服务费:面向生态合作伙伴,提供 防伪追溯、供应链协同、固定资产管理等解决方案和云 资源服务,预计可实现收入3500万元/年。

 3.6 社会价值 

边缘计算云边端一体式解决方案能够推动实体经 济、数字经济协同发展,为快消品行业企业提供便捷、 高效、高质量、个性化的服务;能够建立“用数据说 话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的管理机 制,实现基于数据的科学精准决策;能够推动行业企业 智能化升级,完善商品数据化运营体系。


来源 | 《自动化博览》2023年第2期暨《边缘计算2023专辑》

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边缘计算作为新兴产业应用前景广阔,产业同时横跨OT、IT、CT多个领域,且涉及网络联接、数据聚合、芯片、传感、行业应用多个产业链角色。为了全面促进产业深度协同,加速边缘计算在各行业的数字化创新和行业应用落地,华为技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、英特尔公司、ARM和软通动力信息技术(集团)有限公司作为创始成员,联合倡议发起边缘计算产业联盟,致力于推动“政产学研用”各方产业资源合作,引领边缘计算产业的健康可持续发展。

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