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邊緣運算（Edge Computing）是一種分布式的運算架構，允許在數據產生的源頭進行快速的分析和處理，以確保實時快速的響應。這與過去數據完全依賴于云端或數據中心的集中式運算策略形成鮮明對比。隨著AI技術的興起和智能裝置的普及，數據的規模和復雜度都在急劇增加。尤其在智能倉儲、視覺導向的制造流程，或是智能城市的交通管理等領域中，數據傳輸的需求經常超越網絡的傳輸能力。再加上工業電腦、攝影機、行動終端、傳感器，以及各式物聯網（IoT）裝置的技術日益進步，使得數據產生和收集的速率持續攀升。因此，僅依賴數據中心的策略已無法滿足現有需求，邊緣運算不僅成為了一種趨勢，更是優選的解決方案。
邊緣運算架構
典型的邊緣運算架構可分為：數據搜集的（裝置層 Device Layer）、實時數據處理的（邊緣層Edge Layer）、負責安全儲存及深度分析的云端層（Cloud Layer）。
裝置層 Device Layer
「裝置層」涵蓋了各類型的IoT裝置，每個裝置都透過內置的傳感器來收集、監測數據。例如，醫院的儀器專注于監測患者的生命征象，或是自動駕駛汽車搜集路況或是其他車輛的動態數據。
邊緣層 Edge Layer
作為邊緣運算的核心，「邊緣層」貼近數據產生的位置，且其分布比傳統云端服務器更廣泛。能夠執行數據實時處理和分析，大幅降低延遲。若數據需要更深度的分析，則會將信息上傳到「云端層」進行進一步的分析。
云端層 Cloud Layer
雖然邊緣運算是在解決云端運算的瓶頸和延遲問題，但在完整的邊緣運算架構中，云端運算和邊緣運算是相輔相成的。當「邊緣層」認為部分數據需要更詳盡的分析，則會將這些數據傳送至「云端層」，以進行更深層的運算與儲存。
邊緣運算的五大優勢
- 快速響應與效率提升
高度依賴自動化的產業如工廠生產線中，實時的數據傳輸和處理至關重要。當一臺機器出現異常時，能通過實時監控并采取應對措施，將大幅降低了生產中斷及潛在的風險。
- 強化數據安全性
邊緣運算使大部分數據都在現場端處理和儲存，必要的數據也會加密后傳回數據中心，以確保數據的安全性。
- 生產力的飛躍
企業透過實時數據回饋，將有提高營運效率。加上人工智能和機器學習的結合，邊緣運算可以深度分析業務數據，幫助企業找出需要改進的地方并做出快速決策。
- 遠端數據收集
在網絡聯機不穩定或帶寬有限的偏僻地區，例如海上油田或船舶，傳統的數據收集方式經常遇到困難。利用邊緣運算可直接在這些偏遠地點建立運算及儲存能力，確保數據的順利采集與傳輸。
- 成本優化
傳輸大量數據不但消耗大量帶寬，且伴隨著相對較高的建置成本。而邊緣運算架構，可選擇性的傳輸重要的核心資料，將降低整體建置支出。
邊緣層的核心 – Edge computer
作為「邊緣層」的關鍵核心之一，邊緣運算電腦主要負責處理、分析「裝置層」所搜集到的資料。為了更快速且穩健的執行任務，邊緣運算電腦通常需要具備以下特性：
高度耐用性
由于邊緣運算電腦的位置緊鄰「裝置層」，必須在變化多端的嚴苛環境下持續展現高度的可靠性。尤其當這些裝置處于極端氣候或嚴苛環境時，支持寬溫變得尤為重要。無風扇的設計確保了即使在污染、灰塵或潮濕的環境中，也能維持其運作的穩定性。同時，面對高震動環境運作時，具有耐沖擊和震動能力也是必要條件。
特出的效能需求
邊緣運算電腦需能分析且儲存來自「裝置層」的數據，效能是關鍵因素。隨著AI技術的快速演進，我們面臨到更復雜的數據分析挑戰。為了滿足如此需求，邊緣AI運算電腦應運而生。除了可支持多核心的CPU外，還特別搭載了專為大量實時圖像處理而設計的GPU。
豐富的I/O、傳輸及儲存
為了確保與各式裝置的緊密連接，邊緣運算電腦配備了多元化的I/O接口。在傳輸方面，除了有線傳輸外，也提供了多款無線傳輸選項，如WIFI、4G、5G、GNSS、藍牙等，以確保在各場域下的順暢連接。同時，面對「裝置層」所收集的龐大數據量，邊緣運算電腦也支持大容量或高速的儲存。
完善的工業級防護
邊緣運算電腦往往被設置在多種特定場域中，例如偏遠或環境苛刻的地方。因此，具備工業級的防護功能變得至關重要。如寬壓、靜電防護、浪涌保護及EMC保護，確保在多種條件下都能高效、穩定的運作。
靈活的安裝選項
考慮到邊緣運算電腦經常部署于空間受限或特定地點，提供多樣化的安裝選項是必須的。無論是壁掛安裝、VSEA安裝、導軌安裝或平面安裝，都為用戶提供了多重部署的選擇，滿足不同的應用需求。
邊緣運算應用案例分享
制造
- X光檢測系統
X光檢測成為非破壞性、高精度和高效率的選擇。在汽車、航天、電子等工業領域中，扮演著關鍵的質量檢測角色。歐洲X光檢測制造商，選擇德承 DS-1302工業電腦，作為其 X 光自動化質量管理檢測系統的核心平臺。
- 蔬果分檢系統
透過自動化流程，能夠取代人工判斷，對于降低錯誤率與加速工作效率有顯著效果。歐洲食品機器制造商，選擇使用德承 DS-1002工業電腦并結合影像識別技術，進一步提升蔬果的分揀質量與效率。
- 智能紡紗系統
智能自動化的紡紗系統融合了傳感器技術和邊緣數據采集能力，并通過云端控制中心來統一管理生產流程以實現了智能監控、能源管理，還具備預測性維護的功能。歐洲知名紡紗制造商，整合德承 P2102E于機器設備中，配合自研軟件，達成遠程自動化管理和高效生產。
交通
- 自動化軌道檢測車
軌道的安全性對于列車運行至關重要。唯有定期的檢測和監控，才能確保列車的安全運行。歐洲鐵路系統工程公司在自動化軌道檢測車上安裝德承 GP-3000，來識別和評估軌道上的任何缺陷。
- 無人采礦車
環境嚴苛且具高度危險性的礦業，唯有導入智能化的自動駕駛采礦車，能連續 24/7 運行以提高生產力。美國無人駕駛采礦車制造商選擇德承DI-1000嵌入式電腦，確保車輛的自主運作和遠程監測。
- 智慧警車
智慧警車是智慧城市中維護安全的重要力量。連接城市數據中心，為交通管理和緊急應對提供支持。透過車牌識別則可快速察覺贓車或有問題的車輛，以打擊犯罪行為。歐洲軍事設備商在警車中安裝德承 DX-1100工業電腦，進行車牌辨識和監控，增強警方效率。
能源
- 海上自動鉆油機
在海上或偏遠地域的石油和天然氣開采站，實時數據監控和遠程管理成為營運的關鍵。為了確保準確獲取實時數據和設備監控，德承的東歐客戶選用了高亮度且高效能的CS-115/P2102E工業平板電腦，讓其成為海上鉆油邊緣運算的核心力量。
- 物聯網網關
能源互聯網整合可再生能源節點與電網，達到更高的能源效益和管理。不僅收集分散各地的能源數據，透過大數據分析，調整電力分配。為了落實這一目標，歐洲的能源公司選擇使用德承DC-1200作為物聯網網關，監控其太陽能系統，深入分析數據并進行預測性維護。
- 油田監控系統
為了防范石油遭竊或蓄意設備破壞，為偏遠的油田建立監控系統至關重要。德承的美國客戶專為多種產業提供太陽能監控方案，運用無線傳輸執行實時監控和快速警示。選用德承DI-1000作為邊緣運算核心，保障了遠程監控的流暢與穩定性。
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