■ 程會(huì)川 張建超 / 中國(guó)航發(fā)研究院

邊緣計(jì)算（Edge Computing）是一種可滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)快速連接、實(shí)時(shí)計(jì)算、優(yōu)化數(shù)據(jù)、智能應(yīng)用等關(guān)鍵需求的新型大數(shù)據(jù)處理模式，目前正處于快速發(fā)展階段。將邊緣計(jì)算與航空發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合，探索邊緣計(jì)算在航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造、試驗(yàn)測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)等重要場(chǎng)景的潛在應(yīng)用，可助力航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器數(shù)量的快速增加，工業(yè)數(shù)據(jù)的數(shù)量急劇增加，對(duì)傳統(tǒng)集中式工業(yè)數(shù)據(jù)處理方式產(chǎn)生了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在延時(shí)性和帶寬擁堵方面的局限性逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。為應(yīng)對(duì)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代工業(yè)數(shù)據(jù)處理中存在的這些問題，邊緣計(jì)算（Edge Computing）逐漸進(jìn)入人們的視野。邊緣計(jì)算將計(jì)算資源分散到網(wǎng)絡(luò)邊緣來(lái)接受用戶的計(jì)算任務(wù)，大量的臨時(shí)數(shù)據(jù)不用全部上傳到云數(shù)據(jù)中心，直接在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行處理，能夠有效減輕數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力，減少網(wǎng)絡(luò)擁堵。而在距離數(shù)據(jù)生產(chǎn)者更近的網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)部署邊緣服務(wù)器，可減少數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的時(shí)延，保證數(shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)的實(shí)時(shí)性，大幅提升服務(wù)響應(yīng)能力[1-2]。

邊緣計(jì)算的發(fā)展

目前，邊緣計(jì)算處于創(chuàng)新觸發(fā)后的快速發(fā)展階段，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)邊緣計(jì)算技術(shù)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。邊緣計(jì)算得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的廣泛關(guān)注和普遍認(rèn)可，一些工業(yè)和科技巨頭也推出了與邊緣計(jì)算平臺(tái)相關(guān)的產(chǎn)品。

在學(xué)術(shù)界方面，2016年美國(guó)韋恩州立大學(xué)施巍松教授對(duì)邊緣計(jì)算的體系模式、理論要點(diǎn)、挑戰(zhàn)等進(jìn)行了探索[3]。邊緣計(jì)算研討會(huì)（Symposium on Edge Computing）2018年開始由電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）和國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）聯(lián)合舉辦，對(duì)邊緣計(jì)算的應(yīng)用價(jià)值、研究方向等進(jìn)行了討論。后續(xù)一些其他重要國(guó)際會(huì)議，例如，國(guó)際分布式計(jì)算系統(tǒng)會(huì)議（ICDCS）、國(guó)際計(jì)算機(jī)通信會(huì)議（INFOCOM）等，也以邊緣計(jì)算為主題增加分會(huì)場(chǎng)或?qū)ｎ}研討會(huì)，主要涉及計(jì)算卸載、網(wǎng)絡(luò)控制、內(nèi)容緩存、數(shù)據(jù)聚合以及安全卸載等問題。

在產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟方面，思科公司、英特爾公司、戴爾公司、微軟公司、ARM公司和普林斯頓大學(xué)在2015年聯(lián)合成立了開放霧（OpenFog）計(jì)算聯(lián)盟。全球性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）于2017年成立邊緣計(jì)算工作組，定義邊緣計(jì)算參考架構(gòu)，并在2018年與OpenFog聯(lián)盟合并。中國(guó)百余家單位在2016年共同發(fā)起成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Alliance of Industrial Internet），并設(shè)立邊緣計(jì)算工作組，組織開展邊緣計(jì)算技術(shù)研究和驗(yàn)證工作。華為公司、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、中國(guó)信息通信研究院、英特爾公司、ARM公司和軟通動(dòng)力公司作為創(chuàng)始成員在2016年成立邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC），聯(lián)合推動(dòng)產(chǎn)業(yè)資源合作，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟分別在2017年和2018年發(fā)布了邊緣計(jì)算參考架構(gòu)2.0和3.0。

在邊緣計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)品方面，GE公司在2012年提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念，隨后推出了第一個(gè)為工業(yè)企業(yè)提供應(yīng)用和服務(wù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)——Predix平臺(tái)，跨越了云計(jì)算和邊緣設(shè)備，分為邊緣端、平臺(tái)端和應(yīng)用端3大部分。在2015年，GE公司將發(fā)動(dòng)機(jī)的診斷數(shù)據(jù)遷移至Predix平臺(tái)，用來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)準(zhǔn)確快捷地分析來(lái)捕捉更多有價(jià)值的數(shù)據(jù)，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供異常預(yù)警。西門子公司在2016年推出了基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere，用戶可以針對(duì)不同場(chǎng)景來(lái)開發(fā)相應(yīng)的軟件，向下提供數(shù)據(jù)采集方案MindConnect能夠連接車間級(jí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，向上提供應(yīng)用程序MindApp為應(yīng)用軟件的開發(fā)層提供一個(gè)開放的架構(gòu)。亞馬遜公司2017年發(fā)布邊緣計(jì)算平臺(tái)AWS，將云服務(wù)無(wú)縫擴(kuò)展至邊緣設(shè)備，增加了執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)模型推理的功能。微軟公司2018年發(fā)布邊緣計(jì)算產(chǎn)品Azure IoT Edge，將基于云的分析和定制業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)移到邊緣設(shè)備。

邊緣計(jì)算的定義

在學(xué)術(shù)界，施巍松教授認(rèn)為邊緣計(jì)算是指在網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行計(jì)算的一種新型計(jì)算模型，邊緣計(jì)算操作的對(duì)象包括來(lái)自于云服務(wù)的下行數(shù)據(jù)和萬(wàn)物互聯(lián)服務(wù)的上行數(shù)據(jù)，而邊緣計(jì)算的邊緣是指從數(shù)據(jù)源到云計(jì)算中心路徑之間的任意計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源，是一個(gè)連續(xù)統(tǒng)，其邊緣計(jì)算模型如圖1所示[3]。此模型具有雙向數(shù)據(jù)計(jì)算流，邊緣設(shè)備不僅是數(shù)據(jù)消費(fèi)者，而且還是數(shù)據(jù)生產(chǎn)者；邊緣設(shè)備不僅可以從云中心請(qǐng)求服務(wù)和內(nèi)容，還可以執(zhí)行云中心分發(fā)過(guò)來(lái)的部分計(jì)算任務(wù)。

IIC發(fā)布的白皮書中認(rèn)為邊緣計(jì)算涵蓋邊緣計(jì)算和圍繞邊緣計(jì)算的相關(guān)技術(shù)，其邊緣計(jì)算模型如圖2所示。邊緣計(jì)算將云計(jì)算資源分布到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備到數(shù)據(jù)中心的各個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)生產(chǎn)、監(jiān)督和安全控制，并支持子系統(tǒng)之間廣泛的交互和通信。邊緣計(jì)算包括：位于數(shù)據(jù)中心和物理世界之間邊緣節(jié)點(diǎn)層的計(jì)算和資源存儲(chǔ)；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)；跨物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、邊緣節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心的分布式計(jì)算；用于保存物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、邊緣節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；分布式安全功能，例如數(shù)據(jù)分割、認(rèn)證和加密等。

總的來(lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算可以認(rèn)為既是一種新型計(jì)算模式，能夠在靠近邊緣設(shè)備或數(shù)據(jù)生產(chǎn)端的邊緣側(cè)為應(yīng)用提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源；又是一種使能技術(shù)，邊緣側(cè)提供的這些計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源，能夠滿足行業(yè)在快速連接、實(shí)時(shí)計(jì)算、優(yōu)化數(shù)據(jù)、智能應(yīng)用等方面的關(guān)鍵需求[4]。

邊緣計(jì)算、霧計(jì)算與云計(jì)算的關(guān)系

邊緣計(jì)算作為云計(jì)算的拓展和補(bǔ)充，在靠近數(shù)據(jù)源頭一側(cè)的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)執(zhí)行傳統(tǒng)云計(jì)算中的部分下沉任務(wù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算，所面向的對(duì)象主要涉及云服務(wù)下行數(shù)據(jù)和邊緣設(shè)備上行數(shù)據(jù)。邊緣計(jì)算模型和云計(jì)算模型兩者不是替代關(guān)系，而是互補(bǔ)關(guān)系，邊緣計(jì)算中邊緣設(shè)備對(duì)海量數(shù)據(jù)及隱私數(shù)據(jù)的處理可對(duì)云計(jì)算中心進(jìn)行支撐，而云計(jì)算中心強(qiáng)大的計(jì)算能力和海量存儲(chǔ)能力也可為邊緣計(jì)算提供支持。

圖1 施巍松邊緣計(jì)算模型

圖2 IIC邊緣計(jì)算模型

圖3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下邊緣計(jì)算、霧計(jì)算與云計(jì)算的關(guān)系

霧計(jì)算（Fog Computing）是另一種涉及邊緣計(jì)算核心理念的概念[5]。同邊緣計(jì)算類似，霧計(jì)算也需要把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用集中到網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備，而不是全部在云數(shù)據(jù)中心進(jìn)行，數(shù)據(jù)傳遞具有低時(shí)延。從霧計(jì)算的名字可以看出，霧計(jì)算也是一種對(duì)云計(jì)算概念的延伸，霧比云更靠近地面。同邊緣計(jì)算相比，霧計(jì)算更強(qiáng)調(diào)在數(shù)據(jù)源頭和云數(shù)據(jù)中心之間構(gòu)建為用戶提供計(jì)算、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的連續(xù)統(tǒng)一體，使網(wǎng)絡(luò)成為數(shù)據(jù)處理的流水線。

邊緣計(jì)算和霧計(jì)算都體現(xiàn)出了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)計(jì)算模式實(shí)時(shí)服務(wù)響應(yīng)、穩(wěn)定服務(wù)質(zhì)量的要求，是對(duì)同一目標(biāo)的兩種不同實(shí)現(xiàn)方法。邊緣計(jì)算、霧計(jì)算與云計(jì)算在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境下的關(guān)系如圖3所示。工業(yè)場(chǎng)景下，邊緣計(jì)算可將工業(yè)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)功能擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣，以滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理在實(shí)時(shí)性方面的需求，邊緣計(jì)算具有最快的實(shí)時(shí)計(jì)算響應(yīng)能力，霧計(jì)算響應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng)，而云計(jì)算的響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)[6]。

邊緣計(jì)算助力航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展

圖4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)全生命周期數(shù)字孿生體框架

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的工業(yè)產(chǎn)品，從圖4可以看出，航空發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)全生命周期包括研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)和回收?qǐng)?bào)廢5個(gè)階段[7]，期間會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，例如，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、服務(wù)數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)等[8]。為滿足未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和工作范圍需求，航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)正朝著數(shù)字化和智能化方向發(fā)展，例如，傳統(tǒng)生產(chǎn)線與大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等智能化手段相結(jié)合構(gòu)建智能生產(chǎn)線[9]，復(fù)雜試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)性能預(yù)測(cè)和試驗(yàn)平臺(tái)智能化，發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控平臺(tái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能監(jiān)測(cè)和維護(hù)智能化等。這些航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理量大幅增加，并且對(duì)數(shù)據(jù)處理的快速連接、實(shí)時(shí)計(jì)算、數(shù)據(jù)優(yōu)化等方面的關(guān)鍵需求進(jìn)一步升級(jí)。邊緣計(jì)算模型的引入能夠滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵需求，明顯提升數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)時(shí)性、降低數(shù)據(jù)傳輸壓力，同時(shí)可支撐大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)，更好地服務(wù)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)全生命周期。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域邊緣計(jì)算應(yīng)用架構(gòu)

針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)全生命周期中的生產(chǎn)制造、試驗(yàn)測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)3個(gè)階段，筆者提出邊緣計(jì)算應(yīng)用參考架構(gòu)，如圖5所示。邊緣計(jì)算在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域潛在應(yīng)用參考架構(gòu)包括設(shè)備層、邊緣層和云層。

設(shè)備層包括設(shè)備和數(shù)據(jù)兩部分，涵蓋網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、傳感器和這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，設(shè)備層利用不同類型的網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)總線與邊緣層中的邊緣硬件網(wǎng)關(guān)等設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)設(shè)備層和邊緣層之間數(shù)據(jù)采集和控制輸出。

邊緣網(wǎng)關(guān)可使設(shè)備連接到其他設(shè)備或廣域網(wǎng)，允許邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)流入和控制命令流出。邊緣層處在云層與設(shè)備層中間，可與上端云層對(duì)接，也可與下端設(shè)備層接入。邊緣層包括邊緣節(jié)點(diǎn)硬件部分和邊緣管理器軟件部分。邊緣節(jié)點(diǎn)硬件包括邊緣控制器、邊緣云、邊緣網(wǎng)關(guān)、邊緣傳感器等設(shè)備，控制、分析、優(yōu)化等功能模塊和計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等資源。邊緣管理器軟件主要提供業(yè)務(wù)編排或直接調(diào)用的能力，操作邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一管理。邊緣層將設(shè)備層收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、篩選和組合等預(yù)處理后上傳至云層，減少核心網(wǎng)絡(luò)的傳輸流量，同時(shí)也可接收云層的下發(fā)任務(wù)數(shù)據(jù)。

云層由高性能計(jì)算和海量存儲(chǔ)設(shè)備組成，能夠執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理任務(wù)，可以為用戶提供接口和應(yīng)用服務(wù)。云層從邊緣層接收邊緣節(jié)點(diǎn)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)流，并向邊緣層以及通過(guò)邊緣層向設(shè)備層發(fā)出控制信息，在全局范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化和決策。

圖5 航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)邊緣計(jì)算應(yīng)用架構(gòu)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域邊緣計(jì)算典型場(chǎng)景應(yīng)用

本文結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域邊緣計(jì)算應(yīng)用架構(gòu)，對(duì)邊緣計(jì)算在航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造、試驗(yàn)測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)等典型場(chǎng)景的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

生產(chǎn)制造階段

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造階段，通過(guò)大量傳感器設(shè)備對(duì)現(xiàn)代化生產(chǎn)線上的生產(chǎn)設(shè)備（例如，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等）數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備的工作狀態(tài)，例如，溫度、壓力、振動(dòng)和噪聲等。利用邊緣計(jì)算技術(shù)，在靠近生產(chǎn)設(shè)備的邊緣層對(duì)大量生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和實(shí)時(shí)快速處理，獲取生產(chǎn)設(shè)備健康相關(guān)重要特征向云中心反饋，減少生產(chǎn)設(shè)備和云中心數(shù)據(jù)傳輸壓力，使生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)快速對(duì)接大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備故障進(jìn)行診斷和有效預(yù)警，降低生產(chǎn)安全隱患，減少設(shè)備停機(jī)率。同時(shí)，可進(jìn)行決策支持，提高生產(chǎn)設(shè)備協(xié)同和動(dòng)態(tài)調(diào)整能力，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線向自動(dòng)化、精細(xì)化和智能化方向發(fā)展。

試驗(yàn)測(cè)試階段

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試階段，需要測(cè)試大量發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件性能參數(shù)（壓氣機(jī)的增壓比、空氣流量、喘振點(diǎn)，燃燒效率、溫度分布等），整機(jī)性能參數(shù)（整機(jī)推力、耗油率等）和試驗(yàn)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，來(lái)評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)和試車臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)，對(duì)大量發(fā)動(dòng)機(jī)和試驗(yàn)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)篩選和分析處理，獲取發(fā)動(dòng)機(jī)性能和試驗(yàn)設(shè)備健康的關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)后再向云中心傳遞，大大減少數(shù)據(jù)傳輸量。支撐人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立有價(jià)值的試驗(yàn)分析模型，預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能、可靠性以及試驗(yàn)設(shè)備可能出現(xiàn)的故障。另外，可結(jié)合數(shù)字孿生理念，在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試階段利用邊緣計(jì)算分層修正發(fā)動(dòng)機(jī)和試驗(yàn)設(shè)備模型，提高預(yù)測(cè)精度，并將決策判斷反饋到實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，提高發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試的智能化和數(shù)字化水平。

運(yùn)行維護(hù)階段

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)階段，飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的大量傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，例如，推力、耗油率、流量、載荷、振動(dòng)、應(yīng)力、環(huán)境溫度、環(huán)境壓力、濕度、空氣組分等，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由于機(jī)載設(shè)備通過(guò)衛(wèi)星與云中心的傳輸帶寬有限，通過(guò)邊緣計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和預(yù)處理后獲取發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)相關(guān)重要特征傳輸?shù)皆浦行?，可以明顯減輕飛機(jī)與衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸壓力。結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)服務(wù)于發(fā)動(dòng)機(jī)的健康管理（例如，發(fā)動(dòng)機(jī)故障快速預(yù)測(cè)、剩余壽命預(yù)測(cè)、故障的原因和解決方案建議）和預(yù)測(cè)性維護(hù)（例如，備件需求和維修操作建議）等，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)也可支持發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造工藝改進(jìn)，試驗(yàn)測(cè)試方案優(yōu)化等。

結(jié)束語(yǔ)

邊緣計(jì)算解決了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代傳統(tǒng)集中式大數(shù)據(jù)處理模式在實(shí)時(shí)、帶寬等方面的局限性，滿足了新型大數(shù)據(jù)處理模式對(duì)快速連接、實(shí)時(shí)計(jì)算、優(yōu)化數(shù)據(jù)、智能應(yīng)用等關(guān)鍵需求。推動(dòng)邊緣計(jì)算在航空發(fā)動(dòng)領(lǐng)域的融合應(yīng)用，促進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)向生產(chǎn)制造、試驗(yàn)測(cè)試智能化和預(yù)測(cè)性維護(hù)方向發(fā)展，對(duì)提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的數(shù)字化和智能化水平具有重要意義。