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文檔簡介

22/26智能制造中的邊緣計(jì)算第一部分智能制造中的邊緣計(jì)算概念與優(yōu)勢 2第二部分邊緣計(jì)算在制造執(zhí)行系統(tǒng)中的作用 4第三部分邊緣計(jì)算與傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時處理 7第四部分預(yù)測性維護(hù)與邊緣計(jì)算的關(guān)聯(lián) 10第五部分邊緣計(jì)算在離散制造中的應(yīng)用場景 13第六部分邊緣計(jì)算在流程制造中的價值體現(xiàn) 16第七部分邊緣計(jì)算在智能工廠中的安全考量 18第八部分邊緣計(jì)算與云計(jì)算在智能制造中的協(xié)同 22

第一部分智能制造中的邊緣計(jì)算概念與優(yōu)勢關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)邊緣計(jì)算在智能制造中的概念

1.邊緣計(jì)算是一種分布式計(jì)算范例,將數(shù)據(jù)處理和分析任務(wù)移至數(shù)據(jù)源頭附近的邊緣節(jié)點(diǎn)(例如,傳感器、網(wǎng)關(guān)、機(jī)器)。

2.在智能制造中,邊緣計(jì)算通過在本地處理實(shí)時的傳感器數(shù)據(jù)來減少延遲,從而實(shí)現(xiàn)更快、更實(shí)時的決策。

3.邊緣節(jié)點(diǎn)充當(dāng)數(shù)據(jù)聚合、過濾和處理中心,減少了對云端處理的依賴,提高了效率和安全性。

邊緣計(jì)算在智能制造中的優(yōu)勢

1.降低延遲:邊緣計(jì)算將計(jì)算移至數(shù)據(jù)源,顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸和處理的延遲,從而實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和實(shí)時決策。

2.提高可靠性:邊緣節(jié)點(diǎn)與云端之間的數(shù)據(jù)傳輸可能存在中斷風(fēng)險。邊緣計(jì)算通過在本地處理數(shù)據(jù)來降低此風(fēng)險,提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。

3.增強(qiáng)安全性:在邊緣本地處理數(shù)據(jù)降低了數(shù)據(jù)在云傳輸過程中被截獲或篡改的風(fēng)險,從而提高了安全性。智能制造中的邊緣計(jì)算概念與優(yōu)勢

邊緣計(jì)算概念

邊緣計(jì)算是一種分布式計(jì)算范式,它將計(jì)算和存儲功能從云端轉(zhuǎn)移到物理設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近數(shù)據(jù)源的位置。在智能制造中,邊緣計(jì)算設(shè)備往往部署在機(jī)器、傳感器或網(wǎng)關(guān)上,以便實(shí)時處理和分析數(shù)據(jù)。

優(yōu)勢

1.延遲時間低

邊緣計(jì)算設(shè)備與數(shù)據(jù)源的物理接近性消除了與云端通信相關(guān)的延遲,從而實(shí)現(xiàn)近乎實(shí)時的決策。在時間敏感的制造應(yīng)用中,這對于防止停機(jī)時間和提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。

2.帶寬優(yōu)化

通過在邊緣處理數(shù)據(jù),邊緣計(jì)算減少了傳輸?shù)皆贫说膸捫枨?。這對于具有大量數(shù)據(jù)的高吞吐量應(yīng)用來說至關(guān)重要,特別是在連接有限或不穩(wěn)定的情況下。

3.數(shù)據(jù)安全增強(qiáng)

邊緣計(jì)算設(shè)備僅存儲和處理本地?cái)?shù)據(jù),這減少了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。此外,本地?cái)?shù)據(jù)處理可以防止惡意行為者從云端訪問敏感信息。

4.提高可靠性

邊緣計(jì)算設(shè)備在本地運(yùn)行,即使云端出現(xiàn)故障或中斷,也能繼續(xù)處理數(shù)據(jù)。這提高了制造運(yùn)營的可靠性,并防止因云端不可用而導(dǎo)致停機(jī)時間。

5.靈活性和可擴(kuò)展性

邊緣計(jì)算系統(tǒng)可以根據(jù)制造需求進(jìn)行靈活配置和擴(kuò)展。新的邊緣設(shè)備可以輕松添加,以處理不斷增加的數(shù)據(jù)負(fù)載或支持新應(yīng)用程序。

6.降低成本

通過減少對云端資源的需求,邊緣計(jì)算可以顯著降低基礎(chǔ)設(shè)施成本。此外,本地?cái)?shù)據(jù)處理可以節(jié)省帶寬費(fèi)用,特別是在數(shù)據(jù)量大的情況下。

7.實(shí)時見解

邊緣計(jì)算實(shí)時處理數(shù)據(jù),使制造商能夠及時獲得對運(yùn)營的見解。這有助于識別問題、優(yōu)化流程和防止故障,提高生產(chǎn)力和效率。

8.設(shè)備控制

邊緣計(jì)算設(shè)備還可以直接控制設(shè)備,例如機(jī)器或機(jī)器人。這允許制造商根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動決策,從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

9.預(yù)測性維護(hù)

邊緣計(jì)算使預(yù)測性維護(hù)成為可能,它通過分析傳感器數(shù)據(jù)來預(yù)測故障。這使制造商能夠提前采取行動,更換或維修設(shè)備,從而避免意外停機(jī)時間。

10.產(chǎn)品定制

邊緣計(jì)算支持個性化產(chǎn)品定制,允許制造商根據(jù)客戶特定需求調(diào)整生產(chǎn)流程。通過分析邊緣設(shè)備收集的數(shù)據(jù),制造商可以優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量和減少廢品。

結(jié)論

邊緣計(jì)算為智能制造提供了顯著的優(yōu)勢,包括延遲時間低、帶寬優(yōu)化、數(shù)據(jù)安全增強(qiáng)、可靠性提高、靈活性和可擴(kuò)展性、成本降低、實(shí)時見解、設(shè)備控制、預(yù)測性維護(hù)和產(chǎn)品定制。通過利用邊緣計(jì)算,制造商可以提高運(yùn)營效率、降低成本并創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)。第二部分邊緣計(jì)算在制造執(zhí)行系統(tǒng)中的作用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【邊緣計(jì)算與制造執(zhí)行系統(tǒng)集成】

1.邊緣計(jì)算設(shè)備在生產(chǎn)線上部署,實(shí)時采集和處理傳感器數(shù)據(jù),優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高設(shè)備利用率。

2.基于邊緣計(jì)算的分析工具,為制造執(zhí)行系統(tǒng)提供實(shí)時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和洞察,幫助決策者做出更明智的決策。

3.邊緣計(jì)算與制造執(zhí)行システム的集成,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制,提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

【邊緣計(jì)算增強(qiáng)MES數(shù)據(jù)分析】

邊緣計(jì)算在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)中的作用

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是智能制造中至關(guān)重要的軟件平臺,負(fù)責(zé)管理和控制生產(chǎn)運(yùn)營。邊緣計(jì)算通過將計(jì)算和存儲資源部署在接近制造設(shè)備和傳感器的位置,在MES中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

1.實(shí)時數(shù)據(jù)采集和處理

邊緣計(jì)算將數(shù)據(jù)采集和處理從云端帶到現(xiàn)場,實(shí)現(xiàn)了近乎實(shí)時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集和分析。傳感器和機(jī)器從邊緣設(shè)備收集實(shí)時數(shù)據(jù),并在邊緣節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行處理,從而減少延遲并提高響應(yīng)能力。

2.分布式?jīng)Q策制定

利用邊緣節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力,MES可以實(shí)現(xiàn)分布式?jīng)Q策制定。邊緣設(shè)備可以對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析,在無需云端干預(yù)的情況下做出操作決策。這可以縮短決策時間,提高生產(chǎn)效率。

3.預(yù)測性維護(hù)

邊緣計(jì)算支持預(yù)測性維護(hù),通過分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)識別設(shè)備異常并預(yù)測故障。邊緣設(shè)備不斷監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù),并使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法檢測異常模式。MES可以及時采取預(yù)見性措施,防止設(shè)備故障,減少停機(jī)時間。

4.質(zhì)量控制

邊緣計(jì)算通過實(shí)時數(shù)據(jù)采集和處理,增強(qiáng)了MES的質(zhì)量控制能力。邊緣設(shè)備可以監(jiān)控關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù),如溫度、壓力和振動。MES可以利用這些實(shí)時數(shù)據(jù)識別產(chǎn)品缺陷并迅速采取糾正措施。

5.過程優(yōu)化

邊緣計(jì)算通過分析實(shí)時數(shù)據(jù)幫助優(yōu)化生產(chǎn)流程。邊緣設(shè)備收集和處理數(shù)據(jù),用于識別效率低下的領(lǐng)域。MES可以基于這些見解制定決策,優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃,提高吞吐量。

6.連接性

邊緣設(shè)備充當(dāng)MES和生產(chǎn)車間物理資產(chǎn)之間的連接橋梁。它們通過傳感器和機(jī)器收集數(shù)據(jù),并將其傳輸?shù)組ES進(jìn)行分析和處理。這提高了MES對生產(chǎn)環(huán)境的可視性和控制力。

7.數(shù)據(jù)安全

邊緣計(jì)算提供了本地?cái)?shù)據(jù)處理和存儲功能,減少了對云端依賴性。這有助于保護(hù)敏感的生產(chǎn)數(shù)據(jù)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露。

8.可擴(kuò)展性和靈活性

邊緣計(jì)算解決方案具有可擴(kuò)展性和靈活性,可以根據(jù)制造企業(yè)的特定需求進(jìn)行定制。邊緣設(shè)備可以根據(jù)需要添加或刪除,以滿足不斷變化的生產(chǎn)要求。

案例研究:

一家汽車制造商使用邊緣計(jì)算來增強(qiáng)其MES系統(tǒng)。邊緣設(shè)備收集傳感器數(shù)據(jù),用于實(shí)時監(jiān)測生產(chǎn)線。MES利用這些數(shù)據(jù)識別設(shè)備異常、預(yù)測故障和優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃。這導(dǎo)致停機(jī)時間減少了30%,生產(chǎn)效率提高了15%。

結(jié)論:

邊緣計(jì)算在制造執(zhí)行系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色,通過提供實(shí)時數(shù)據(jù)采集和分析、分布式?jīng)Q策制定、預(yù)測性維護(hù)和過程優(yōu)化等功能,提高了生產(chǎn)效率、質(zhì)量和靈活性。通過利用邊緣計(jì)算,制造企業(yè)可以釋放MES的全部潛力,實(shí)現(xiàn)智能制造轉(zhuǎn)型。第三部分邊緣計(jì)算與傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時處理關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)邊緣計(jì)算中的數(shù)據(jù)預(yù)處理和過濾

1.邊緣設(shè)備在傳感器數(shù)據(jù)傳輸前進(jìn)行實(shí)時預(yù)處理,去除噪聲和冗余,減少數(shù)據(jù)傳輸量。

2.使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和聚類,識別異常值和關(guān)鍵特征。

3.通過邊緣計(jì)算優(yōu)化數(shù)據(jù)格式和協(xié)議,確保與云端平臺高效通信并減少延遲。

邊緣計(jì)算中的數(shù)據(jù)壓縮和聚合

1.應(yīng)用算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和聚合,減少數(shù)據(jù)大小,優(yōu)化傳輸效率。

2.使用分布式哈希表和布隆過濾器等技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)聚合,提取統(tǒng)計(jì)信息和趨勢。

3.通過邊緣計(jì)算減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,減輕網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力,降低通信成本。

邊緣計(jì)算中的流處理

1.邊緣設(shè)備對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時流處理,識別模式和異常。

2.使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對流數(shù)據(jù)進(jìn)行事件檢測、時間序列分析和關(guān)聯(lián)挖掘。

3.通過邊緣計(jì)算快速處理大量傳感器數(shù)據(jù),及時做出響應(yīng),降低延遲。

邊緣計(jì)算中的機(jī)器學(xué)習(xí)推理

1.在邊緣設(shè)備部署訓(xùn)練好的機(jī)器學(xué)習(xí)模型,對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行推理和預(yù)測。

2.使用移動邊緣計(jì)算或云邊緣協(xié)同,優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)模型部署和更新。

3.通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)分布式機(jī)器學(xué)習(xí),提高推理效率,降低延遲。

邊緣計(jì)算中的數(shù)據(jù)可視化

1.通過邊緣設(shè)備實(shí)時監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)交互式數(shù)據(jù)可視化。

2.使用儀表盤、圖表和地圖等可視化工具,方便用戶洞察數(shù)據(jù)模式和趨勢。

3.通過邊緣計(jì)算提供靈活多樣的數(shù)據(jù)可視化選項(xiàng),滿足不同的用戶需求。

邊緣計(jì)算中的數(shù)據(jù)安全和隱私

1.在邊緣設(shè)備部署安全措施,保護(hù)傳感器數(shù)據(jù)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問和篡改。

2.使用加密、身份驗(yàn)證和訪問控制機(jī)制,保障數(shù)據(jù)機(jī)密性和完整性。

3.通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)處理,減少云端數(shù)據(jù)傳輸,降低數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險。邊緣計(jì)算與傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時處理

邊緣計(jì)算是一種分布式計(jì)算架構(gòu),將計(jì)算和存儲資源置于靠近數(shù)據(jù)源和設(shè)備的位置,即網(wǎng)絡(luò)邊緣。在智能制造中,邊緣計(jì)算對于實(shí)時處理傳感器數(shù)據(jù)至關(guān)重要。

實(shí)時傳感器數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)

智能制造工廠部署了大量傳感器,持續(xù)生成大量數(shù)據(jù),包括:

*傳感器類型多樣:溫度、壓力、振動、位置等不同類型的傳感器產(chǎn)生異構(gòu)數(shù)據(jù)。

*數(shù)據(jù)量龐大:數(shù)百或數(shù)千臺傳感器每秒產(chǎn)生大量的原始數(shù)據(jù)。

*實(shí)時性要求:制造過程要求數(shù)據(jù)立即處理,以做出快速響應(yīng)和決策。

邊緣計(jì)算的優(yōu)勢

邊緣計(jì)算可以有效解決這些挑戰(zhàn),提供以下優(yōu)勢:

降低延遲:通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣處理數(shù)據(jù),可以顯著減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫嗽俜祷氐难舆t,實(shí)現(xiàn)實(shí)時響應(yīng)。

優(yōu)化帶寬:邊緣設(shè)備可以預(yù)處理和過濾數(shù)據(jù),只將關(guān)鍵信息傳輸?shù)皆贫?,從而?yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。

提高安全性:邊緣設(shè)備可以執(zhí)行數(shù)據(jù)加密和訪問控制,增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全,防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。

數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析:在邊緣設(shè)備上可以執(zhí)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析,包括:

*數(shù)據(jù)過濾:去除不必要的數(shù)據(jù),只保留有價值的信息。

*數(shù)據(jù)聚合:將來自不同傳感器的數(shù)據(jù)聚合到一起,提供綜合視圖。

*特征提?。簭脑紨?shù)據(jù)中提取相關(guān)特征,用于機(jī)器學(xué)習(xí)和預(yù)測分析。

邊緣設(shè)備的類型

用于邊緣計(jì)算的設(shè)備可以是各種類型的,包括:

*網(wǎng)關(guān):負(fù)責(zé)連接傳感器、執(zhí)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和傳輸?shù)皆贫恕?/p>

*微控制器(MCU):具有內(nèi)置處理能力的小型嵌入式設(shè)備,可用于本地?cái)?shù)據(jù)分析。

*工業(yè)PC(IPC):基于x86或ARM架構(gòu)的更強(qiáng)大的計(jì)算設(shè)備,可用于更復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

邊緣計(jì)算與云計(jì)算的協(xié)同工作

邊緣計(jì)算并不是為了取代云計(jì)算,而是與其協(xié)同工作。邊緣設(shè)備負(fù)責(zé)實(shí)時處理和數(shù)據(jù)預(yù)處理,而云端則用于存儲和分析大量數(shù)據(jù),以及執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù),如機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能。

案例研究

預(yù)測性維護(hù):在智能制造工廠中,邊緣計(jì)算用于實(shí)時處理來自傳感器的數(shù)據(jù),以檢測和預(yù)測機(jī)器故障。這可以觸發(fā)維護(hù)操作,防止計(jì)劃外停機(jī)和提高設(shè)備利用率。

質(zhì)量控制:邊緣設(shè)備可以分析從生產(chǎn)線上傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù),以檢測產(chǎn)品缺陷,并自動調(diào)整生產(chǎn)過程以提高質(zhì)量。

優(yōu)化流程:邊緣計(jì)算可以分析來自不同機(jī)器和流程的數(shù)據(jù),優(yōu)化制造流程,減少浪費(fèi)、提高生產(chǎn)率。

結(jié)論

邊緣計(jì)算對于智能制造中的傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時處理至關(guān)重要。通過降低延遲、優(yōu)化帶寬、提高安全性并執(zhí)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析,邊緣計(jì)算使制造企業(yè)能夠提高運(yùn)營效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量并獲得競爭優(yōu)勢。隨著邊緣計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,其在智能制造中的應(yīng)用預(yù)計(jì)將持續(xù)增長。第四部分預(yù)測性維護(hù)與邊緣計(jì)算的關(guān)聯(lián)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)預(yù)測性維護(hù)

1.預(yù)測性維護(hù)是一種通過監(jiān)控設(shè)備性能參數(shù)和分析數(shù)據(jù)模式來預(yù)測潛在故障的維護(hù)策略。它涉及利用傳感器、數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法來檢測異常情況,并在故障發(fā)生之前采取預(yù)防措施。

2.預(yù)測性維護(hù)通過避免意外停機(jī)、延長設(shè)備壽命和優(yōu)化維修計(jì)劃,為智能制造業(yè)帶來顯著的效益。它利用邊緣計(jì)算的低延遲和實(shí)時處理能力來快速分析數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的預(yù)測和更有效的維護(hù)決策。

3.預(yù)測性維護(hù)在智能制造中有著廣泛的應(yīng)用,包括機(jī)器監(jiān)控、過程優(yōu)化、能源管理和質(zhì)量控制。通過與邊緣計(jì)算的整合,制造業(yè)企業(yè)能夠提高運(yùn)營效率,降低維護(hù)成本,并提高產(chǎn)品質(zhì)量。

邊緣計(jì)算與預(yù)測性維護(hù)的關(guān)聯(lián)

1.邊緣計(jì)算通過將計(jì)算和數(shù)據(jù)處理移至靠近數(shù)據(jù)源的位置,為預(yù)測性維護(hù)提供了關(guān)鍵優(yōu)勢。它減少了延遲,提高了實(shí)時性,并允許更快、更直接地訪問設(shè)備數(shù)據(jù)。

2.邊緣計(jì)算平臺可以托管預(yù)測性維護(hù)算法和模型,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和分析。這使得制造業(yè)企業(yè)能夠在邊緣進(jìn)行實(shí)時故障檢測和預(yù)測,而無需將所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

3.邊緣計(jì)算還促進(jìn)了預(yù)測性維護(hù)的分布式部署,使制造業(yè)企業(yè)能夠在多個工廠和地點(diǎn)監(jiān)控和維護(hù)設(shè)備。這有助于實(shí)現(xiàn)更全面的維護(hù)覆蓋范圍,并提高整體運(yùn)營效率。預(yù)測性維護(hù)與邊緣計(jì)算的關(guān)聯(lián)

引言

預(yù)測性維護(hù)(PdM)是一種維護(hù)戰(zhàn)略,旨在通過分析設(shè)備數(shù)據(jù)來預(yù)測其故障的可能性。邊緣計(jì)算是一種計(jì)算范例,將計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)從云端移至靠近數(shù)據(jù)源的設(shè)備。邊緣計(jì)算和PdM之間的關(guān)聯(lián)為提高工業(yè)運(yùn)營效率創(chuàng)造了巨大的潛力。

優(yōu)勢

1.實(shí)時數(shù)據(jù)處理:

邊緣計(jì)算設(shè)備位于數(shù)據(jù)源附近,能夠快速接收和處理傳感器數(shù)據(jù)。這消除了云傳輸?shù)难舆t,確保實(shí)時分析,從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常。

2.設(shè)備優(yōu)化:

邊緣計(jì)算設(shè)備可以實(shí)時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行參數(shù),例如溫度、振動和耗電量。分析這些數(shù)據(jù)可以深入了解設(shè)備健康狀況,并優(yōu)化其操作,以提高效率和延長使用壽命。

3.減少停機(jī)時間:

PdM系統(tǒng)使用邊緣計(jì)算可以識別即將發(fā)生的故障跡象,從而使維護(hù)團(tuán)隊(duì)能夠在問題惡化之前采取預(yù)防措施。這有助于減少非計(jì)劃停機(jī)時間,提高生產(chǎn)率并降低成本。

4.降低維護(hù)成本:

預(yù)測性維護(hù)可防止設(shè)備故障,從而減少昂貴的維修費(fèi)用。邊緣計(jì)算通過實(shí)時數(shù)據(jù)分析和早期故障檢測,進(jìn)一步降低了維護(hù)成本。

5.改善資產(chǎn)利用率:

通過優(yōu)化設(shè)備性能和減少停機(jī)時間,PdM和邊緣計(jì)算可以提高資產(chǎn)利用率,從而提高投資回報(bào)率。

應(yīng)用案例

1.風(fēng)力渦輪機(jī):

邊緣計(jì)算設(shè)備安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)上,監(jiān)控振動、溫度和功率輸出。這些數(shù)據(jù)被用于預(yù)測渦輪機(jī)故障,優(yōu)化其操作并減少停機(jī)時間。

2.工業(yè)電機(jī):

邊緣計(jì)算設(shè)備連接到工業(yè)電機(jī),監(jiān)測電流、電壓和溫度。這些數(shù)據(jù)用于預(yù)測電機(jī)故障,實(shí)現(xiàn)高效維護(hù),防止意外故障。

3.石油和天然氣設(shè)備:

邊緣計(jì)算設(shè)備部署在石油和天然氣鉆井平臺上,監(jiān)控設(shè)備健康狀況。實(shí)時數(shù)據(jù)分析有助于預(yù)測管道泄漏、泵故障和管道堵塞,從而確保安全性和降低風(fēng)險。

4.制造業(yè)設(shè)備:

邊緣計(jì)算設(shè)備集成到制造業(yè)設(shè)備中,監(jiān)控生產(chǎn)線狀態(tài)。這些數(shù)據(jù)用于預(yù)測設(shè)備故障、優(yōu)化工藝流程并減少產(chǎn)品缺陷。

實(shí)施考慮因素

1.數(shù)據(jù)安全性:

邊緣計(jì)算設(shè)備處理敏感數(shù)據(jù),因此必須實(shí)施強(qiáng)大的安全措施,包括加密、身份驗(yàn)證和訪問控制。

2.網(wǎng)絡(luò)連接:

邊緣計(jì)算設(shè)備依賴于可靠的網(wǎng)絡(luò)連接,以傳輸數(shù)據(jù)并與云服務(wù)通信。必須考慮網(wǎng)絡(luò)吞吐量、延遲和穩(wěn)定性。

3.處理能力:

邊緣計(jì)算設(shè)備必須具有足夠的處理能力來處理實(shí)時數(shù)據(jù)流并執(zhí)行預(yù)測分析。

4.成本效益:

在實(shí)施PdM和邊緣計(jì)算系統(tǒng)時,必須權(quán)衡其成本效益。收益必須超過實(shí)施和運(yùn)營成本。

結(jié)論

預(yù)測性維護(hù)與邊緣計(jì)算的結(jié)合為智能制造帶來了顯著優(yōu)勢。通過實(shí)時數(shù)據(jù)處理、設(shè)備優(yōu)化、停機(jī)時間減少和維護(hù)成本降低,PdM和邊緣計(jì)算提高了工業(yè)運(yùn)營效率,改善了資產(chǎn)利用率,并降低了整體運(yùn)營成本。隨著邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,這種關(guān)聯(lián)預(yù)計(jì)將在未來幾年繼續(xù)發(fā)揮越來越重要的作用。第五部分邊緣計(jì)算在離散制造中的應(yīng)用場景邊緣計(jì)算在離散制造中的應(yīng)用場景

邊緣計(jì)算在離散制造中具有廣泛的應(yīng)用場景,以下列舉幾個關(guān)鍵場景:

1.生產(chǎn)線監(jiān)控和優(yōu)化

*實(shí)時采集生產(chǎn)線傳感器數(shù)據(jù),如溫度、振動和功率消耗,并通過邊緣計(jì)算進(jìn)行分析,以便快速檢測異常和故障。

*通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行預(yù)測性維護(hù),提前識別可能出現(xiàn)問題的機(jī)器或組件,采取預(yù)防性措施以避免意外停機(jī)。

*基于邊緣計(jì)算的實(shí)時優(yōu)化算法,根據(jù)實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)和需求變化,優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃和資源分配,提高生產(chǎn)效率。

2.質(zhì)量控制和檢測

*部署在生產(chǎn)線上的邊緣設(shè)備,利用計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)行實(shí)時圖像和視頻分析,檢測產(chǎn)品缺陷和異常。

*將邊緣計(jì)算與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器相結(jié)合,收集產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù),用于統(tǒng)計(jì)過程控制和質(zhì)量預(yù)測。

*通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)分布式視覺檢測,減少大規(guī)模數(shù)據(jù)集的中央處理需求,提高質(zhì)量控制的效率和準(zhǔn)確性。

3.協(xié)作機(jī)器人和自動化

*邊緣計(jì)算為協(xié)作機(jī)器人提供實(shí)時感知和決策能力,使它們能夠安全有效地與人類操作員協(xié)同工作。

*利用邊緣設(shè)備上的人工智能算法,協(xié)作機(jī)器人可以識別物體、處理語言命令和執(zhí)行復(fù)雜的交互任務(wù)。

*通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)自動化控制,使制造過程更加智能和靈活,顯著提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。

4.資產(chǎn)跟蹤和管理

*利用邊緣計(jì)算和射頻識別(RFID)或藍(lán)牙低能耗(BLE)等技術(shù),實(shí)時跟蹤制造資產(chǎn)的位置和狀態(tài)。

*通過邊緣設(shè)備收集和分析資產(chǎn)數(shù)據(jù),進(jìn)行庫存管理、預(yù)防性維護(hù)和設(shè)備利用率優(yōu)化。

*實(shí)現(xiàn)基于邊緣計(jì)算的資產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,即使在沒有可靠網(wǎng)絡(luò)連接的情況下,也能對關(guān)鍵資產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控和管理。

5.物料管理和物流優(yōu)化

*通過邊緣設(shè)備監(jiān)控物料庫存和移動,優(yōu)化物料管理流程,減少浪費(fèi)和提升生產(chǎn)效率。

*基于邊緣計(jì)算的物流優(yōu)化算法,根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù),優(yōu)化物料配送路線和倉庫管理策略,提高供應(yīng)鏈效率。

*在運(yùn)輸過程中,邊緣計(jì)算用于監(jiān)控貨物狀況,例如溫度、濕度和位置,確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全交付。

6.其他場景

除了上述主要場景外,邊緣計(jì)算在離散制造中還有其他潛在應(yīng)用,包括:

*能源管理:監(jiān)控和優(yōu)化能耗,降低制造運(yùn)營成本。

*安全保障:通過邊緣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時視頻分析,加強(qiáng)安全監(jiān)控,防止安全事故。

*定制化生產(chǎn):支持快速響應(yīng)客戶定制化需求,實(shí)現(xiàn)個性化制造。

*遠(yuǎn)程協(xié)作:使專家能夠遠(yuǎn)程訪問制造現(xiàn)場數(shù)據(jù)和設(shè)備,提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)和故障排除。

*數(shù)字孿生:通過邊緣計(jì)算收集實(shí)時數(shù)據(jù),構(gòu)建制造過程的數(shù)字孿生,進(jìn)行仿真、優(yōu)化和預(yù)測性分析。

邊緣計(jì)算在離散制造中的應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展,隨著技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展,預(yù)計(jì)未來將出現(xiàn)更多創(chuàng)新性的應(yīng)用。第六部分邊緣計(jì)算在流程制造中的價值體現(xiàn)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)設(shè)備監(jiān)控和預(yù)測性維護(hù)

1.實(shí)時監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù),如溫度、振動和能耗,以識別異常操作模式并預(yù)測潛在故障。

2.通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析傳感器數(shù)據(jù),檢測設(shè)備磨損、劣化和故障模式,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。

3.在設(shè)備故障發(fā)生前發(fā)出警報(bào),減少停機(jī)時間,降低維護(hù)成本,提高設(shè)備利用率。

實(shí)時質(zhì)量控制

1.在生產(chǎn)線上部署邊緣設(shè)備,收集過程中的關(guān)鍵質(zhì)量數(shù)據(jù),如產(chǎn)品規(guī)格、尺寸和缺陷。

2.使用邊緣分析算法處理數(shù)據(jù),實(shí)時檢測質(zhì)量偏差,并向操作員提供反饋。

3.及時糾正生產(chǎn)工藝,防止不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生,提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少返工和廢品。

優(yōu)化生產(chǎn)流程

1.收集生產(chǎn)車間的實(shí)時數(shù)據(jù),如機(jī)器利用率、工藝參數(shù)和生產(chǎn)效率。

2.利用邊緣分析技術(shù)分析數(shù)據(jù),識別生產(chǎn)瓶頸、優(yōu)化工藝參數(shù)和調(diào)度決策。

3.通過實(shí)時調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,最大化產(chǎn)出,提高生產(chǎn)效率,減少浪費(fèi)。

遠(yuǎn)程操作和協(xié)作

1.通過邊緣設(shè)備將生產(chǎn)車間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。

2.專家可以遠(yuǎn)程訪問機(jī)器數(shù)據(jù)和視頻流,提供實(shí)時指導(dǎo)和故障排除。

3.促進(jìn)多部門協(xié)作,提高問題解決效率,減少運(yùn)營成本。

供應(yīng)鏈管理

1.利用邊緣傳感器跟蹤原材料庫存、產(chǎn)品運(yùn)輸和交付。

2.通過邊緣分析優(yōu)化庫存管理、物流和交付路線。

3.提高供應(yīng)鏈透明度和效率,降低庫存成本和減少交貨時間。

數(shù)據(jù)安全和隱私

1.在邊緣設(shè)備上部署安全措施,加密數(shù)據(jù),防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。

2.遵守?cái)?shù)據(jù)隱私法規(guī),限制數(shù)據(jù)收集和使用,保護(hù)客戶和員工的個人信息。

3.通過安全通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)在云端和邊緣設(shè)備之間安全傳輸。邊緣計(jì)算在流程制造中的價值體現(xiàn)

1.實(shí)時數(shù)據(jù)收集和分析

*通過邊緣設(shè)備即時收集制造過程中的數(shù)據(jù),消除傳統(tǒng)方法的時延。

*實(shí)時分析這些數(shù)據(jù)以快速識別異常、預(yù)測維護(hù)需求并優(yōu)化過程。

2.遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制

*允許從任何位置對制造過程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。

*管理人員和工程師可以實(shí)時查看流程數(shù)據(jù),并根據(jù)需要遠(yuǎn)程調(diào)整設(shè)置。

3.預(yù)測性維護(hù)

*通過邊緣計(jì)算持續(xù)分析傳感器數(shù)據(jù),預(yù)測機(jī)器故障和維護(hù)需求。

*促進(jìn)行維護(hù)的預(yù)防性方法,最大限度地減少停機(jī)時間和成本。

4.質(zhì)量控制和產(chǎn)品優(yōu)化

*實(shí)時監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,以識別偏差和異常。

*自動調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)以優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量并提高產(chǎn)出。

5.協(xié)作和數(shù)據(jù)共享

*將邊緣計(jì)算與云平臺相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)作。

*不同部門(例如,運(yùn)營、維護(hù)和質(zhì)量控制)可以訪問和分析相同的實(shí)時數(shù)據(jù),從而做出更明智的決策。

6.縮短上市時間

*通過快速收集和分析數(shù)據(jù),邊緣計(jì)算可以幫助制造商縮短新產(chǎn)品和服務(wù)的上市時間。

*實(shí)時數(shù)據(jù)洞察使制造商能夠快速識別和解決流程瓶頸,從而加速產(chǎn)品開發(fā)。

7.成本節(jié)約

*減少停機(jī)時間、優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

*降低與人工監(jiān)控、手動數(shù)據(jù)分析和停產(chǎn)相關(guān)的成本。

例證:

*一家制造商實(shí)施了邊緣計(jì)算系統(tǒng),用于監(jiān)控其生產(chǎn)線上的傳感器數(shù)據(jù)。這使得該制造商能夠?qū)崟r檢測異常并預(yù)測機(jī)器故障。結(jié)果,該制造商的停機(jī)時間減少了20%,維護(hù)成本降低了15%。

*另一家制造商使用了邊緣計(jì)算來分析其產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)。該制造商能夠?qū)崟r識別缺陷,然后自動調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)以消除缺陷。這導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量提高了10%,客戶滿意度提高了15%。

結(jié)論

邊緣計(jì)算在流程制造中具有巨大的價值,因?yàn)樗怪圃焐棠軌驅(qū)崟r收集和分析數(shù)據(jù)。這為預(yù)測性維護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、質(zhì)量控制和成本節(jié)約提供了機(jī)會。通過實(shí)施邊緣計(jì)算解決方案,流程制造商可以提高效率、降低成本和提高競爭力。第七部分邊緣計(jì)算在智能工廠中的安全考量關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)訪問控制和身份認(rèn)證

1.確保只有授權(quán)用戶才能訪問邊緣設(shè)備和數(shù)據(jù),防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和惡意行為。

2.實(shí)施基于角色的訪問控制,僅允許用戶訪問與其工作職責(zé)相關(guān)的特定設(shè)備和數(shù)據(jù)。

3.使用多因素身份認(rèn)證機(jī)制,例如密碼和生物識別,增強(qiáng)身份驗(yàn)證的安全性。

數(shù)據(jù)隱私和機(jī)密性

1.保護(hù)邊緣設(shè)備收集和處理的敏感數(shù)據(jù),防止數(shù)據(jù)泄露或?yàn)E用。

2.使用加密算法和訪問控制措施,確保只有授權(quán)用戶可以訪問數(shù)據(jù)。

3.遵守?cái)?shù)據(jù)保護(hù)法規(guī),例如通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例(GDPR),以保護(hù)個人數(shù)據(jù)。

固件和軟件更新

1.及時更新邊緣設(shè)備的固件和軟件,以修復(fù)安全漏洞并提高性能。

2.實(shí)施安全更新機(jī)制,確保更新經(jīng)過驗(yàn)證并安全地安裝。

3.使用簽名代碼和數(shù)字證書,驗(yàn)證固件和軟件更新的完整性和真實(shí)性。

網(wǎng)絡(luò)安全

1.在邊緣網(wǎng)絡(luò)中部署防火墻、入侵檢測系統(tǒng)和其他安全措施,以檢測和阻止網(wǎng)絡(luò)攻擊。

2.分段邊緣網(wǎng)絡(luò),將關(guān)鍵系統(tǒng)與不那么關(guān)鍵的系統(tǒng)隔離,以限制潛在損害。

3.使用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)和加密隧道,安全地連接邊緣設(shè)備并保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸。

物理安全

1.保護(hù)邊緣設(shè)備免遭物理損壞、盜竊或未經(jīng)授權(quán)的訪問。

2.控制對邊緣設(shè)備所在位置的物理訪問,并使用安全攝像頭和警報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

3.實(shí)施環(huán)境監(jiān)控措施,例如溫度和濕度傳感器,以檢測異常狀況并防止損壞。

持續(xù)監(jiān)控

1.部署安全信息和事件管理(SIEM)系統(tǒng),集中監(jiān)控邊緣設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的安全活動。

2.使用日志分析和入侵檢測工具,檢測可疑行為并及時采取行動。

3.定期進(jìn)行安全審計(jì)和滲透測試,評估安全態(tài)勢并識別改進(jìn)領(lǐng)域。邊緣計(jì)算在智能工廠中的安全考量

簡介

邊緣計(jì)算將計(jì)算和存儲資源部署到接近數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣,以實(shí)現(xiàn)低延遲、高帶寬和數(shù)據(jù)本地化。在智能工廠中,邊緣計(jì)算扮演著至關(guān)重要的角色,但同時它也帶來了新的安全挑戰(zhàn)。

安全風(fēng)險

智能工廠的邊緣計(jì)算環(huán)境面臨著以下安全風(fēng)險:

*數(shù)據(jù)泄露:邊緣設(shè)備收集和處理敏感數(shù)據(jù),如生產(chǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和客戶信息。數(shù)據(jù)泄露可能導(dǎo)致知識產(chǎn)權(quán)盜竊、商業(yè)機(jī)密泄露和客戶隱私侵犯。

*網(wǎng)絡(luò)攻擊:邊緣設(shè)備通常連接到開放網(wǎng)絡(luò),使其容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊,如DDoS攻擊、惡意軟件感染和中間人攻擊。這些攻擊可能導(dǎo)致生產(chǎn)中斷、設(shè)備損壞和數(shù)據(jù)竊取。

*物理安全:邊緣設(shè)備通常部署在工廠車間等環(huán)境中,存在物理安全風(fēng)險,如未經(jīng)授權(quán)訪問、破壞和盜竊。這些風(fēng)險可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失和生產(chǎn)中斷。

安全措施

為了應(yīng)對這些安全風(fēng)險,智能工廠中的邊緣計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)實(shí)施以下安全措施:

1.數(shù)據(jù)安全

*加密:對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,以防止未授權(quán)訪問。

*訪問控制:實(shí)施訪問控制機(jī)制,僅允許授權(quán)用戶訪問數(shù)據(jù)。

*數(shù)據(jù)最小化:只收集和存儲必要的最小數(shù)據(jù),以減少數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。

2.網(wǎng)絡(luò)安全

*網(wǎng)絡(luò)分段:將邊緣設(shè)備從其他網(wǎng)絡(luò)分段隔離,以限制攻擊的傳播。

*防火墻:在邊緣設(shè)備和外部網(wǎng)絡(luò)之間配置防火墻,以阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問。

*入侵檢測和預(yù)防系統(tǒng)(IDS/IPS):部署IDS/IPS來檢測和阻止網(wǎng)絡(luò)攻擊。

3.物理安全

*物理訪問控制:限制對邊緣設(shè)備的物理訪問權(quán)限。

*傳感器和警報(bào):安裝傳感器和警報(bào),以檢測未經(jīng)授權(quán)訪問和破壞。

*冗余:實(shí)施冗余措施,以確保在設(shè)備或系統(tǒng)故障的情況下數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

4.安全管理

*安全監(jiān)控:定期監(jiān)控邊緣計(jì)算系統(tǒng),以檢測異常情況和安全漏洞。

*安全更新:定期更新邊緣設(shè)備和軟件,以修復(fù)安全漏洞。

*員工培訓(xùn):對員工進(jìn)行安全意識培訓(xùn),以了解邊緣計(jì)算的安全風(fēng)險和最佳實(shí)踐。

5.法律和法規(guī)合規(guī)

*數(shù)據(jù)保護(hù)法:遵守適用的數(shù)據(jù)保護(hù)法,如《歐盟通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例(GDPR)》。

*行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):遵循行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn),如NISTSP800-190和ISO27001/27002。

*供應(yīng)商選擇:選擇提供安全邊緣計(jì)算解決方案和技術(shù)的供應(yīng)商。

實(shí)施考慮

在智能工廠中實(shí)施邊緣計(jì)算安全措施時,應(yīng)考慮以下事項(xiàng):

*成本效益:權(quán)衡安全措施的成本和收益,以確定最佳的解決方案。

*運(yùn)營影響:確保安全措施不會對生產(chǎn)操作產(chǎn)生重大影響。

*可用性:選擇不會影響邊緣計(jì)算系統(tǒng)可用性的安全措施。

結(jié)論

邊緣計(jì)算在智能工廠中具有巨大潛力,但它也帶來了新的安全挑戰(zhàn)。通過實(shí)施全面的安全措施,包括數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、物理安全、安全管理和法律法規(guī)合規(guī),組織可以保護(hù)其數(shù)據(jù)、系統(tǒng)和業(yè)務(wù)免受邊緣計(jì)算帶來的風(fēng)險。這樣做將確保智能工廠的安全和高效運(yùn)營,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃的全部好處。第八部分邊緣計(jì)算與云計(jì)算在智能制造中的協(xié)同邊緣計(jì)算與云計(jì)算在智能制造中的協(xié)同

引言

智能制造整合了先進(jìn)技術(shù),以優(yōu)化制造流程并提高生產(chǎn)力。邊緣計(jì)算和云計(jì)算作為互補(bǔ)技術(shù),在智能制造的轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,提供協(xié)同效應(yīng)以實(shí)現(xiàn)更高的效率和敏捷性。

邊緣計(jì)算的優(yōu)勢

邊緣計(jì)算在制造環(huán)境中提供以下優(yōu)勢:

*低延遲:數(shù)據(jù)處理在設(shè)備附近進(jìn)行,減少了數(shù)據(jù)傳輸延遲。

*實(shí)時決策:邊緣設(shè)備能夠快速分析數(shù)據(jù)并采取實(shí)時行動,無需云計(jì)算的批準(zhǔn)。

*數(shù)據(jù)安全:數(shù)據(jù)存儲在邊緣設(shè)備上,提高安全性并降低云計(jì)算成本。

*可靠性:邊緣設(shè)備可在網(wǎng)絡(luò)中斷時繼續(xù)運(yùn)行,確保持續(xù)操作。

云計(jì)算的優(yōu)勢

相比之下,云計(jì)算提供以下優(yōu)勢:

*強(qiáng)大的計(jì)算能力:云平臺提供強(qiáng)大的計(jì)算資源,可用于大數(shù)據(jù)分析和復(fù)雜模擬。

*數(shù)據(jù)存儲和管理:云存儲可用于存儲和管理大量制造數(shù)據(jù),提供歷史記錄和趨勢分析。

*可擴(kuò)展性:云平臺可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展或縮減,以適應(yīng)不斷變化的制造需求。

*遠(yuǎn)

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