奥迪：在工业边缘使用 VMware 边缘计算堆栈

简述：在工业4.0的浪潮中，边缘计算逐渐成为制造业的关键技术之一。近日，德国汽车制造巨头奥迪展示了如何利用VMware的边缘计算堆栈（ECS）优化生产流程，为其德国Böllinger Höfe工厂的“生产边缘云”（EC4P）计划注入强大动力。

VMware以其虚拟化技术而闻名，企业多年来一直在使用其技术来虚拟化服务器环境。除了数据中心，VMware还提供边缘计算解决方案——这项技术目前正因博通收购而有所被掩盖。

VMware的边缘计算堆栈（ECS）在今年早些时候进行了更新；在Edge Field Day 3上的技术讲解和演示为ECS的基础及其客户应用提供了介绍。

什么是 VMWare ECS 和 VECO

尽管博通对VMware Cloud Foundation（VCF）的许可和支持费用做出了一些改变，引起了较大反响，但 VCF 和 (ECS) 并不等同。

VMware软件定义边缘（SDE）部门的技术产品经理Alan Renouf表示：“我们重新构想了VMware的工作方式，以确保它适应边缘环境的限制。” 他还指出，ECS有专门的定价和市场进入策略，适合边缘计算环境。

ECS解决了在企业数据中心或云环境中不存在的独特挑战。主要挑战包括：

• 规模问题：在成千上万台设备上管理应用。

• 连接性问题：应用需要能够在与网络断开连接时运行。

• 可管理性问题：现场几乎没有人员维护设备。

ESXi虚拟化程序是VCF架构中的核心组件，并且在ECS中也起着重要作用。在ECS中，边缘运行时使用优化版本的ESXi来运行虚拟机，并可以通过Tanzu Kubernetes Grid运行Kubernetes容器，从而提供比其他边缘环境更广泛的应用灵活性。

VMware边缘计算的另一个组成部分是Edge Cloud Orchestrator（VECO），这是一款基于SaaS的编排工具，能够实现边缘硬件和应用的零接触部署。公司在今年早些时候宣布的重大更新中，实现了“拉取”架构，意味着边缘代理使用心跳信号进行认证并向管理平台报告状态，以应对大规模的边缘部署。其他新功能还包括基于Prometheus和Grafana的基础设施、虚拟机和Kubernetes工作负载的可观察性。

奥迪如何在工业边缘使用VMware

德国汽车制造商奥迪最近分享了其在德国Böllinger Höfe工厂使用ECS作为“生产边缘云”（EC4P）计划的一部分的详细信息。

EC4P的一个目标是整合车间的工业PC（IPC）和可编程逻辑控制器（PLC）。例如，工厂通常为不同的功能配备独立的IPC，包括制造执行系统（MES）、计算机视觉（用于质量控制）、工具控制和预测性维护。

这种做法在能源消耗、故障排除和维护方面成本较高——而且系统复杂性也可能导致安全问题，特别是在修补不同系统时。

奥迪使用VMware来整合工作负载，通过使用单一平台进行虚拟化和容器化。目标是降低资本和运营成本，同时能够快速集成新工具。

这些工作负载可以在本地集群上运行，也可以根据需要利用附近的边缘云。ECS平台的独特之处在于，它同时支持实时和非实时工作负载。

例如，VDI和虚拟机可以在边缘硬件上运行，奥迪将MES作为VDI连接到附近的边缘云，距离通常在200米到10公里之间。

与此同时，虚拟化的PLC从车辆生产线上的传感器和执行器获取数据，然后控制生产机器人。根据奥迪的说法，vPLC系统需要在5到10微秒内执行命令，总性能预算为250微秒。与此相比，VDI工作负载则要求非实时（RT）工作负载的延迟目标为25毫秒。

其他亮点包括：

• 单个vPLC可以控制一个“机器人单元”，即一组8台机器人；奥迪高管表示，vPLC实例从年初以来一直稳定运行。

• 公司正在使用ESXi RT运行虚拟PLC（vPLC），因为这是一个成熟的技术。

• 奥迪预计，虚拟机将在未来继续在工厂中运行，因为许多工作负载依赖于Windows。

• 从长远来看，到2027年，奥迪预计虚拟机和容器工作负载的分布会更加均衡，随着更多新的应用为Kubernetes而创建。

关键结论

奥迪使用VMware的案例是边缘计算在大规模应用中的一个典范，涵盖了服务器房间和车间工作负载。奥迪高管表示，一家典型工厂拥有超过10,000台工业PC和4,000个用于控制和监控生产的人工智能接口系统。

在进入生产阶段一年多的时间里，奥迪成功减少了专用功能设备的数量，同时通过统一的操作模型和工作负载管理流程，提高了IT运营效率。

分析

VMware的ECS满足了目标客户的需求，能够同时运行和管理虚拟机和容器。这些客户通常是大型VMware用户，想要将边缘应用纳入更广泛的云基础设施中。

然而，对于一些组织来说，VMware的负面情绪影响了其支出计划。此外，直接向前2,000个客户销售的决定意味着许多可能使用ECS的公司，可能失去了过去为其销售和安装VMware解决方案的支持人员。

虽然VMware在大型企业中仍有大量机会来推广ECS，但那些历史上由渠道合作伙伴服务的小型企业，可能正在寻求其他新的边缘计算解决方案。

边缘计算社区评论：在工业生产逐渐智能化的今天，奥迪与VMware的合作无疑为行业提供了借鉴。边缘计算的深度应用将继续推动制造业效率提升，为未来的智能工厂奠定坚实基础。

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