Pět tipů, než se pustíte do edge computingu

Jedním ze základních kamenů paradigmat chytré výroby nebo Průmyslu 4.0 je použití okrajových technologií. „Okraj“ (edge) označuje místo v procesu řízení u strojů nebo zařízení či v jejich blízkosti. Edge computing na okraji procesu může rychle zpracovávat data s menší komunikační latencí.

Může být neproveditelné, aby události stroje, ke kterým dochází každou sekundu, byly odesílány do cloudu, analyzovány a odpověď odesílána zpět včas, aby systém mohl na základě dat jednat dříve, než dojde k další události. Umístění technologií na okraj umožňuje rychlé zpracování dat. Vyžaduje však také správnou implementaci a integraci.

Společnosti, které se chystají učinit další krok s okrajovými technologiemi, by se měly zaměřit na těchto pět forem přípravy a integrace edge computingu.

1. Provozní výzvy nebo příležitosti pro edge computing

Než se organizace vrhne na řešení edge, měla by definovat cíle a výsledky, které od jeho zavedení do řídicího prostředí očekává. Nebojte se vyzvat potenciální dodavatele, aby předložili úspěšné případové studie a příklady svých řešení, jež fungují u klientů v podobném prostředí. Zjistěte celkové náklady na vlastnictví (TCO) v prvním, druhém a pátém roce a věnujte čas tomu, abyste s provozním týmem vypočítali skutečné úspory nebo hodnotu vyplývající z navrhovaného řešení. Nesplnění očekávání v několika prvních projektech edge computingu může narušit ochotu organizace pokračovat v zavádění nových technologií a řešení, jež jí mohou pomoci splnit obchodní cíle. 

2. Dostupnost dat pro edge computing

S ohledem na konkrétní případ použití je nezbytné věnovat čas určení místa, odkud platforma přijímá data, a způsobu, jakým se tato data dostávají do řešení edge computingu. V případech, kdy jsou programovatelné logické automaty (PLC), senzory a další zařízení založeny na Ethernetu, může být interakce těchto zařízení s technologiemi na okraji sítě jednoduchá. V místech, kde jsou data uložena v jiných než ethernetových sítích, jako je RS485 nebo ControlNet (od společnosti ODVA), může být nutné integrovat další zařízení, jako jsou vstupně-výstupní (I/O) brány, aby byl umožněn přístup k datům. Je třeba také posoudit rychlost dotazování okrajové technologie, aby bylo zajištěno, že procesní zařízení snese dodatečnou zátěž a že frekvence informací generovaných nebo shromažďovaných zařízením je v souladu, aby se zabránilo zbytečnému dotazování.

3. Ukládání dat pro edge computing

Při vytváření řešení, které využívá edge computing, musejí vývojáři aplikací určit, kolik řídicích dat je třeba uchovávat a kde mohou existovat. V aplikacích, jako je strojové učení (ML), kde je pro trénování potřeba velký objem dat, nemusejí být okrajové technologie schopny tato data pojmout. Budou muset být umístěna na vyšší úrovni, například v datovém centru nebo v cloudu. Velké datové soubory, jako jsou obrázky nebo videa, zaplňují úložiště a v případě potřeby archivace nebo odeslání na jiné místo představují větší zátěž pro sítě při přenosu dat. Určení životnosti jednotlivých dat a jejich umístění v jednotlivých fázích životního cyklu pomáhá při návrhu okrajových řešení a určuje, kterou technologii použít.

4. Fyzické aspekty edge computingu

Jednou z často opomíjených oblastí při diskusi o okrajových řešeních jsou praktické problémy s instalací zařízení. Bude zařízení instalováno v rámci ovládacích panelů strojů, nebo v novém či vyhrazeném panelu? Je pro napájecí kabel volná standardní zásuvka, nebo bude muset zařízení na okraji pracovat s napětím 24 V? Je síť přístupná pro okrajová zařízení, nebo budou zapotřebí nové síťové kabely či zařízení? Projektové plány mohou být zmařeny bez vyhodnocení fyzických míst, kde mají být instalována okrajová řešení. Po instalaci aplikací a řešení by měli ti, kteří je podporují, rozumět přístupu k okrajovým technologiím. Nemusejí například mít příslušná osvědčení nebo bezpečnostní školení pro přístup k panelům nebo umístění těchto plošin.

5. Rozvoj technických dovedností pro edge computing

Mnoho okrajových řešení využívá standardní operační systémy a programy pod působivě vypadajícími webovými portály pro správu a pod přehledovými panely. Organizace by se měly od dodavatelů snažit zjistit, jaké dovednosti a činnosti jsou spojeny s průběžnou údržbou a podporou technologií edge computingu. Například používání systému Linux namísto systému Microsoft Windows vedlo v mnoha novějších řešeních edge computingu k nedostatku dovedností v oblastech, kde většina aplikací fungovala na operačních systémech Windows.

Nyní se v okrajových technologiích stále častěji používají mikroslužby, například z platforem Docker nebo Kubernetes, které fungují na koncepcích a architekturách velmi odlišných od aplikací a platforem, na nichž fungují řešení pro řízení procesů. Pochopit, kdo a jakým způsobem může provádět podporu, údržbu nebo změny okrajových zařízení, je zásadní pro zajištění udržitelnosti všech implementovaných řešení.

Řídící technici, spolupráce v oblasti edge computingu

Okrajové technologie nabízejí organizacím různé schopnosti a možnosti, které vyvolávají nadšení i obavy. Bez řádného výzkumu, plánování a pevné implementační strategie by se první projekt mohl stát i posledním. Je nezbytné, aby řídící technici, datoví analytici, vedení podniku a dodavatel spolupracovali a určili nejlepší sadu technologií pro konkrétní prostředí a požadavky a předpoklady potřebné pro úspěch. Buďte obezřetní, ale i nadále zvědaví na ty, kteří slibují řešení typu „drop-in“ s minimálními nároky na implementaci. Toto prostředí se rychle mění a je důležité být neustále informován o nových možnostech a funkcích, jež jsou k dispozici v okrajových řešeních. To, co bylo ještě před několika lety považováno za neproveditelné, je dnes běžným zbožím. Organizace, které chtějí integrovat řešení edge do svých prostředí, by měly začít s malými výzvami, jež mohou přinést rychlé úspěchy, a pak tyto poznatky použít na větší a složitější výzvy. Možnosti, které tyto technologie přinášejí, jsou vzrušující a změní způsob, jakým technici přemýšlejí o řízení strojů a procesů.

Alan Raveling je architekt PT ve společnosti Interstates a držitel ocenění 2021 Engineering Leader Under 40. Společnost Interstates je obsahový partner vydavatelství CFE Media and Technology. Upravil Chris Vavra, ředitel pro webový obsah časopisu Control Engineering, CFE Media and Technology, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript..