Dovednosti pro revoluci edge computingu

Groov EPIC společnosti Opto 22 je evolucí tradičního průmyslového řídicího prvku směrem na okraj. Obrázek poskytla společnost Opto 22. Groov EPIC společnosti Opto 22 je evolucí tradičního průmyslového řídicího prvku směrem na okraj. Obrázek poskytla společnost Opto 22.

Edge computing začíná být převládající technologií a je nezbytné, aby se technici zapojili do akce. Zjistěte, jaké jsou čtyři dovednosti, které si mohou technici osvojit, aby byli lépe připraveni.

Světy informačních technologií (IT) a provozních technologií (PT) se protínají. Průmyslový sektor je svědkem výrazných investic do provozu ve velkém i malém měřítku a vše směřuje k všudypřítomnosti dat, jejich lepší dostupnosti a použitelnosti pro urychlení operací a řešení složitých provozních problémů. Klíčovým trendem, který je základem tohoto posunu, je příklon k okrajovým řešením spíše než k centralizovaným nebo hierarchickým modelům automatizačního systému, což se obecně nazývá edge computing.

O čem vlastně hovoříme: Základní pojmy

Především je potřeba pochopit, že edge computing nevznikl ze vzduchoprázdna a v praxi se netýká pouze jediné technologie. Jde o architektonický koncept související s větším paradigmatem zvaným distribuovaný computing, kde jsou výpočetní prostředky rozloženy v celém systému spíše než centralizovány v hlavním řídicím prvku nebo aplikaci. Technici, kteří pracovali s distribuovaným řídicím systémem (DCS), již viděli tento princip v akci.

Edge computing není ani tak evolucí DCS; jeho kořeny sahají ke globálně distribuovaným sítím, jež tvořily internet na počátku tohoto tisíciletí. Velké centralizované sítě čelily inherentnímu problému omezené šířky pásma a latence. Aby se zkrátila doba odezvy, dávalo smysl přesunout zdroje fyzicky blíže k oblastem, které je běžně požadovaly. Stále širší využívání chytrých zařízení a tlak na zavádění internetu věcí (IoT) zároveň lokálně zpřístupnily počítačové zdroje a služby. Stejné trendy se projevují v průmyslové sféře, protože sítě se sbližují a vytvářejí průmyslový internet věcí (IIoT).

Ve srovnání se systémy DCS jsou systémy orientované na edge computing ještě více distribuovány pro zpracování a ukládání dat a připojení. Tyto funkce se posouvají blíže k nejnižším vrstvám automatizační sítě, kde probíhá snímání a řízení v reálném světě. To je onen okraj (edge) v edge computingu.

V závislosti na záběru diskuse by však za okraj sítě mohlo být považováno cokoli v poslední míli sítě. Je lépe jej považovat za něco odlišného od zdrojů umístěných v jádru sítě nebo v cloudu.

Pojem okrajová zařízení se může vztahovat na chytrá provozní zařízení, jako jsou vysílače, programovatelné automaty (PLC) a programovatelné řídicí automaty (PAC), nebo na okrajové brány, k nimž patří převodníky protokolů, směrovače a průmyslová PC (IPC), které spojují různé části sítě nebo přemosťují nesourodé sítě. Zařízení, jako jsou tato, se stále více podílejí na agregaci a normalizaci procesních dat.

Normalizace dat se týká procesu přeformátování dat, přidání metadat, odstranění odlehlých hodnot a vyplnění mezer, aby základní systémy a databáze mohly pracovat s daty v konzistentním formátu. To se stává důležitým, protože data jsou vytvářena a přenášena ve velkém měřítku mnoha dalšími, možná heterogenními zařízeními a protokoly: starší sběrnice fieldbus kombinované s daty OPC, cloudovými daty JSON a novými inteligentními bezdrátovými formáty. Okrajová zařízení pomáhají předběžným zpracováním dat v provozu a eliminací nadbytečných dat, což snižuje nároky na šířku pásma sítě a výpočetní výkon jádra.

Průmyslový edge computing se vyvinul nad rámec zlepšení využití zdrojů. Díky výkonnějším zařízením na okraji můžeme do procesu přinášet nové funkce. Průmyslové okrajové zařízení může mít dostatečný výkon například pro hostování vizualizačních, databázových, komunikačních nebo aplikačních serverů pro lokální proces, což snižuje závislost na PC s vysokými nároky na údržbu a posiluje integraci s IT.

CTL2003 MAG2 F1 EdgeOpto22 groovEPIC node red phone3Node‑RED je populární nástroj pro konektivitu IoT, který usnadňuje sdílení dat na okraji. Obrázek poskytla společnost Opto 22.

Čtyři způsoby, jak zlepšit dovednosti pro edge computing

Architektury edge computingu spojují dříve oddělené funkce a technologie. Pro specialisty na PT může využití tohoto posunu vyžadovat rozvoj nových dovedností. Mezi přední dovednosti v oblasti edge computingu patří navrhování systémů, vytváření sítí, znalosti o databázích a zabezpečení. Níže uvádíme podrobněji, co je zapotřebí k rozvoji těchto dovedností.

  1. Navrhování systémů – Systém orientovaný na okraj potřebuje někoho, kdo chápe, jak všechno zapadá dohromady. Okrajová zařízení, počítačové sítě a softwarové systémy mají specifická omezení zdrojů a kvalita jejich interakcí zlepší nebo sníží celkovou efektivitu systému. Když se data přesunují napříč doménami, interoperabilita nabývá na významu. Je užitečné znát běžné formáty výměny dat, jako je JSON, a vědět, jak efektivně zpracovávat a organizovat data ve spolupráci mezi mnoha zařízeními. Tyto faktory určují celosystémové atributy, např. škálovatelnost, které budou čím dál důležitější při posunu k integraci IIoT v příštím desetiletí.
  2. Vytváření sítí – Edge computing zvyšuje výkon systémů IT/PT částečně efektivnějším využíváním síťových zdrojů. Při práci s okrajovými výpočetními systémy proto pomáhá, když technici rozumí tomu, jak měřit a řídit výkon počítačových sítí. Přidání několika okrajových zařízení, která pumpují obrovská množství dat, může síť neúnosně zpomalit. Při správném navržení to může zlepšit odezvu v provozu a zároveň snížit využití zdrojů v jádru. Implementace efektivních komunikačních protokolů, např. MQTT, může dále snížit poptávku po šířce pásma. Při navrhování sítě nebo výběru zařízení a komunikačních protokolů mohou hrát roli také další faktory, k nimž patří škálovatelnost a odolnost proti chybám.
  3. Znalosti o databázích – Databáze jsou důležité pro ukládání, distribuci a analýzu dat v IT a PT systémech. Edge computing je propojuje a znásobuje, což vyžaduje, aby specialisté PT něco věděli o tom, jak jsou navrženy a jak s nimi komunikovat. Zabezpečení a efektivita databáze mohou být negativně ovlivněny kvalitou příchozích dat a frekvencí či typem transakcí. Speciální software obsahuje otevřený nástroj pro konektivitu IoT, který pomáhá sdílet data mezi okrajovými zařízeními, databázemi a cloudovými službami. Jiný software zase zjednodušuje připojení databází v průmyslových aplikacích.
  4. Zabezpečení – Fyzické a kybernetické zabezpečení nelze považovat za samozřejmost, pokud lze data ukládat, přistupovat k nim a spravovat je na mnoha místech v řídicí síti. Technici pracující s tímto druhem sítě se budou muset seznámit s potenciálními riziky a nástroji používanými k jejich zmírnění. Technici musejí rozumět funkci a implementaci zařízení pro zabezpečení sítě, jako jsou brány firewall, a také funkcím ochrany dat, např. ověřování, šifrování a certifikaci. Také by měli být schopni posoudit bezpečnostní profil nových zařízení a aplikací před jejich zavedením do sítě. 

Přicházíme k okraji: Připravte se ke skoku

Neignorujte nevyhnutelnost edge computingu ani žádnou z technologií přispívajících k integraci IT/PT a posunu směrem k IIoT. Každodenní zařízení jsou stále výkonnější a technici budou v souvislosti s tím žádáni, aby s nimi dokázali více. To je trend, kterému se mohou technici postavit do čela, a se získanými znalostmi uvidí více příležitostí k vytváření hodnot pro interní a externí zákazníky. Technici, kteří se rozhodnou prozkoumat tuto problematiku a investovat do rozvoje nových znalostí, dovedností a spojení, najdou otevřené dveře k širokému potenciálu v následujících letech.

Josh Eastburn, ředitel technického marketingu. Upravil Chris Vavra, zástupce šéfredaktora časopisu Control Engineering, CFE Media and Technology, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript..

Ohodnotit tuto položku
(0 hlasů)
Naposledy změněno neděle, 18 říjen 2020 09:55
Control Engineering Česko

Control Engineering Česko je přední časopis o průmyslové automatizaci. Je vydáván v licenci amerického Control Engineering, které poskytuje novinky z této oblasti více než 60 let.

www.controlengcesko.com