По ръба на утрешния ден

To read the article in English, click here.

Следвайки повишената производителност от 1980-те и 1990-те, чрез техники като стегнато производство, популяризирано от Тойота, индустриалните компании усетиха постоянен спад на ефективността. Днес средното годишно увеличение на производителността е малко по-голямо от 0.5%. Вследствие на това индустриалните организации започнаха да търсят начин да подобрят производството, производителността и печалбата.

Навлизаме в дигиталната индустриална революция

Използвайки технологични иновации, индустриалните компании започнаха да увеличават произвдителността си. И докато облачните системи са основен фактор за индустриалната трансформация, едж системите бързо се превръщат в ключова част от уравнението на Индустриалния интернет на нещата (IIoT) за ускоряване на цифровата трансформация.

Едж системите не са новост, но възходът и обединяването на няколко тенденции създаде възможност да се помогне на индустриалните организации да превърнат големи количества машинно базирани данни в действащ интелект, намиращ се по-близо до източника на същите тези данни.

Какво е едж компютинг (Edge Computing)?

В контекста на Индустриалния интернет на нещата, едж се отнася до изчислителната инфраструктура, която съществува близо до източниците на данни – например, индустриалните машини (в т.ч. вятърни турбини, скенери за магнитен резонанс, подводни предпазни средства и т.н.), индустриални контролери, като системите SCADA и и бази данни от времеви редове, обединяващи данни от различни устройства и сензори. Тези устройства обикновено се намират далече от централизираните изчисления, налични в облака.

Уикипедия дефинира едж компютинга като „изместване на границата на изчислителните приложения, данни и услуги далеч от централизираните централизирани възли до логическите краища на мрежата. Това позовлява събирането на анализи и данни да се случва близо до източника на въпросните данни. Този подход изисква използването на ресурси, които може да не са непрекъснато свързани с мрежа като лаптопи, смартфони, таблети и сензори.”

Ролята на едж къмпютинга досега беше да поглъща, съхранява, филтрира и изпраща данни към облачните системи. Но достигаме до момент, в който тези системи събират в себе си повече изчисления, съхранение и аналитична мощност, за да консумират и да действат върху данните на мястото, където е и машината. Тази способност ще бъде абсолютно необходима за индустриалните организации.

Какво значи това за индустрията?

Специалисти в индустрията са изчислили, че десетки милиарди свързани неща ще генерират масивни обеми данни от различни източници. Очаква се в близките години да се инвестира повече от всякога в промишления интернет. Консултантската фирма McKinsey & Co. Счита, че IIoT ще генерира обща стойност от 7.5 трилиона долара до 2025г. Индустраилнитя интернет на нещата свързва умове и машини – свързва хора с машинни данни, което ускорява още повече процеса по индустриална информация.

С прилагането на големи данни, напреднали анализи и машинно обучение на операциите, индустриалците могат да намалят непланирания престой, да увеличат производствените активи, да намалят разходите по поддръжка,  енергийната консумация и да се отворят към потенциално нови бизнес модели.

През последните няколко години индустриалните организации започнаха да внедряват облачни системи в техните операции да събират данни от големи обеми данни, които помагат за постигането на ключови бизнес резултати, включително намалено непланирано прекъсване, по-висока ефективност на производството, по-ниска консумация на енергия и т.н. Облачните системи все още са ключов фактор в достигането на нови нива на производителност, чрез IIoT, където се изискава и сериозна компютърна мощ, за да може ефективно да се управляват големи количества данни от машините.

Но тъй като повече изчислителни, складови и аналитични възможности се сглобяват в по-малки устройства, които се намират все по-близо до източника на данни – а именно индустриалните машини, едж ще бъде инструмент, позволяващ едж обработката на продукти да изпълни обещанието на Индустриалния Интернет за подобрена производителност.

Ето няколко ключови фактора, които заедно правят едж реалност именно днес:

• Стойността на компютрите и сензорите продължава да пада;
• Все повече изчислителна мощ се събира във все по-малки устройства;
• Непрекъснато растящите количества данни от машини или заобикалящата ни среда (метеорологични данни, борсови колебания и т.н.);
• Модернизиране на машинното обучение и анализи;

За промишлеността тази технология ще бъде от решаващо значение в следните случаи:

• Слаба свързаност (напр. заради отдалечена локация);
• Високи разходи за прехвърляне на данни в облака;
• Ниска латентност, като например взаимодействие в затворена верига между приемането на команди от машината и задействането й;
• Непосредственост на анализа (ако професионалист трябва непрекъснато да проверява производителността на машината);
• Достъп до временни данни за актуален анализ;
• Задължения за спазване, регулиране или кибер сигурност.

Едж срещу Фог

Фог компютинга (англ. Fog – мъгла) има подобна на едж роля в IoT системите – да измести интелигентността и изчислителната мощ по-близо до източника на данни. Машини, като например помпи, турбини, сензори и др. Фог мрежите са децентрализирана изчислителна инфраструктура, в която данни, изчисления, място за съхранение и приложения са разпределени по възможно най-логичен и ефикасен начин между източника на данни облака. Но докато фог мрежите се фокусират върху едж устройствата, които общуват помежду си, като например IoT пътища, едж се фокусира върху устройствата и технологията, която е прикачена към „нещото“, например производствени машини.

Едж срещу облак

Едж и облакът трябва да работят заедно при производства, които произвеждат голямо количество данни.

Случаите, в които е добре да използваме едж, са за да си подсигурим ниска латентност на производството, или там, където има мрежови ограничения (мини или платформа за добив на нефт в открито море, където трансферът на данни от машината до облака е или непрактичен, или скъп, или дори невъзможен). Същото важи и за места, където интернет или мобилната връзка са непостоянни. Облачните системи доминира в случаите, когато се изисква по-голяма изчислителна мощ, управление на данни между 2 фабрики, машинно обучение и т.н.

Едж в частния живот

Автономни автомобили: автономните автомобили на практика са центрове за данни на колела. В тези случаи едж играе доминираща роля. Интел предвижда, че автономните автомобили, по които има стотици сензори, ще генерират 40 терабайта данни на всеки 8 часа управление. Това са доста данни… Не е безопасно, не е практично и не е необходимо всички тези данни да бъдат изпращани до облак.

Не е безопасно, защото всички атрибути, осигуряващи „сетива“, механизми за действие на автомобилите и мехенизми за „мислене“, трябва да се случват с минимална латентност и колкото може по-близо до източника на данните. В противен случай се застрашава живота на пътниците в автомобила. Когато сензорите усетят препятствие и трябва да пратят данни до облака, колата просто няма да спре навреме, а трябва да спре СЕГА!

Не е необходимо да пращаме данните до облака, защото те служат за кратък период от време. Не е практично (няма да споменаваме разхищението на ресурси) да се транспортират големи обеми данни, генерирани от машини, към облака.

Все пак облакът е голяма част от уравнението, наречено IIoT. Самият факт, че колата е трябвало да отговори на някое внезапно и специфично събитие (например дете, изскочило на улицата), може да се окаже ценно и затова му се създава дигитално копие, което да послужи за подобряване на производителността на други автомобили от същия клас.

Управление на флотили

В сценарий, в който компания има флотилия (например транспортна компания с камиони), основната цел може да бъде обработката и изпращането на данни от различни операционни точки за данни (колела, спирачки, акумулатори, електричество) към облака. Облакът анализира данните и следи състоянието на ключовите операционни компоненти. Мениджърът на флотилията използва решение за управление на флотилии, за да проследява и проактивно обслужва превозното средство, за да увеличи времето му на работа и да намали разходите по него. Операторът може да следи износването на определени части или дори колебанията в цената на набелязаните превозни средства. Съвкупността от тези функции поддържа оптималната производителност, понижава цената и увеличава сигурността на служителите на компанията.

Какво представлява едж сървърът?

Едж сървърът може да бъде определен като компютър, който зарежда приложения, близки до „ръба“ на мрежата, където цифровият свят среща реалния такъв. Едж сървърите се поставят в складове, разпределителни центрове и фабрики, вместо в корпоративните централи.

Какво представлява мобилният едж компютинг?

Това е концепция за мрежова архитектура, която отключва облачни изчислителни възможности и IT обслужваща среда на „ръба“ на клетъчната мрежа. Основната идея, стояща зад MEC (Mobile Edge Computing), е, че чрез стартиране на приложения и извършване на свързани с обработката задачи, по-близо до клетъчния клиент, претоварването на мрежата се намалява и приложенията се представят по-добре.

Едж устройства

Едж устройството може да се възприема като отправна точка за мрежи-ядра на компании или доставчици на услуги. Това могат да бъдат рутери, ключове, устройства с интегриран достъп (IAD), мултиплексори и разнообразие от устройства за достъп до градската мрежа (MAN) и широкообхватната мрежа (WAN).