Příležitosti edge computingu

-- 15.07.19

Edge computing = rychlejší dodávání dat + nové analytické možnosti.

Umístění zařízení v blízkosti okrajů sítí a v blízkosti strojů může přinést více dat. Tato data mohou být analyzována na okraji, což může být rychlejší než na centrálním místě. Sběr a analýza dat blízko jejich zdroji mohou uživatelům dovolit lépe poznat vlastní výrobní systémy.

Mnoho průmyslových závodů má starší vybavení a příliš pomalé dotazovací protokoly. Edge computing může modernizovat a usnadnit situaci a zároveň získávat více dat s menší latencí. Může také umožnit hned několika firemním oddělením, aby byla spotřebiteli dat. Kromě toho může učinit okrajová data jediným zdrojem pravdy, což zvyšuje spolehlivost dat. Edge computing je také ideální pro vylepšení průmyslového internetu věcí (IIoT).

Přenos dat ze starších zařízení

Téměř každá společnost má starší vybavení. Získávat data z těchto zařízení a přenášet je do systému SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) a dalších systémů může být velice pracné, zejména když se každý subjekt musí připojit. Společnosti se musejí na tyto informace dotazovat, vytvářet mapování a přesně vědět, co každé zařízení znamená. Je s tím spojena spousta práce.

Edge computing může tuto infrastrukturu zjednodušit tím, že provede mapování jen jednou – na okraji – a doručuje data mnohem efektivněji na bázi publikování/odběru pomocí protokolu MQTT. Zařízení MQTT podávají zprávy na základě výjimky.

Jsou-li data odesílána pouze při změně hodnot, představuje to snížení objemu síťového provozu. To znamená, že uživatelé mohou získat více dat a mohou je dostávat rychleji. Pokud například aplikace potřebuje rychlost 50 ms, je pravděpodobné, že by to strategie dotazování z centrálního systému nedokázala. Když jsou zařízení v blízkosti řídicího prvku a publikují tato data, můžete dosáhnout vyšších rychlostí a získat přístup k více informacím.

Přínosy edge computingu

Edge computing nabízí jednoduchost díky zařízením typu plug-and-play, která vyžadují méně údržby. Jakmile jsou data publikována zprostředkovateli (broker), může k nim přistupovat systém SCADA, stejně jako další systémy, k nimž patří systém plánování podnikových zdrojů (ERP), informační technologie (IT) nebo systém podnikové informovanosti (business intelligence). Díky specifikaci pro obsah odesílané zprávy MQTT a Sparkplug mohou mnohé systémy automaticky rozpoznávat nová data nebo informace, aniž by musely vědět, co je koncovým zařízením. Okrajový (edge) počítač může v závislosti na architektuře a aplikaci odesílat nezpracovaná data, datovou podmnožinu, předzpracované informace, již využívané informace nebo nějakou jejich kombinaci.

Protože sběr dat jde plynule, stejně bezproblémová je i kontrola. Uživatelé stále zapisují data zpět do programovatelného automatu (PLC), ale provádí se to efektivněji. Edge computing umožňuje také pokročilé řízení procesů (Advanced Process Control – APC). Softwarové platformy mohou zajišťovat pouze APC – je to často drahé a specializované.

Edge computing činí tento svět dostupnějším. Je jednodušší vytvářet modely, protože existuje více algoritmů, které lze využít. Je snazší provádět ladění procesů v reálném čase. To je nesmírně zajímavým aspektem edge computingu. Čím blíže řídicímu prvku, tím se celá situace zrychlí.

Přínosy: méně zmetků a odstávek

Četné příklady z reálného světa ukazují, jak obrovský rozdíl může edge computing přinést. Vezměme si továrnu na polovodiče s mnoha nástroji, které nanášejí křemík na kotouče. Zařízení je velmi precizně vyladěné a platí zde nízké tolerance k chybám. Za chodu procesu může edge computing pomocí těchto velice komplexních modelů určovat, zda se projekt vychyluje z kurzu nebo zda k tomuto vychýlení dojde. Okrajový počítač se může podílet na úpravě nastavení (nebo úpravu provést v závislosti na architektuře), dříve než nastanou skutečné problémy. Ztráta materiálu může znamenat tisíce dolarů ve zmetcích. Ve srovnání s tradičním computingem nabízí rychlejší doba odezvy edge computingu značné úspory pro mnoho aplikací.

Dalším příkladem je predikce selhání zařízení. Zařízení může být extrémně drahé, např. v hodnotě milionů nebo stovek tisíc dolarů. Pro organizace není výhodné, aby se na záložní zařízení prášilo na polici a ony přitom musely investovat prostředky do nepoužívaných aktiv. Jestliže zařízení

selže a dodání jeho náhrady trvá den nebo dva, může to znamenat ušlý obrat v řádu milionů dolarů. Akceptují uživatelé toto riziko? Pokud má společnost okrajová zařízení, která sbírají data a porovnávají je s těmito modely, lze detekovat vzory, jež lidé nevidí. Dostatečně včasné upozornění na selhání zařízení společnosti pomůže. A funguje to lépe přímo na okraji, protože detekce se zaměřuje jen na tato zařízení.

Strojové učení a analytika nabízejí více možností a nových metod. Pro jakou platformu edge computingu se rozhodnout? Vyhněte se nereálným příslibům. Najděte praktická řešení, která jsou k dispozici nyní. Zjistěte, jaká je situace na trhu a které varianty jsou otevřené a interoperabilní. Starší zařízení nebylo vyrobeno s myšlenkou snadné výměny. Díky široké nabídce v oblasti edge computingu si zákazníci mohou vybrat nejlepší interoperabilní hardware a software ve své třídě, aniž by byli odkázáni na jednoho dodavatele.

Travis Cox, zástupce ředitele pro prodej technických řešení společnosti Inductive Automation. Upravil Chris Vavra, redaktor časopisu Control Engineering, CFE Media, cvavra@cfemedia.com.