اسأل الذكاء الاصطناعي أي شيء

"السحابة + الحافة" المنسقة، الازدهار في عصر إنترنت الأشياء الصناعية

المدونات

أهم النقاط

التكامل بين الحوسبة السحابية والحوسبة الطرفية يُحقق الازدهار في عصر إنترنت الأشياء الصناعية. يشهد القطاع الصناعي المعاصر تزايدًا في عدد الأجهزة المنتشرة في مواقع صناعية مختلفة. تجمع هذه الأجهزة البيانات من مختلف أجزاء الموقع، ما يُتيح مراقبة الآلات والبيئة المحيطة على حد سواء.

"السحابة + الحافة" المنسقة، الازدهار في عصر إنترنت الأشياء الصناعية

يشهد القطاع الصناعي المعاصر تزايدًا في عدد الأجهزة المنتشرة في مختلف المواقع الصناعية. ونظرًا لطول فترة تشغيلها، فمن الطبيعي أن تتعطل بعضها بين الحين والآخر. ولتحديد المشكلات مبكرًا واتخاذ التدابير الوقائية، من الضروري تتبع حالة تشغيلها. جرت العادة على إرسال مهندسي الصيانة إلى الموقع بشكل دوري. إلا أن ذلك قد يُكبّد تكاليف باهظة، وفي أغلب الأحيان، لا يُمكن تحديد المشكلات على الفور.

مع تزايد عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت وتزايد حجم البيانات المُولّدة، يسعى المصنّعون والمستخدمون ليس فقط إلى صيانة أكثر كفاءة، بل أيضاً إلى استخلاص رؤى أعمق من البيانات لدعم النمو. وهذا يستلزم تحليلاً معمقاً للبيانات، ومعالجة وتحليلاً أفضل. كل هذه المتطلبات تخلق تحديات تقنية أكبر أمام منظومة إنترنت الأشياء الصناعية المتكاملة "السحابية + الطرفية".

1. جمع البيانات من أجهزة مختلفة

تستمر الأجهزة المنتشرة في المواقع الصناعية بجمع البيانات من مختلف أجزاء الموقع، لمراقبة كل من الآلات والبيئة المحيطة. ونظرًا لتعدد واجهات هذه الأجهزة (منافذ تسلسلية، ومنافذ إيثرنت، وتقنية بلوتوث، وشبكة واي فاي)، فإن جمع البيانات منها جميعًا ليس بالأمر السهل. وتُنتج أنواع الأجهزة المختلفة في الموقع كميات هائلة من البيانات، مما يُمثل تحديًا كبيرًا أمام البوابات التي يُفترض بها جمع هذه البيانات ومعالجتها.

تتواصل الأجهزة المختلفة باستخدام بروتوكولات مختلفة. حتى ضمن الفئة الواحدة، قد تتعدد الخيارات. لنأخذ وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) كمثال. هناك العديد من الشركات الرائدة في هذا المجال: سيمنز، شنايدر إلكتريك، ألين برادلي، ... ولكل منها بروتوكولها الخاص. في الوقت نفسه، تتواصل بعض الشركات المصنعة عبر بروتوكولاتها الخاصة. يُسبب هذا مشاكل في التوافق للمستخدمين، حيث أن معظم البوابات التقليدية التي تنقل البيانات لا تدعم سوى عدد قليل من هذه البروتوكولات. هذا يعني الحاجة إلى أنواع متعددة من البوابات لموقع واحد، مما يستلزم إنفاقًا ضخمًا على المعدات وتكاليف باهظة لتغيير العلامة التجارية.

ig502-beverage-automation

مع ازدياد تنوع الأجهزة الموجودة في الموقع وتفاقم المشكلة المذكورة أعلاه، يصبح من الضروري دمج بروتوكولات صناعية متعددة وأن تكون البروتوكولات الخاصة متوافقة أيضًا، بحيث يمكن نقل البيانات من مصادر مختلفة بواسطة بوابة إنترنت الأشياء الصناعية "الكل في واحد".

2. معالجة البيانات مسبقًا على الحافة

في عصر الحوسبة السحابية، تُرفع البيانات إلى السحابة للمعالجة والتخزين والتحليل. ومع توليد كميات هائلة من البيانات باستمرار، يزداد الضغط على السحابة. تخيّل لو أُرسلت جميع البيانات إلى السحابة بتًا بتًا، ثم انتظرنا حتى تستقبلها السحابة وترد بأوامر (أو أحيانًا بدون أوامر) قبل اتخاذ أي إجراء. هذا يعني تأخيرًا كبيرًا في نقل البيانات. ورغم أن تقنية الجيل الخامس (5G) قادرة على حل مشكلة السرعة، إلا أن السحابة تعاني من ضغط هائل بسبب كميات البيانات الضخمة.

من هنا يبرز مفهوم الحوسبة الطرفية. فباستخدام شروط مُعدة مسبقًا أو أدوات مُبرمجة، يُمكن تصفية البيانات المُجمعة من أجهزة مختلفة بالقرب من مصدرها (الطرفية). يُمكن معالجة بعض هذه البيانات محليًا. على سبيل المثال، عند بلوغ عتبة مُعينة، يُمكن للبوابة الاستجابة فورًا، كإرسال تنبيهات إلى فريق الصيانة، أو تغيير معلمات وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs). كما يُمكنها التحكم في أجهزة أخرى متصلة عبر منافذ الإدخال/الإخراج عند استيفاء شروط مُعينة، ما يسمح لوحدات التحكم التي تستخدم بروتوكولات مختلفة بتبادل البيانات.

معالجة البيانات المسبقة ig502

ثم تُرسل البيانات المتبقية، بعد "مسحها"، إلى السحابة. وهذا لا يوفر تدفق البيانات وعرض النطاق الترددي فحسب، بل والأهم من ذلك، أنه يخفف الضغط الزائد على السحابة.

3. تحميل البيانات إلى السحابة

يشهد عالم اليوم اعتماداً متزايداً على البيانات. وباعتبارها جزءاً أساسياً من منظومة إنترنت الأشياء الصناعية، تلعب الحوسبة السحابية دوراً رئيسياً في الإدارة المركزية وتحليلات البيانات واتخاذ القرارات.

كما تختلف أجهزة جمع البيانات في بروتوكولات الاتصال، تختلف السحابات المختلفة في طرق الاتصال والتفاعل. على سبيل المثال، ترتبط السحابات العامة الرئيسية مثل مايكروسوفت أزور وAWS باستخدام SDK. كما تختلف منطق التفاعل بين السحابات والوظائف المطلوبة من الحافة. لذلك، يتطلب إرسال البيانات إلى السحابة جهدًا كبيرًا في دمج البوابة والسحابة.

 

تُمكّن بوابة السحابة مُكاملِي الأنظمة من الاتصال بالسحابة بسهولة، ويحتاج معظم المستخدمين إلى تفاعل مُخصّص مع السحابة لتحميل بياناتهم. ولحسن الحظ، مع تقدّم التكنولوجيا، تدعم بوابة السحابة الحالية عادةً منصات إنترنت الأشياء السحابية الرئيسية. ولا يتطلب الأمر سوى بضع خطوات لتهيئة السحابة بحيث تنتقل البيانات بسهولة من المصدر إلى السحابة.

بينما يسعى مُكاملُو الأنظمة إلى مراقبة كل شيء من السحابة لضمان عمل أنظمتهم بشكل سليم، يحتاج المُصنّعون إلى إدارة مصانعهم عبر نظام SCADA. ولذلك، تُمكّن البوابة أنظمة SCADA المحلية من الحصول على البيانات عبر البروتوكولات الصناعية، ومن السحابة عبر بروتوكول MQTT.

بوابة SCADA الصناعية IG502 تجمع البيانات على الحافة لمعالجتها في السحابة في تطبيقات إنترنت الأشياء الصناعية

4. تنفيذ المشاريع الرقمية

يستغرق التحول الرقمي الكامل وقتاً. عادةً ما يتطلب بدء مشروع جديد الكثير من العمل: تجهيز جميع الأجهزة، ودمجها، وبرمجة التطبيقات، وما إلى ذلك. في عالم سريع التغير، الوقت هو كل شيء.

يجب أن يكون حل "السحابة + الحافة" سهل النشر والتكوين، مما يتيح تنفيذ المشاريع الجديدة بأسرع وقت ممكن. ومع ظهور المزيد من أدوات الإدارة، أصبح من الممكن إدارة هذه البوابات من منصة سحابية بشكل افتراضي تقريبًا. يدعم هذا الحل تكوين الويب، كما يمكن استيراد وتصدير التكوين. ويمكن إجراء عمليات النشر والإدارة الدفعية بسهولة على المنصة.

لتلبية متطلبات الأعمال المتغيرة باستمرار والاستجابة بمرونة للاحتياجات الجديدة مع تقدم المشاريع، يصبح التخصيص ضروريًا. على سبيل المثال، تحتاج منصة الحوسبة السحابية إلى دعم مختلف من البوابة في كل مرحلة من مراحل تطويرها؛ ومع تعمق تحليل البيانات، يلزم تعديل بعض منطق معالجة البيانات على الحافة.

ملخص 

يعمل كل من الحوسبة السحابية والحوسبة الطرفية بتكامل غير مسبوق في إنترنت الأشياء الصناعية. فمن خلال التنسيق الفعال بينهما، يُمكننا الاستفادة بشكل أفضل من الحوسبة الطرفية، وفهم ما يجري في الميدان بشكل أعمق، وضمان عمل الأجهزة بكفاءة واستقرار، مما يُحسّن تجربة المستخدم. وبفضل قاعدة بيانات أكثر كفاءة وموثوقية، يُمكننا استخلاص رؤى أعمق لتحسين المنتجات وضبط المعايير، مما يُعزز القدرة التنافسية في عصر الثورة الصناعية الرابعة.

المنتجات المستقبلية

IG502

بوابة طرفية صناعية صغيرة الحجم للاتصال الخلوي، وتحويل البروتوكولات، والعمليات السحابية.

إدخال/إخراج مرن

2×FE، منفذ تسلسلي، منفذ USB، منفذ MicroSD، منفذ DI/DO

الاتصال

النسخ الاحتياطي عبر شبكة الجوال/الإيثرنت/الواي فاي، شريحة SIM مزدوجة

الذكاء الاصطناعي الطرفي

مطور بايثون، خدمة هياكل البيانات والخوارزميات المدمجة

عمليات السحابة

الوصول عن بُعد إلى DeviceLive، إدارة الدفعات

IG502

المنتجات ذات الصلة

اقرأ المزيد