아날로그 데이터를 충족하는 에지 컴퓨팅

National Instruments가 산업용 IoT를 시작하게 된 방식.

방대한 양의 아날로그 센서 데이터

제조업체는 IoT 센서 데이터를 실시간으로 분석해야 합니다. 그러나 데이터 볼륨이 너무 방대하면 기존 IT에서는 이를 줄이지 못합니다.

동영상 재생
3:21
아날로그 센서 데이터를 나타내는 추상적 이미지

전 세계 35,000여 개 기업에서 National Instruments의 센서를 사용하고 있습니다. 에너지 기업은 센서를 배포하여 전력망을 모니터링합니다. 산업체는 테스트 환경과 공장 생산 시스템에 센서를 임베드합니다. 과학자들은 National Instruments의 장치를 사용하여 연구 장비를 관리하고 세부 조정합니다.

National Instruments의 장치는 온도, 음성 신호, 전압 같은 물질계 현상을 측정하는 데, 이러한 대부분의 데이터는 디지털이 아닌 아날로그입니다. 결과적으로 캡처된 데이터 볼륨은 장치의 민감도와 센서 수에 의해서만 제한됩니다. 경우에 따라 National Instruments의 센서로 모니터링한 장비가 연간 다량의 페타바이트급 데이터를 생성하기도 합니다.

이러한 데이터의 홍수로 인해 National Instruments 고객은 IT 아키텍처 문제에 직면하게 됩니다. 산업용 장비는 기존의 하드웨어를 설치하기 어렵거나 많은 비용이 드는 원격지에서 자주 사용됩니다.

  • “기계 기반 데이터를 클라우드 기반 중앙 리포지토리로 간소화하려면 너무 많은 대역폭과 시간이 필요합니다. 당사 고객은 캡처되는 몇 마이크로초 이내에 IoT 에지의 데이터를 기반으로 의사 결정을 내리고 싶어 합니다.”

    Eric Starkloff, National Instruments의 글로벌 세일즈 및 마케팅 부사장

대안은 장비에서 중앙집중화된 데이터 센터로 대용량 데이터를 전송하는 것입니다. 이렇게 하려면 고대역폭 네트워크가 필요한데, 많은 비용이 들거나 운영 방식이 비효율적일 수 있습니다.

 대용량 데이터를 전송할 경우 산업용 센서 데이터의 가치를 저하시킬 수 있는 대기 시간 문제도 발생합니다. 예를 들어, 제조업체는 공장 생산 시스템을 프로그래밍하여 센서 출력값을 판독하고 분석하며 조정을 자동화하거나 문제가 처리량 또는 품질에 영향을 미치기 전에 이를 감지하는 경우가 많습니다. 분석을 위해 데이터를 오프사이트로 전송해야 한다면 이러한 작업들을 수행할 수 없습니다.

 National Instruments는 대기 시간을 제거하되 IT 인프라가 복잡한 산업 현장에 부담을 주지 않아야 했습니다.

25

고객의 연구 장치에서 생성되는 연간 페타바이트의 데이터

90%

실시간으로 모니터링되지 않는 발전 자산의 비율

OT와 IT 연결

National Instruments는 아날로그 측정 장치를 실시간 분석과 결합했습니다.

온사이트 분석을 나타내는 추상적 이미지

PXI(Peripheral Component Interconnect eXtensions for Instrumentation)는 테스트, 측정, 자동화 시스템의 상호 운용성을 지원하는 업계 표준입니다. 이 표준은 1997년 National Instruments가 최초로 도입하였으며, 오늘날 많은 IIoT(산업용 IoT) 시스템 설계의 길잡이 역할을 하고 있습니다.

  • “기계의 진동 신호를 제어할 수 없을 경우에는 즉시 조치를 취할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 위험하다고 판단되면 기계를 중단시켜야 하죠.

    Eric Starkloff, National Instruments의 글로벌 세일즈 및 마케팅 부사장

National Instruments는 IIoT 용량에 대한 고객의 요구사항을 충족하기 위해 HPE와 파트너십을 체결하여 PXI 슬롯이 장착된 HPE Edgeline Converged Edge 시스템 버전을 개발했습니다.

HPE Edgeline 시스템은 빅 데이터 분석을 지원하는 데 필요한 프로세싱 성능과 용량을 제공합니다. National Instruments는 PXI 지원 버전을 통해 센서를 시스템과 통합하고 온사이트 분석 기능을 산업 고객에게 제공할 수 있습니다.

에지에서의 분석

대기 시간과 복잡성이 감소하고 IIoT 데이터는 더 원활하게 실행됩니다.

에지에서의 분석을 나타내는 추상적 이미지

National Instruments 센서와 HPE Edgeline 컴퓨팅을 통합하면 데이터 전송과 관련된 대기 시간을 없애는 IIoT 아키텍처를 구현할 수 있습니다.

  • "클라우드에서 모든 데이터 분석을 수행할 수 있다거나 반드시 그렇게 해야 한다는 통념은 잘못된 것입니다. 산업용 IoT의 경우, 대부분의 분석은 에지에서 이루어져야 합니다."

    Eric Starkloff, National Instruments의 글로벌 세일즈 및 마케팅 부사장

엔지니어, 과학자, 운영 관리자는 이러한 아키텍처를 사용하여 다음과 같은 산업용 시스템을 설계할 수 있습니다.

• 기계 제어식 프로세스와 기계 학습을 지원하는 실시간 데이터 인사이트를 활용하여 프로세스 최적화 및 결과물 품질 개선

• 문제 해결 자동화

• 장비 문제를 원격으로 해결하여 비용 절감과 안전성 향상

이 솔루션은 IIoT 장비와 관련된 IT 아키텍처도 간소화하므로, IT 자본 및 유지 관리 비용은 물론 관리 오버헤드도 줄어듭니다.

IIoT는 수십억 개의 기계로 확장되므로, 생성되는 데이터의 볼륨은 전례 없는 수준으로 늘어나게 됩니다. 기업은 이러한 데이터에 가치가 있다는 사실을 잘 알고 있습니다. IIoT 에지에서 분석을 수행하면 이러한 가치를 더욱 쉽고 비용 효율적인 방식으로 얻을 수 있습니다.

 

솔루션 레시피

National Instruments 솔루션의 핵심은 센서와의 직접 연결을 지원하기 위한 개방형 표준 PXI 슬롯이 장착된 HPE Edgeline EL1000 및 EL4000 컨버지드 IoT 시스템이었습니다. HPE iLO(Integrated Lights Out) 관리 소프트웨어는 원격 자동 IT 장비 관리 및 유지 관리를 지원하는 기능을 추가합니다. HPE Aruba 및 HPE Aruba ClearPass를 서버와 결합하면 산업용 시스템에 대한 모바일 액세스를 지원할 수 있고, 이러한 시스템을 무단 작업으로부터 보호할 수 있습니다. HPE Vertica 분석 플랫폼은 기계 학습, 이상 징후 감지, 증강 현실, 예측 분석, 원격 오류 알림을 지원하기 위한 실시간 데이터와 인사이트를 제공합니다.

© Copyright