Периферийные вычислительные системы для обработки аналоговых данных

Начало внедрения промышленного Интернета вещей в National Instruments.

Аналоговые данные, собираемые датчиками, очень объемные

Промышленным компаниям требуется анализировать данные с датчиков IoT в режиме реального времени. Но когда объемы данных очень велики, традиционная ИТ-инфраструктура с ними не справляется.

Воспроизвести видео
3:21

Более 35 000 компаний по всему миру пользуются датчиками National Instruments. Энергетические компании используют их для мониторинга электросетей. Производители встраивают их в среды тестирования и производственные системы на заводах. Ученые применяют устройства National Instruments для управления и точной настройки исследовательского оборудования.

С помощью устройств National Instruments можно измерять такие физические явления и показатели, как температура, звуковые сигналы и напряжение. Большинство этих данных аналоговые, а не цифровые. Поэтому объем собираемых данных ограничивается только чувствительностью устройства и числом датчиков. В некоторых случаях оборудование, работа которого отслеживается с помощью датчиков National Instruments, ежегодно генерирует несколько петабайт данных.

Этот огромный объем данных создает для ИТ-архитектуры заказчиков National Instruments огромные проблемы. Промышленное оборудование часто используется на удаленных объектах, где установка традиционного ИТ-оборудования требует высоких затрат или представляет большую сложность.

  • «Для потоковой передачи машинных данных в централизованные хранилища на базе облака требуется высочайшая пропускная способность и длительное время. Нашим заказчикам необходимо принимать решения на основе данных, получаемых с периферийных устройств IoT, причем эти данные требуются буквально через микросекунды после их получения».

    Эрик Старклофф, исполнительный вице-президент по глобальным продажам и маркетингу, National Instruments

Альтернативным решением является передача больших объемов данных с оборудования в централизованные центры обработки данных. Для этого необходима сеть с высокой пропускной способностью, а такие сети обычно очень дорогие и невероятно сложные.

 Передача больших объемов данных также приводит к увеличению задержек, что снижает ценность данных, получаемых с промышленных датчиков. Например, производители часто программируют свои промышленные системы таким образом, что они могут считывать показания датчиков, анализировать их и автоматически вносить корректировки или выявлять проблемы еще до того, как эти проблемы нанесут ущерб производительности или качеству. Это невозможно, если передача данных в целях анализа должна выполняться вне производственного объекта.

 Компании National Instrument требовалось исключить задержки и не перегружать производственные объекты сложной ИТ-инфраструктурой.

25

петабайт данных ежегодно генерируется одним исследовательским устройством заказчика

90%

генерируемой энергии не отслеживается в режиме реального времени

Объединение ОТ и ИТ

В National Instruments объединили аналоговые измерительные устройства со средствами аналитики, работающими в режиме реального времени.

PXI или Peripheral Component Interconnect eXtensions for Instrumentation — это промышленный стандарт, поддерживающий операционную совместимость систем тестирования, измерений и автоматизации. Этот стандарт впервые был представлен компанией National Instruments в 1997 году. Сегодня он регламентирует проектирование множества систем промышленного Интернета вещей (IIoT).

  • «Если вибросигнал с оборудования выходит из-под контроля, вы можете быстро предпринять необходимые действия. Например, отключить оборудование, если оно представляет опасность».

    Эрик Старклофф, исполнительный вице-президент по глобальным продажам и маркетингу, National Instruments

Чтобы удовлетворить требования заказчиков в отношении ресурсов IIoT, компания National Instruments обратилась к HPE, чтобы совместно разработать удаленные конвергентные системы HPE Edgeline, оснащенные слотами PXI.

Системы HPE Edgeline обладают вычислительной мощью и емкостью, которые необходимы для поддержки анализа больших данных. Благодаря версиям решений, поддерживающим PXI, компания National Instruments может интегрировать датчики в системы и предлагать заказчикам из сферы производства аналитику на базе локальных систем.

Аналитика на периферии

Сокращение задержек. Уменьшение сложности. И большая эффективность данных IIoT.

Интеграция датчиков National Instruments с вычислительными системами HPE Edgeline позволила создать архитектуру IIoT, которая исключает задержки, связанные с переносом данных.

  • «Ошибочно полагать, что анализ всех без исключения данных можно и следует проводить в облаке. В эру промышленного Интернета вещей большая часть аналитических процессов должна выполняться на периферии».

    Эрик Старклофф, исполнительный вице-президент по глобальным продажам и маркетингу, National Instruments

Это позволяет инженерам, ученым и руководителям производства проектировать промышленные системы, предлагающие следующие возможности:

• Использование данных в реальном времени для поддержки процессов, контролируемых машинами, и машинного обучения, а также для оптимизации процессов, качества и производительности.

• Автоматическое устранение неполадок

• Удаленное устранение неполадок оборудования, сокращающее затраты и повышающее безопасность

Это решение также упрощает ИТ-архитектуру, связанную с оборудованием промышленного Интернета вещей. Оно уменьшает капитальные затраты на ИТ, затраты на обслуживание ИТ и затраты на управление.

Промышленный Интернет вещей способен поддерживать миллиарды машин и просто невероятно огромные объемы данных. Компании прекрасно понимают, насколько большую ценность имеют эти данные. Благодаря тому, что анализ можно выполнять на периферии промышленного Интернета вещей, эту ценность компании могут реализовать гораздо проще и экономичнее.

 

Описание решения

Основу решения National Instruments образовали конвергентные системы IoT HPE Edgeline EL1000 и EL4000, оснащенные  слотами на базе открытого стандарта PXI, которые поддерживают прямое подключение к датчикам компании. ПО управления HPE iLO (Integrated Lights Out) расширяет набор функций решения, обеспечивая удаленное и автоматизированное управление и обслуживание ИТ-оборудования. Решения HPE Aruba и HPE Aruba ClearPass могут быть сопряжены с серверами, предлагая поддержку мобильного доступа для промышленных систем и защиту этих систем от несанкционированного использования. Платформа аналитики HPE Vertica Analytics Platform предлагает данные и аналитическую информацию в режиме реального времени, поддерживая машинное обучение, обнаружение аномалий, дополненную реальность, прогнозную аналитику и уведомления о сбоях на удаленных объектах.

© Copyright