Edge computing controllers spelen een belangrijke rol in het mogelijk maken van edge computing, gegevensverwerking en apparaatcontrole als een belangrijke interface tussen informatietechnologie (IT) en operationele technologie (OT).
Architectuur voor Edge Computing Controller
Een typische edge computing controller bestaat meestal uit drie hoofdcomponenten: apparaatlaag, randlaag en wolkenlaag.
1. Apparaatlaag
De apparaatlaag bestaat voornamelijk uit sensoren en controllers die verantwoordelijk zijn voor rechtstreeks verzamelen en controleren informatie in de fysieke wereld. Typische apparaten zijn smartphones, zelfrijdende auto's, robots en fabrieksapparatuur. Ze leggen gegevens vast via sensoren en voeren specifieke acties uit via controllers. Deze apparaten genereren een grote hoeveelheid gegevens die eerst naar de edge layer wordt gestuurd voor eerste verwerking. Functie:
Gegevens vastleggen: continue bewaking van apparaatstatus of omgevingsvariabelen (bijv. temperatuur, snelheid, licht, enz.) via sensoren.
Uitvoeringscontrole: Start relevante handelingen, zoals het starten/stoppen van het apparaat of het aanpassen van functies, via de controller.
2. Randlaag
De Edge-laag is de eerste verdedigingslinie voor gegevensverwerking. Via edge nodes/servers is deze laag verantwoordelijk voor real-time verwerking, filteren, stroomlijnen en caching van gegevens van de apparaatlaag om latentie te verminderen en responstijd te verbeteren. In sommige gevallen, randapparaten direct beslissingen kunnen nemen op basis van algoritmes zonder alle gegevens naar de cloud te hoeven sturen. Functie:
Gegevensverwerking en -vereenvoudigingcomprimeert, filtert en preprocessed ruwe data gegenereerd op de apparaatlaag om kerngegevens te behouden.
Gegevensbuffering en caching: Reageert op plotseling gegevensverkeer en voorkomt knelpunten in de cloud door overbelasting van gegevens.
Controle Reactie: Neem direct lokaal beslissingen, vooral voor toepassingsscenario's met hoge eisen voor lage latentie, zoals autonoom rijden en industriële besturing.
Virtualisatie: Virtuele machines of containers kunnen worden uitgevoerd in de edge layer voor uniform beheer en controle van meerdere apparaten.
3. Wolkenlaag
De cloudlaag is de bovenste laag van de hele architectuur en wordt voornamelijk gebruikt voor big data-verwerking en datawarehousing. Cloudservers ontvangen vereenvoudigde en verwerkte gegevens van de randlaag en maken vervolgens gebruik van krachtigere computerbronnen voor diepere gegevensverwerking. gegevensanalyse, modeltraining en opslagbeheer. De cloud is ook verantwoordelijk voor de langetermijnopslag van globale gegevens en computerverwerking voor complexe taken, zoals het trainen en optimaliseren van AI-modellen. Functie:
Verwerking van big data: Cloudservers zijn in staat om grote hoeveelheden gegevens van meerdere edge nodes te verwerken en complexe bewerkingen en analyses uit te voeren.
Data Warehouse: slaat enorme hoeveelheden gegevens en biedt query's en analyse functies voor historische gegevens.
Wereldwijde interconnectie: verbindt edge servers over de hele wereld via het internet om samenwerking en gegevensdeling op wereldwijde schaal te realiseren.
Sleuteltechnologieën voor randcontrollers
Industrieel internet van dingen (IIoT)
Industrial Internet of Things (IIoT) is een toepassing van het Internet of Things (IoT) op industrieel gebied en vormt de kern van IoRT. IIoT maakt naadloze communicatie en samenwerking tussen robots, sensoren en andere apparaten mogelijk en legt zo de basis voor automatisering en intelligentie. Sensoren zoals temperatuur, druk, nabijheid, beweging en kracht/koppel spelen een belangrijke rol bij het bewaken van productieapparatuur en -processen en bieden waardevolle inzichten in operationele efficiëntie, voorspellend onderhoud en productkwaliteit.
1. Internet der dingen aan de rand
IoT aan de rand ondersteunt real-time besluitvorming, vermindert latentie, verhoogt bandbreedte-efficiëntie en verbetert de algehele betrouwbaarheid. Edge computing zorgt voor een ononderbroken productie en minimaliseert verstoringen, zelfs wanneer de netwerkconnectiviteit onderbroken of beperkt is. Het verbetert ook de privacy en beveiliging van gegevens omdat gevoelige gegevens lokaal kunnen worden verwerkt.
2. Programmeerbare logische besturing (PLC)
PLC's fungeren als automatiseringscoördinatoren PLC's leveren real-time gegevens die besluitvormers waardevolle informatie geven om proactief onderhoud uit te voeren en de toewijzing van middelen te optimaliseren. Ze spelen een sleutelrol in naadloze gegevensuitwisseling en communicatie tussen apparaten, waardoor productieworkflows worden gestroomlijnd en gesynchroniseerd.
3. Sensoren
Sensoren zijn de "ogen" en "oren" van het ivd , Hiermee kunnen robots communiceren met hun omgeving en deze begrijpen. Temperatuur-, druk-, nabijheids-, bewegings- en kracht-/koppelsensoren spelen een belangrijke rol bij het bewaken van productieapparatuur en -processen en leveren waardevolle informatie over operationele efficiëntie, voorspellend onderhoud en productkwaliteit.
4. Generatieve kunstmatige intelligentie
Generatieve kunstmatige intelligentie is een technologie die bestaande gegevens en patronen kan gebruiken om nieuwe ontwerpen, oplossingen en optimalisatiestrategieën te creëren die een revolutie teweeg kunnen brengen in robotontwerp en robotbewegingen en productieprocessen kunnen automatiseren.
5. Integratie met ERP-systemen
Integratie van IoRT met ERP-systemen (Enterprise Resource Planning) biedt een holistische benadering van productiebeheer, waarbij het ERP-systeem fungeert als de centrale hub voor resourceplanning, voorraadbeheer en productieplanning. Door IoRT-gegevens te koppelen aan ERP-systemen kunnen fabrikanten realtime inzicht krijgen in hun productie, geoptimaliseerd voorraadbeheer, verbeterd voorspellend onderhoud, naadloze productieplanning en voordelen op het gebied van kwaliteitscontrole en naleving.
6. Mens-machine-interactie (MMI) en gebruikerservaring (UX)
HMI en UX spelen een sleutelrol bij het maximaliseren van het potentieel van IoT. Intuïtieve en gebruiksvriendelijke interfaces maken naadloze interactie tussen operators en robotsystemen mogelijk, waardoor de productiviteit toeneemt en de leercurve korter wordt, wat de algehele gebruikerservaring verbetert.
Conclusie
Als belangrijke interface tussen IT en OT speelt de edge computing controller een belangrijke rol bij het realiseren van edge computing, gegevensverwerking en apparaatbesturing. De gelaagde architectuur maakt hem schaalbaar en herbruikbaar, en kan worden toegepast op vele soorten besturingstoepassingen voor industriële apparatuur.
De convergentie van belangrijke technologieën zoals collaboratieve robotica, computervisie en kunstmatige intelligentie, industrieel IoT, edge IoT, PLC, sensoren, gegevensanalyse en generatieve AI geeft de edge computing controller krachtige functionaliteit.
Tegelijkertijd verbeteren de integratie met ERP-systemen en de optimalisatie van HMI en UX de toepassingswaarde van de edge computing controller in intelligente productie verder. In de toekomst, met de voortdurende ontwikkeling van technologie, zal edge computing controller een belangrijkere rol spelen op het gebied van industriële automatisering en intelligente productie.
