Туманный прогноз для промышленного Интернета вещей

Знаки на шоссе I-280 на полуострове Сан-Франциско объявляют его «Самой красивой автострадой в мире». Лучше всего, когда туман перекатывается с холмов в долину, как на этом снимке, который я сделал прошлым летом.

Этот туман не только красивый, но и естественный холодильник, благодаря которому в Калифорнии, как известно, идеальная погода. Облака в нужном месте творят чудеса.

Что такое туман?

Это прекрасная аналогия надвигающегося будущего вычислений промышленного Интернета вещей (IIoT). В погоду туман - это то же самое, что облака, только у земли. В IoT туман определяется как облачная технология, близкая к вещам. Ни то, ни другое не является точным термином, но верно в обоих случаях:облака в нужном месте творят чудеса.

Основные отраслевые консорциумы, в том числе Industrial Internet Consortium (IIC) и OpenFog Consortium, прилагают все усилия, чтобы лучше определить это будущее. Все согласны с тем, что многие аспекты, определяющие впечатляющий успех облака, должны выходить за рамки центров обработки данных. Они также согласны с тем, что в реальном мире также есть проблемы, не решаемые облачными системами. Они также занимаются именами и позиционированием бренда; см. боковую панель для быстрой карты погоды. Как бы то ни было, туманные или многоуровневые периферийные вычисления имеют решающее значение для работы промышленной инфраструктуры.

Возможно, лучший способ понять туман - это изучить реальные варианты использования.

Пример:подключенные медицинские устройства

Сначала рассмотрим грядущее будущее интеллектуальных медицинских систем. Проблема с вождением - тревожный факт:3 ^rd ведущей причиной смерти в США является госпитальная ошибка . Несмотря на обширные протоколы, которые проверяют и перепроверяют предположения, сигналы тревоги устройств, тренинги по усталости от сигналов тревоги и многолетний опыт, печальная правда заключается в том, что сотни тысяч людей умирают каждый год из-за недопонимания и ошибок. Все более очевидно, что компенсация человеческой ошибки в такой сложной среде не является решением. Лучший способ - использовать технологии, чтобы лучше заботиться о пациентах.

Стандарт интегрированной клинической среды - это ведущая попытка создать интеллектуальную распределенную систему для мониторинга и ухода за пациентами. Ключевая идея состоит в том, чтобы соединить медицинские устройства друг с другом и с функцией интеллектуальных «контролирующих» вычислений. Супервизор действует как неутомимый член бригады по уходу, проверяя состояние пациента и разумно предупреждая людей, осуществляющих уход, или даже предпринимая автономные действия при возникновении проблем.

Супервизор объединяет и анализирует показания оксиметра, капнометра и респиратора, чтобы уменьшить количество ложных тревог и прекратить инфузию препарата для предотвращения передозировки. «Шина данных» DDS соединяет все компоненты с надежной доставкой в ​​реальном времени.

Звучит просто. Однако подумайте о реальных проблемах. Проблема не только в интеллекте. Современные медицинские устройства вообще не обмениваются данными. Они понятия не имеют, что связаны с одним и тем же пациентом. Нет очевидного способа обеспечить согласованность данных, мониторинг персонала или надежную работу.

Хуже того, на приведенной выше диаграмме только один пациент. Это не реальность больницы; у них сотни или тысячи кроватей. Пациенты ежедневно переходят из одной палаты в другую. Среда включает сочетание проводных и беспроводных сетей. Найти и передать информацию в критически важной для лечения среде - непростая задача.

Реалистичная больничная среда включает тысячи пациентов и сотни тысяч устройств. Надежная технология мониторинга должна находить подходящего пациента и гарантировать доставку данных о нем нужному анализу или персоналу. На приведенной выше карте связи каждая красная точка является «узлом маршрутизации тумана», отвечающим за передачу нужных данных на следующий уровень.

Этот сценарий демонстрирует ключевую потребность в многоуровневой системе тумана. Подобные сложные системы должны строиться из иерархических подсистем. Каждая подсистема совместно использует внутренние данные с возможно сложным потоком данных для выполнения своих функций. Например, вентилятор - это сложное устройство, которое контролирует потоки газа, отслеживает состояние пациента и обеспечивает вспомогательное дыхание. Внутри он включает в себя множество датчиков, двигателей и процессоров, которые передают эти данные. Внешне он представляет собой гораздо более простой интерфейс, который передает физиологическое состояние пациента. Каждый из сотен типов устройств в больнице сталкивается с аналогичной проблемой. Система туманных вычислений должна обмениваться нужной информацией по цепочке на каждом уровне.

Обратите внимание, что этот вариант использования не подходит для облачных технологий. Эти машины должны обмениваться быстрыми потоками данных в реальном времени, такими как формы сигналов, для правильного принятия решений. Также на карту поставлено здоровье пациента. Таким образом, каждому критически важному компоненту потребуется очень надежное соединение и даже реализация с резервированием для аварийного переключения. Эти переключения должны происходить в считанные секунды. Полагаться на удаленные подключения небезопасно и небезопасно.

Пример:автономные автомобили

«Беспилотный автомобиль» - это самая революционная инновация в сфере транспорта со времен «безлошадного экипажа». Автомобили и грузовики с автономным приводом (AD) изменят повседневную жизнь и экономику такими способами, которые трудно себе представить. Они будут перемещать людей и вещи быстрее, безопаснее, дешевле, дальше и проще, чем примитивные автомобили с «биоприводом» прошлого века. И экономический эффект ошеломляющий; 30% всех рабочих мест в США закончатся или изменятся; грузоперевозки, доставка, регулирование дорожного движения, городской транспорт, уход за детьми и пожилыми людьми, придорожные отели, рестораны, страхование, кузовные работы, закон, недвижимость и отдых уже никогда не будут прежними.

Автономное автомобильное программное обеспечение обменивается множеством типов данных и источников. Видео- и лидарные датчики имеют очень большой объем; сигналы управления обратной связью являются быстрыми. Инфраструктура, которая надежно отправляет нужную информацию в нужное место в нужное время, значительно упрощает разработку системы. Таким образом, автомобиль сочетает в себе производительность встроенных систем с интеллектом облака… также известного как туман.

Интеллектуальные транспортные средства - это сложные распределенные системы. Автономный автомобиль сочетает в себе видение, радар, лидар, датчики приближения, GPS, картографирование, навигацию, планирование и управление. Эти компоненты должны работать вместе как надежная, безопасная и защищенная система, которая может анализировать сложные среды в режиме реального времени и реагировать на преодоление хаотических сред. Таким образом, автономия - это высшая техническая проблема. Автономный автомобиль - это скорее робот на колесах, чем машина. Производители автомобилей неожиданно столкнулись с совершенно новой проблемой. Им нужен туман.

Fog объединяет все компоненты в конструкцию автономного автомобиля. Каждый из этих компонентов сам по себе представляет собой сложный модуль. Как и в случае с наблюдением за больными в больнице, это всего лишь одна машина; Узлы маршрутизации тумана (красные) необходимы для интеграции подсистем и подключения автомобиля к более крупной облачной системе. Эта система также требует высокой производительности, исключительной надежности, интеграции многих типов потоков данных и контролируемого взаимодействия модулей. Обратите внимание, что облачные приложения также являются важными компонентами. Системы тумана также должны легко сливаться с облачными приложениями.

Как может работать туман?

Итак, как все это может работать? Я намекнул на некоторые из требований выше. Связь - это, пожалуй, самая большая проблема. Технологии корпоративного класса не могут обеспечить производительность, надежность, избыточность и распределенное масштабирование, которые необходимы системам IIoT.

Ключевым моментом является то, что все системы связаны с данными . Эффективная технология - ориентированность на данные.

Система, ориентированная на данные, не имеет жестко запрограммированного взаимо

[1] [2] 下一页