Облачные вычисления для производителей: практическое руководство

Обновлено: 21 января 2021

 

Вот что мы рассмотрим в этой глубокой статье об облачных вычислениях в производстве:

• Введение в облачные вычисления в производстве
• Что такое облачные вычисления?
• Что такое платформа облачных вычислений?
• Выгоды и кейсы использования облака в производстве
• Отношения между Edge и Облаком
• Как ландшафт подключенности в производстве меняется

 

Введение в облачные вычисления в производстве

Облачные вычисления углубляют свое присутствие в производстве, поскольку производители и OEM все больше полагаются на данные для направления своих решений. Сбор данных сам по себе стал скорее ожиданием, чем аномалией на заводском полу. Между IoT-подключенным промышленным оборудованием, интерфейсами операторов, данными поставщиков, прогнозированием спроса и множеством других потоков данных многие бизнесы находят себя заваленными большими объемами данных, чем они знают, как использовать. Даже лучшие в классе бизнесы в среднем используют около 50% данных для принятия решений, а аутсайдеры — только 30%.

Главный ограничивающий фактор использования собранных данных — огромная мощность, необходимая для анализа и извлечения смысла из таких огромных массивов данных. Многие компании, установившие устройства сбора данных, начинали свой аналитический путь с in-house data scientists на in-house машинах, но быстро перегружались. Хранение данных, резервное копирование, offsite бэкапы, безопасность данных, поверх оборудования для эффективного и быстрого использования техник машинного обучения для извлечения самых глубоких и точных инсайтов — все это быстро накапливается как во времени, так и в затратах.

Именно здесь облако проявляет себя. Облако предлагает практически безграничное хранение данных за долю стоимости in-house хранения. Несмотря на (теперь эродирующее) популярное убеждение, данные, оставленные у репутабельного облачного провайдера, безопаснее от вреда, чем на in-house сервере. Потому что это главный фактор всей их бизнес-модели, а не дополнение или отступление, как было бы в большинстве бизнесов, рассматривающих in-house хранение, облачные платформы склонны иметь более изощренное хранение и более глубокую защиту, чем те, что достижимы on-site большинством бизнесов. Облачные провайдеры соглашаются поддерживать определенный уровень безопасности, оставаться в курсе любых известных рисков безопасности по мере их эволюции, и многие могут застраховать бизнесы против возможности утечки данных. В терминах физической безопасности облачные провайдеры склонны поддерживать более высокую избыточность (включая off-site копии на другом объекте в случае пожара, наводнения или других стихийных или антропогенных катастроф), поэтому риск потери данных заметно снижен.

Что касается вычислительной мощности, совместное использование аппаратных ресурсов через облако может позволить бизнесам экспоненциально больше вычислительной мощности за доллар, чем in-house машины. Производители получают доступ к безумно дорогому оборудованию, разделяя ресурсы с другими через интернет. Это позволяет глубокий анализ и использование даже сложных техник машинного обучения на огромных объемах данных без торможения принятия решений из-за медленного железа. Облачные вычисления в общем стоят копейки на доллар по сравнению с покупкой (и обслуживанием) in-house оборудования с заметно более высоким аптаймом и легкостью использования.

Для всех своих выгод, которые мы рассмотрим глубже в следующей части статьи, остается один важный вопрос: Что такое облако? Вопрос все еще крутится в умах многих, у кого может быть смутное представление, но не видели, как это написано. Давайте точно определим, что означает облако, особенно в контексте производства.

 

Что такое облачные вычисления?

Облачные вычисления — это способ доступа к компьютерным ресурсам по требованию без необходимости активно управлять этими ресурсами. Доступ обычно осуществляется через интернет. Типы ресурсов, доступных с облачными вычислениями, включают вычислительную мощность и хранение данных. Это как иметь почти безграничные жесткие диски, GPU и CPU, все хорошо обслуживаемые и актуальные за низкую цену, доступные практически отовсюду с лучшей безопасностью и аптаймом, чем локальные машины, и все без необходимости нанимать дополнительный IT-персонал, покупать оборудование или менять инфраструктуру по мере масштабирования бизнеса.

Просто сказано, облачные вычисления — это получение доступа к топовых компьютерных ресурсов за разумную стоимость. Бизнес-модель работает для облачных провайдеров, потому что они получают растущий ROI на своих высокотехнологичных предложениях, чем больше людей они могут эффективно обслуживать. В основном, все выигрывают.

Облачные вычисления хорошо работают наряду с периферийными вычислениями. Облачные вычисления могут брать высокочастотные данные и собирать их долгосрочные хранилища — гораздо больше, чем было бы реалистично возможно on-site. Затем они позволяют глубокий анализ этих данных, который был бы слишком ресурсоемким для сценариев edge computing. Комбинация технологий делает data-driven решения в реальном времени, а также долгосрочный стратегический анализ и принятие решений.

Чтобы понять edge computing, помогает думать об IoT-решении как обычно имеющем три компонента:

• Things как IoT-устройства, генерирующие сенсорные данные.
• Insights, которые вы извлекаете из этих данных.
• Actions, которые вы выполняете на основе этих инсайтов для доставки какой-то ценности.

С облачными вычислениями вы перемещаете компоненты инсайтов и действий из производственного объекта в более мощное оборудование в другом месте, обычно через интернет, но иногда через спутник или другой метод передачи. Другими словами, вы можете отправлять свои данные прочь для хранения или анализа, чтобы действовать на основе инсайтов, извлеченных из них, в более позднюю дату.

 

Что такое платформа облачных вычислений?

Платформа облачных вычислений — это решение для предложения сервисов облачных вычислений. Одной из самых известных облачных платформ является Amazon Web Services (AWS).

Платформы облачных вычислений обрабатывают нагрузки, которые были бы слишком интенсивными, трудоемкими или (в некоторых сценариях) чувствительными для выполнения на on-site оборудовании. В сценарии edge computing высокочастотные машинные данные могут быть проанализированы периферийными вычислительными устройствами для получения инсайтов в реальном времени, по которым можно действовать немедленно — например, отключение станка с обнаруженным опасностью безопасности — в то время как облачные вычисления могут обрабатывать полные потоки данных, которые были бы слишком большой нагрузкой для edge-системы, позволяя хранение и более глубокие инсайты, которые затем могут быть переданы обратно в производственную систему, часто даже управляя ответами, генерируемыми от edge-устройств.

MachineMetrics — партнер AWS Industrial Software Competency для обеспечения наиболее безопасной, высокопроизводительной, устойчивой и эффективной облачной инфраструктуры для промышленных приложений.

 

Выгоды и кейсы использования облачных вычислений в производстве

Многие знают о доступных решениях хранения данных через облако. То, что вы можете не знать — это гибкость, единый источник правды, кастомизация и передовые аналитические выгоды, которые облачные платформы приносят на стол для производителей и OEM.

Начиная с OEM, путь к построению оптимизированного оборудования или IIoT-железа, которое может выдерживать суровые среды заводских полов, начинается с сбора данных. Процесс сбора данных в этом случае фокусируется на том, как станки выполняются в конкретных средах. Промышленное облако предоставляет платформу для сбора машинных данных от любого и всего IoT-оборудования, которое ваше предприятие когда-либо продавало, не исчерпывая пространство.

Облако служит платформой для агрегации этих больших наборов данных и разработки передовых алгоритмов для их анализа. Как OEM, вы можете выбрать использование инсайта для разработки планов удаленного сервиса или пакетов Data-as-a-Service для помощи конечным пользователям в оптимизации использования их оборудования. Снова затраты в картине.

Затраты, связанные с облачным решением, которое никогда не заканчивается пространством, значительно меньше, чем стоимость эксплуатации индивидуальных on-premise хранилищ. Покупка высокопроизводительной on-premise системы хранения может стоить 100 000 долларов, не включая текущие затраты на обслуживание системы. С другой стороны, план подписки на облако стоил бы во много раз меньше и не имел накладных расходов от обновлений и дальнейших улучшений.

Облачная платформа, построенная для производства, приносит лучшее из обоих миров каждому OEM. Это включает бесконечное пространство хранения и высокопроизводительную платформу для агрегации данных, удаленного мониторинга станков и каждого IIoT вычислительного требования вашего предприятия.

С перспективы производителя, Облако предлагает безграничное хранение данных для отслеживания производственной истории, получения видимости в операции удаленно и построения передовых алгоритмов для обнаружения отказов станков до их наступления.

Помимо вышеуказанных выгод, производители также испытают нижеперечисленные преимущества:

Гибкость

Производственная активность флуктуирует согласно клиентскому спросу. Эти флуктуации означают, что гибкая система хранения и вычислений требуется для обеспечения оптимального сбора данных, аналитики и операций. Облачные платформы предлагают эту гибкость ресурсов вам при добавлении большей производственной мощности на ваш цех. Оно также предоставляет централизованное место хранения для множественных объектов, которые вы намерены оцифровать.

Безопасность данных

Оцифровка приносит с собой киберугрозы, которые могут привести к простоям и краже данных. Хорошо построенная облачная платформа интегрирует использование корпоративных систем управления безопасностью для защиты ваших данных и снижения угроз безопасности.

Резервное копирование и восстановление

Системы сбора и управления данными почти непогрешимы, но не полностью. Таким образом, когда ошибки или инциденты, приводящие к потере данных, происходят, важно, чтобы решение резервного копирования и восстановления было на месте. С правильной облачной платформой ваши машинные данные остаются безопасными и защищенными от полной потери данных.

Автоматические обновления

Одна особенность облачных вычислений — обновления и новые функции, приходящие как часть пакета. Это включает новые приложения, сертификаты безопасности и протоколы коммуникации, добавляемые с каждым технологическим обновлением без дополнительных затрат.

Улучшенная поддержка клиентов

То, что многие облачные сервис-провайдеры не упоминают, — это кривая обучения, приходящая с использованием новой технологии. Чтобы быстро начать и получить выгоды промышленного облака, поддержка клиентов может потребоваться. Обратитесь к вендорам, которые не только имеют нужную технологию, но могут помочь вам успешно внедрить стратегию облачных вычислений.

 

Облако, Периферия или Оба?

У нас есть полная статья о разнице между облачными и периферийными вычислениями в производстве, поэтому мы будем краткими.

Облако и периферия — две отдельные технологии, но они часто используются в тандеме из-за их компенсирующих сильных сторон. В сердце отношений, периферийные вычисления обрабатывают и действуют на данных, чувствительных ко времени, тогда как облачные вычисления агрегируют данные в централизованном месте, которое не нужно действовать своевременно.

В полной IIoT-инфраструктуре производители могут использовать и периферию для сбора данных в реальном времени, предиктивной аналитики и автономного принятия решений, и облако для агрегатного анализа данных, бенчмаркинга и трендового анализа.

Эти выгоды и недостатки продолжаются:

 

 

Как ландшафт подключенности в производстве меняется

Мы знаем, что точка промышленного IoT — применить передовые аналитики к огромным объемам машинных данных, все с целью снижения неплановых простоев, снижения общей стоимости обслуживания станков и использования возможностей машинного обучения для движения инициатив непрерывного улучшения. Облако было инструментальным в том, чтобы сделать возможным такой массивный сбор, передачу и анализ данных.

Пока периферийные вычисления и аналитика поднимают data-driven принятие решений на новый уровень скорости и точности в реальном времени за счет сокращения физического расстояния между станками и самой обработкой данных, облачные вычисления все еще держат крепкое место для долгосрочного хранения и глубокого анализа. Для компаний, приобретающих данные из многих источников, облако помогает:

•       Централизовать данные между станками или даже объектами для долгосрочного стратегического анализа
•       Доступность аналитики для более широкого спектра бизнесов и пользователей, потому что информация может легко быть доступна удаленно, а также множественными пользователями одновременно
•       Доступность компьютерных ресурсов для быстрого принятия решений с использованием даже передовых техник анализа, таких как те, что иногда видны с ИИ и ML, а также полностью масштабируемое хранение
•       Безопасность данных как в терминах нарушения приватности, так и физической защиты, так что инвестиции в сбор данных движут позитивные действия с более низким риском потери или репутационного вреда

Все эти реальности, когда с ними справляются облачные вычисления, позволяют производителям снижать затраты и повышать эффективность. Облачные вычисления позволяют даже мелкосерийному производству с той же ценностью, что и крупномасштабное. С облачными вычислениями все это доступно без необходимости in-house обслуживания или управления вычислительными устройствами.

Когда достижение инсайтов необходимо, облако — решение, к которому должны обратиться производители. Применение ИИ и алгоритмов машинного обучения для визуализации, диагностики и предсказания проблем — цель, которая может быть более легко достигнута с доступными, масштабируемыми вычислительными ресурсами. Предиктивные инсайты позволяют командам создавать долгосрочные стратегии, которые могут эволюционировать с данными, а также позволять быстрый пивот, когда данные начинают указывать на другое решение. Долгосрочное хранение больших библиотек исторических данных означает, что ваша команда никогда не должна беспокоиться о пропуске критически важных источников данных, когда непредвиденные шансы для анализа возникают.

Промышленное производство стоит на пороге революции благодаря потенциалу облачных вычислений, особенно в комбинации с периферийными вычислениями. В сочетании с новым поколением умных IoT-периферийных устройств, облачные приложения полностью превратят производство в आनेщих десятилетиях для стимулирования лучшей эффективности и продуктивности, а также контроля затрат.