Организация максимально эффективного промышленного Интернета Вещей

Для достижения такой эффективной работы, системы промышленного Интернета Вещей должны удовлетворять следующим требованиям: 1. Чтобы данные передавались в режиме реального времени следует использовать базы данных с оперативной памятью 2. Высокоскоростная интеграция каналов связи позволяет предоставить каждому пользователю доступ к любому источнику данных 3. Получение данных по концепции публикации / подписки лучше чем регулярный опрос 4. Получение измеренных данных в виде оперативных “push” сообщений гораздо эффективнее 5. Система, ориентированная на передачу измеренных данных, а не для работы с браузерами будет более эффективной при работе с облаком

Промышленный Интернет Вещей отличается от обычного Интернета Вещей. Промышленные системы, на которые возлагаются самые ответственные функции, не похожи на приложения ИТ, предназначенные для использования потребителями или ведения бизнеса. В этом вопросе крайне важно соответствовать всем техническим требованиям. Большинство систем информационных технологий опираются на реляционную базу данных, хранилище данных, в которое клиенты могут что-то загружать или из которой они могут получать информацию – для таких задач время отклика в одну или две секунды вполне приемлемо. Как правило, эти данные передаются по сети в виде HTML и XML кодов, что требует наличие соответствующей пропускной способности сети, а также необходимо подготовить систему к отправке необработанных данных. Хотя эти технологии подходят для использования в офисе или дома, они не соответствуют промышленному применению.

В типичной промышленной системе данные передаются в режиме реального времени. Они идут от датчиков, устройств и технологических процессов, зачастую по пути объединяются друг с другом, и в итоге доходят до операторской панели управления, другого устройства, оборудования или специального архиватора данных. Как только происходит изменение значений параметров на полевом или производственном уровне, информация об этом сразу отправляется в систему управления и к оператору, которые должны как-то отреагировать на данную ситуацию. Например, во время работы робот-манипулятор может фиксировать сотни изменений параметров в секунду. Крошечные колебания параметров с миллисекундной периодичностью могут иметь значительные последствия, которые даже в конечном итоге могут привести к нештатной ситуации, именно поэтому в трендах или базах данных необходимо иметь возможность изучить их изменение за очень короткие периоды.

Для достижения такой эффективной работы, системы промышленного Интернета Вещей должны удовлетворять следующим требованиям:
 

• Чтобы данные передавались в режиме реального времени следует использовать базы данных с оперативной памятью. Данные по системе должны перемещаться без промедлений, и для того, чтобы успевать записывать все изменения параметров необходима база данных на основе оперативной памяти. Реляционная база данных верно служит для очень многих задач по всему миру, но под такую специализированную задачу она не заточена, поскольку запись данных и обработка запросов на их получение занимает слишком много времени. Таким образом, для этой задачи отлично подходит база данных с оперативной памятью, хранящая неструктурированные файлы, так как при таком подходе достигается высокая скорость обработки данных.
   
• Высокоскоростная интеграция каналов связи позволяет предоставить каждому пользователю доступ к любому источнику данных. Основная задача базы данных с оперативной памятью – принятие данных от всех входящих источников. Если все каналы связи предназначены для передачи измеренных данных, то значения параметров всех источников можно собрать в единый и универсальный набор данных. Такой подход максимально упрощает их обработку, а также так любой пользователь сможет запросить в режиме реального времени именно те данные, которые его интересуют.
   
• Получение данных по концепции публикации / подписки лучше чем регулярный опрос. В режиме получения данных, которым управляют события публикации / подписки, пользователь один раз делает запрос на подключение к источнику данных, а затем получает информацию о каждом новом обновлении параметров. В свою очередь в режиме опроса данные отправляются регулярно и сразу обо всех параметрах. Когда изменение данных происходит нечасто, при таком подходе зря тратятся ресурсы системы, поскольку даже при отсутствии изменений пользователь будет регулярно получать текущие значения. Если же данные будут меняться слишком часто, то постоянный опрос также будет менее эффективным, так как в таком случае будет теряться информация между передачами данных.
   
• Получение измеренных данных в виде оперативных “push” сообщений гораздо эффективнее. Данные в виде “push” сообщений отправляются два раза – сначала от источника в систему, а затем уже от нее к пользователю. Такой формат является не только достаточно безопасным, а также и наиболее эффективным. Обычно извлечение данных происходит с помощью опроса, на который требуется больше времени и большая пропускная способность, поскольку после каждого запроса требуется еще получить ответ. Для технологии “push” требуется только одно сообщение, которое более эффективно, занимает меньше ресурсов и годится для межмашинного взаимодействия.
   
• Система, ориентированная на передачу измеренных данных, а не для работы с браузерами будет более эффективной при работе с облаком. Перевод данных в нужный формат сразу по месту измерения занимает время, а также зачастую у измеряющего устройства может не быть таких технических возможностей. Оставляя данные в более простом формате, без конструкций HTML и XML, можно минимизировать задержку при передаче. Необработанные данные поступают от источника через облако к пользователю как можно быстрее. А уже после поступления их можно преобразовать в другие форматы, такие как HTML, XML, SQL и т. д. Различные конечные системы, такие как веб-браузеры, базы данных, электронные таблицы и системы для взаимодействия машин получат доступ к единому источнику данных сразу на месте их поступления, что снизит общий объем передаваемых по сети данных.
  
  Применение систем компании Skkynet

Следуя этим принципам, решения компании Skkynet: SkkyHub и DataHub обеспечивают скорость передачи данных по сети предприятия или сети IoT всего в несколько миллисекунд выше по сравнению с общей задержкой в сети, а также пропускную способность до 50 000+ изменений данных в секунду.  Их высокий уровень производительности достигается за счет сочетания технологии баз данных с оперативной памятью и работой в режиме реального времени, концепции передачи данных на основании публикации / подписки, отправки данных в виде “push” сообщений и подхода к связи, ориентированного на измеренные параметры.

Технология «Hub» в системах DataHub и SkkyHub представляет собой базу данных реального времени с оперативной памятью для неструктурированных данных , которая используется в сотнях ключевых системах по всему миру уже более 15 лет. Специально разработанные с нуля для передачи промышленных данных системы DataHub и Встроенный инструментарий при работе преобразуют все входящие данные в примитивный и необработанный внутренний формат. Эти необработанные данные можно интегрировать и передавать с очень высокой скоростью.

На уровне предприятия система DataHub собирает, объединяет и перераспределяет данные процесса в режиме реального времени. Интересуемые наборы данных можно беспрепятственно передавать в систему Интернета Вещей, просто подключив сеть к решению DataHub или Встроенному инструментарию компании SkkyHub. На облачном уровне SkkyHub также обеспечивает сбор, интеграцию и распределение данных в режиме реального времени. Производительность системы IoT таким образом будет максимально приближена к фактической скорости распространения данных по сети Интернет, практически без дополнительных задержек.

Честно говоря, не стоит ожидать, что типичная платформа Интернета вещей обеспечит такой же уровень производительности. Лишь немногие из них были разработаны для промышленного применения. Неудивительно, что такая революционная концепция, как «Промышленный Интернет вещей», может потребовать новых подходов для надлежащей реализации. Помимо эффективности, промышленные системы предъявляют особые требования к безопасности и совместимости. При выборе достойной и надежной платформы для промышленного Интернета вещей необходимо учитывать все эти ключевые факторы.