Các lĩnh vực công nghệ thông tin (IT) và công nghệ hoạt động (OT) liên tục va chạm và hội tụ. Các ngành công nghiệp khác nhau đang tăng cường đầu tư vào các thiết bị và tài sản hoạt động lớn và nhỏ để làm phong phú thêm dữ liệu và sử dụng nó để tăng tốc hoạt động và giải quyết các vấn đề phức tạp tại chỗ. Một xu hướng quan trọng đằng sau sự thay đổi này là định hướng cạnh thay vì mô hình tập trung hoặc phân cấp của thiết kế hệ thống tự động, thường được gọi là điện toán cạnh. Bạn có thực sự hiểu về các thiết bị Edge Computing? Với câu hỏi này trong tâm trí, bây giờ trình soạn thảo mã tiếng Anh sẽ trả lời cho bạn.
Bạn có thực sự hiểu về các thiết bị Edge Computing?
Điều đầu tiên cần hiểu là điện toán biên không phát triển từ hư không. Nó không đề cập đến một công nghệ duy nhất. Edge Computing có liên quan đến một khái niệm kiến trúc ngày càng rộng hơn - tính toán phân tán. Tài nguyên tính toán của nó được phân phối trên toàn hệ thống thay vì tập trung vào bộ điều khiển chính hoặc ứng dụng. Các kỹ sư hệ thống điều khiển phân tán đã áp dụng khái niệm này vào công việc thực tế.
Tuy nhiên, điện toán biên không phải là sự tiến hóa của các hệ thống điều khiển phân tán, mà là một mạng lưới phân tán toàn cầu hình thành Internet vào đầu những năm 2000. Các mạng tập trung lớn phải đối mặt với các hạn chế băng thông vốn có và các vấn đề về độ trễ. Để cải thiện khả năng đáp ứng, có vẻ hợp lý hơn khi chuyển các nguồn lực đến các khu vực cần chúng về mặt địa lý.
Trong khi đó, với sự phổ biến của các thiết bị thông minh và sự phát triển của Internet of Things, nhiều tài nguyên và dịch vụ điện toán cục bộ hơn có sẵn. Các tính năng này đang được đẩy xuống mức thấp nhất của mạng tự động, nơi phát hiện và kiểm soát thực tế được thực hiện, được gọi là "cạnh" trong điện toán biên. Tùy thuộc vào phạm vi của cuộc thảo luận, rìa mạng có thể được coi là kết nối bất kỳ yếu tố nào trong "dặm cuối cùng" của mạng và tốt nhất là khác với các tài nguyên nằm trong lõi mạng hoặc đám mây.
"Thiết bị cạnh" có thể đề cập đến các thiết bị trường thông minh như máy phát, bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và bộ điều khiển tự động hóa lập trình (PAC), cũng như các cổng biên kết nối các thành phần mạng khác nhau hoặc cầu nối các mạng khác nhau, chẳng hạn như bộ chuyển đổi giao thức, bộ định tuyến và máy tính công nghiệp. Các thiết bị cạnh tương tự ngày càng tham gia vào việc tổng hợp và tiêu chuẩn hóa dữ liệu quá trình.
Tính toán biên đã vượt ra ngoài việc sử dụng tài nguyên tốt hơn. Với các thiết bị cạnh mạnh mẽ hơn, chúng tôi có thể mang lại các cải tiến giá trị mới cho các quy trình như trực quan hóa lưu trữ quy trình cục bộ, cơ sở dữ liệu, truyền thông hoặc các tính năng máy chủ ứng dụng, do đó giảm sự phụ thuộc vào PC bảo trì cao và tăng cường tích hợp CNTT.
Học kỹ năng Edge Computing
Thông qua thiết kế, kiến trúc Edge Computing tích hợp các chức năng và công nghệ bị cô lập trước đây. Đối với các chuyên gia OT, việc tận dụng sự thay đổi này có thể đòi hỏi phải phát triển các kỹ năng mới. Kỹ năng tiên tiến trong điện toán biên, bao gồm thiết kế hệ thống, kết nối mạng, chuyên môn cơ sở dữ liệu và bảo mật. Dưới đây là một số yêu cầu để phát triển các kỹ năng này.
1. Thiết kế hệ thống. Để thiết kế một hệ thống định hướng cạnh, cần có ai đó biết tất cả các thiết bị được tích hợp với nhau như thế nào. Các thiết bị biên, mạng máy tính và hệ thống phần mềm đều có giới hạn tài nguyên cụ thể và chất lượng tương tác của chúng có thể tăng hoặc giảm, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của toàn bộ hệ thống. Khả năng tương tác trở thành một vấn đề lớn hơn khi dữ liệu được truyền qua các miền. Giúp hiểu các định dạng trao đổi dữ liệu phổ biến (như JSON) và cách xử lý và tổ chức dữ liệu hiệu quả và hợp tác trên nhiều thiết bị. Những yếu tố này xác định các thuộc tính của hệ thống, chẳng hạn như khả năng mở rộng. Trong 10 năm tới, các thuộc tính này sẽ ngày càng trở nên quan trọng khi tích hợp IIoT phát triển.
2. Kết nối mạng. Edge Computing cải thiện hiệu suất của hệ thống IT/OT bằng cách sử dụng hiệu quả hơn các tài nguyên mạng. Vì vậy, khi làm việc với một hệ thống điện toán cạnh, nó sẽ rất hữu ích nếu các kỹ sư biết cách đo lường và quản lý hiệu suất của mạng máy tính. Thêm nhiều thiết bị cạnh tạo ra một lượng lớn dữ liệu, có thể làm chậm giao tiếp và gây tắc nghẽn mạng. Nếu được thiết kế đúng cách, nó có thể cải thiện tốc độ phản hồi của trang web và giảm việc sử dụng các tài nguyên cốt lõi. Việc sử dụng các giao thức truyền thông hiệu quả như truyền từ xa hàng đợi tin nhắn (MQTT) có thể làm giảm thêm các yêu cầu về băng thông. Các yếu tố khác, chẳng hạn như khả năng mở rộng và khả năng chịu lỗi, cũng đóng một vai trò trong việc lựa chọn thiết kế mạng hoặc giao thức thiết bị và truyền thông.
3. Chuyên môn cơ sở dữ liệu. Trong các hệ thống CNTT và OT, cơ sở dữ liệu rất quan trọng để lưu trữ, phân phối và phân tích dữ liệu. Edge Computing mang lại sự kết nối ngày càng chặt chẽ giữa hai bên, điều này đòi hỏi các chuyên gia OT phải biết cách thiết kế cơ sở dữ liệu và cách tương tác với chúng. Bảo mật và hiệu quả của cơ sở dữ liệu có thể bị ảnh hưởng tiêu cực bởi chất lượng dữ liệu đến cũng như tần suất và loại xử lý. Phần mềm chuyên dụng bao gồm một công cụ kết nối IoT mã nguồn mở tạo điều kiện chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị biên, cơ sở dữ liệu và dịch vụ đám mây, cũng như các công cụ phần mềm khác có thể đơn giản hóa kết nối cơ sở dữ liệu cho các ứng dụng công nghiệp.
4. An toàn. Trong mạng điều khiển, hệ thống điều khiển không thể được giả định là an toàn từ quan điểm vật lý và mạng nếu dữ liệu có thể được lưu trữ, truy cập và quản lý từ nhiều điểm. Các kỹ sư sử dụng mạng lưới này phải quen thuộc với các rủi ro tiềm ẩn và các công cụ để giảm thiểu rủi ro. Các kỹ sư cần hiểu chức năng và triển khai của các thiết bị an ninh mạng như tường lửa, cũng như các tính năng bảo vệ dữ liệu như xác thực, mã hóa và xác thực. Họ cũng có thể đánh giá bảo mật của các thiết bị và ứng dụng mới trước khi đưa chúng vào mạng.
Đừng bỏ qua tính không thể tránh khỏi của điện toán biên hoặc bất kỳ công nghệ nào góp phần tích hợp CNTT/OT và chuyển đổi sang IIoT. Khi các thiết bị hàng ngày trở nên mạnh mẽ hơn, điều này đòi hỏi các kỹ sư phải sử dụng chúng cho nhiều thứ hơn. Đây là một xu hướng mà các kỹ sư phải đối mặt, những người sẽ sử dụng kiến thức của họ để tạo ra giá trị cho cả khách hàng nội bộ và bên ngoài. Trong những năm tới, các kỹ sư đầu tư phát triển kiến thức, kỹ năng và kết nối mới sẽ tìm thấy cơ hội.