Como su nombre indica, la computación periférica se implementa en las instalaciones o en el «borde» de la computación en la nube, donde los datos se generan en su formato nativo. Este novedoso enfoque permite recopilar, analizar y sincronizar los datos con uno o varios dispositivos de computación periférica. Puede tomar una decisión local sobre el proceso y el almacenamiento antes de enviar solo los datos relevantes a la nube para realizar cálculos más complejos, como inteligencia artificial y otros modelos matemáticos.
En esencia, la computación periférica mejora la fiabilidad y el rendimiento a nivel local sin el retardo asociado a la comunicación de ida y vuelta desde Internet. Esto es de vital importancia cuando el tiempo de procesamiento y muestreo de datos se mide en milisegundos en lugar de segundos.
Capas de la computación periférica
Las tres capas fundamentales que intervienen en una configuración de computación periférica son los sensores o dispositivos periféricos, la puerta de enlace periférica y la nube o el servidor central. A medida que los datos viajan a través de estas capas, cada una de ellas también permite la toma de decisiones. Veamos cómo.
Sensores
Los sensores inteligentes o dispositivos periféricos tienen un Microprocesador integrado que recopila mediciones vitales de una variedad de sensores a los que está conectado.
Estos dispositivos pueden recopilar mediciones de datos como marcas de tiempo, horas de funcionamiento, conectividad, conformidad de calibración y una serie de otras microoperaciones. Incluso pueden funcionar de forma autónoma siempre que tengan alimentación, con la capacidad de sincronizar los datos si se pierde la conectividad, lo que proporciona una garantía de datos continua. Los sensores inteligentes pueden incluso proporcionar salidas de control local en diversas formas, desde alarmas hasta accionamientos.
Edge Gateway
Una pasarela periférica se encuentra entre los dispositivos periféricos y la nube. Es el repositorio central de los datos de los dispositivos periféricos, además de sincronizarse con otra pasarela periférica. La pasarela periférica también es la guardiana de todos los dispositivos periféricos conectados a ella, lo que les garantiza una autenticación y un aprovisionamiento seguros. Solo se transmite a la nube el procesamiento de datos de orden superior para su modelización y análisis.
Las puertas de enlace periféricas están configuradas para funcionar independientemente de la nube, al tiempo que proporcionan muchas de las ventajas de esta. Se puede implementar más de una puerta de enlace periférica en una gran configuración de fábrica, cada una de las cuales trabaja con métricas de datos específicas que, en última instancia, se pueden sincronizar y unificar en la nube. De este modo, el pesado procesamiento de datos se puede realizar sin afectar a los dispositivos periféricos locales ni a las puertas de enlace.
Nube
La nube es una red interconectada de servidores virtuales y servicios web alojados en Internet. Es donde se almacenan, procesan y analizan los datos de orden superior procedentes de las puertas de enlace periféricas.
Ventajas de utilizar la computación periférica para el Internet Industrial de las Cosas (IIOT)
Trasladar la computación y la toma de decisiones urgentes al borde de la red aporta muchas ventajas, especialmente en un entorno de Internet Industrial de las Cosas (IIOT). A continuación se enumeran algunas de ellas.
Velocidad y latencia
La computación periférica reduce el tiempo necesario para intercambiar mensajes, en lugar de depender únicamente de Internet. Esta reducción de tiempo es fundamental cuando se trata de procesos y mediciones sensibles al tiempo.
Por ejemplo, al supervisar el rendimiento, los fallos o los accidentes de los equipos, los datos generados deben analizarse al instante. Simplemente no hay tiempo suficiente para que los datos viajen de ida y vuelta a la nube. Al reducir la latencia de la red, la computación periférica mejora drásticamente el tiempo de respuesta de las aplicaciones IIOT en tiempo real.
Seguridad y fiabilidad
En un entorno de nube tradicional, los datos generados en toda la organización se mueven a través de una arquitectura centralizada. Este tipo de configuración es más vulnerable a ataques como DDoS (denegación de servicio distribuida) y otras amenazas cibernéticas. Para una empresa industrial que depende de los datos generados por los procesos operativos, estas vulnerabilidades pueden interrumpir el funcionamiento completo.
Con la computación periférica, el riesgo de seguridad se distribuye entre los dispositivos periféricos y la nube. Esto no significa que se elimine la amenaza de la ciberseguridad, sino que se mitiga en el sentido de que tanto la infraestructura periférica como la nube deben verse comprometidas juntas en un solo ataque para suponer una amenaza para la infraestructura del Internet Industrial de las Cosas (IIOT).
La arquitectura distribuida de la computación periférica también puede tener un impacto positivo en la fiabilidad. Al llevar la computación y el almacenamiento a las instalaciones, se mejora su fiabilidad y disponibilidad, con una menor dependencia de la conectividad a Internet. Los dispositivos periféricos inteligentes y las puertas de enlace seguirán funcionando incluso si pierden la comunicación con la nube en caso de interrupciones temporales en la conexión a Internet.
Ahorro de costes
La computación periférica ofrece cierto ahorro de costes cuando el cálculo y el almacenamiento de datos, los dos costes más elevados de la computación en la nube, se distribuyen en las instalaciones. El coste de la transmisión de datos por la red, la frecuencia de carga y descarga de datos y la manipulación de datos de series temporales pueden reducir el coste asociado a los servicios de suscripción a la nube.
Escalabilidad
Es probable que las necesidades informáticas de una organización aumenten a medida que sus operaciones de fábrica digital comiencen a ampliarse. La naturaleza distribuida de la computación periférica y en la nube permite ampliar, redistribuir (e incluso reducir) de forma rentable la computación periférica o en la nube, sin imponer un costoso cierre de recursos operativos críticos, como por ejemplo el cierre total o parcial del funcionamiento de la fábrica.
Omega Smart Sensors for Edge Computing
Los sensores inteligentes Omega (serie SP) son un excelente ejemplo de dispositivos industriales de computación periférica. Estos sensores tienen la característica diferenciadora de contar con control local integrado y control de bucle cerrado en el punto de detección, lo que elimina la necesidad de múltiples dispositivos de un solo uso que requieren una configuración separada.
Algunos de los sensores inteligentes de la serie SP también cuentan con control autónomo en tiempo real a través de la alarma y el control.
Por ejemplo, el sensor IR de la serie SP-001-2 permite el control local de las salidas basado en los valores medidos y los parámetros de funcionamiento. El sensor se puede configurar para transmitir datos solo cuando se produce un cambio significativo deseado en el valor. Esta función prolonga la vida útil de la batería del dispositivo.
Además, el sensor inteligente también es capaz de activar pines de E/S digitales que se pueden conectar a una alarma o relé de información incluso cuando la red está inactiva.
La computación periférica es el futuro
Cada vez son más las organizaciones industriales que están implementando dispositivos IIoT para aumentar la eficiencia del funcionamiento de sus operaciones. Este número aumentará en los próximos años. Si bien los datos generados a través de estos dispositivos IIoT ofrecen nuevas oportunidades a las empresas, también plantean un nuevo reto para almacenar, gestionar y procesar las enormes cantidades de datos. En tal caso, utilizar la infraestructura tradicional en la nube solo supone una carga para el centro de datos en términos de tráfico y consume más recursos informáticos.
La computación periférica elimina este cuello de botella al distribuir el procesamiento de datos en dispositivos locales y periféricos que se encuentran cerca de la fuente. La ventaja inmediata que pueden obtener las organizaciones es una respuesta en tiempo real de sus aplicaciones IIOT, ya que los datos se almacenan y procesan directamente en la fuente que los genera.
Esto, a su vez, conduce a una toma de decisiones más rápida, lo cual es necesario en un entorno de trabajo industrial en el que es necesario analizar los datos al instante. La computación periférica también aborda los problemas de conectividad de manera eficiente y reduce el costo de transferir los datos a un servidor centralizado o a la nube.
Si bien la computación en la nube se consideraba una tecnología prometedora, el crecimiento del número de aplicaciones IIOT apunta a un futuro en el que la computación periférica desempeñará un papel fundamental.
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