Che cos'è l'edge computing?

Livelli dell'edge computing

I tre livelli fondamentali coinvolti in una configurazione di edge computing sono costituiti da sensori o dispositivi edge, gateway edge e cloud o server centrale. Man mano che i dati viaggiano attraverso questi livelli, ciascuno di essi consente anche il processo decisionale. Scopriamo come.

Sensori

I sensori intelligenti o i dispositivi edge hanno un Microprocessore integrato che raccoglie misurazioni vitali da una varietà di sensori a cui sono collegati.

È possibile che questi dispositivi raccolgano misurazioni di dati quali timestamp, ore di funzionamento, connettività, conformità della calibrazione e una serie di altre micro-operazioni. Possono persino funzionare in modo autonomo fintanto che dispongono di alimentazione, con la capacità di sincronizzare i dati in caso di perdita di connettività, garantendo così la continuità dei dati. I sensori intelligenti possono anche fornire uscite di controllo locale in varie forme, dagli allarmi all'attuazione.

Edge Gateway

Un edge gateway si trova tra i dispositivi edge e il cloud. È l'archivio centrale per i dati dei dispositivi edge e sincronizza con un altro edge gateway. L'edge gateway è anche il gatekeeper per tutti i dispositivi edge ad esso collegati, garantendo loro un'autenticazione e un provisioning sicuri. Solo l'elaborazione dei dati di ordine superiore viene trasmessa al cloud per la modellazione e l'analisi.

Gli edge gateway sono configurati per funzionare indipendentemente dal cloud, fornendo al contempo molti dei vantaggi del cloud. In un grande stabilimento industriale è possibile implementare più di un edge gateway, ciascuno dei quali lavora su metriche di dati specifiche che possono essere sincronizzate e unificate nel cloud. In questo modo è possibile eseguire elaborazioni di dati complesse senza influire sui dispositivi edge e sui gateway locali.

Cloud

Il cloud è una rete interconnessa di server virtuali e servizi web ospitati su Internet. È qui che i dati di ordine superiore provenienti dai gateway edge vengono archiviati, elaborati e analizzati.

Vantaggi dell'utilizzo dell'edge computing per l'IIoT

Spostare l'elaborazione e il processo decisionale sensibile al fattore tempo ai margini della rete offre molti vantaggi, specialmente in un ambiente IIoT. Di seguito sono riportati alcuni potenziali vantaggi.

Velocità e latenza

L'edge computing riduce il tempo necessario per lo scambio di messaggi invece di affidarsi esclusivamente a Internet. Questa riduzione dei tempi è fondamentale quando si ha a che fare con processi e misurazioni sensibili al fattore tempo.

Ad esempio, quando si monitorano le prestazioni delle apparecchiature, i guasti o gli incidenti, i dati generati devono essere analizzati istantaneamente. Il tempo a disposizione per il trasferimento dei dati da e verso il cloud è semplicemente insufficiente. Riducendo la latenza della rete, l'edge computing migliora drasticamente i tempi di risposta delle applicazioni IIoT in tempo reale.

Sicurezza e affidabilità

In un ambiente cloud tradizionale, i dati generati dall'organizzazione si muovono attraverso un'architettura centralizzata. Questo tipo di configurazione è più vulnerabile ad attacchi come il DDoS (Distributed Denial-of-Service) e altre minacce informatiche. Per un'azienda industriale che si affida ai dati generati dai processi operativi, tali vulnerabilità possono interrompere l'intero funzionamento.

Con l'edge computing, il rischio per la sicurezza è distribuito tra i dispositivi edge e il cloud. Ciò non significa che la minaccia alla sicurezza informatica sia eliminata, ma piuttosto mitigata, nel senso che sia l'infrastruttura edge che quella cloud devono essere compromesse insieme in un unico attacco per rappresentare una minaccia per l'infrastruttura IIoT.

L'architettura distribuita dell'edge computing può anche avere un impatto positivo sull'affidabilità. Portando l'elaborazione e l'archiviazione in loco, la sua affidabilità e disponibilità sono migliorate con una minore dipendenza dalla connettività Internet. I dispositivi smart edge e gateway continueranno a funzionare anche se hanno perso la comunicazione con il cloud in caso di interruzioni temporanee della connessione Internet.

Risparmio sui costi

L'edge computing offre alcuni risparmi sui costi in caso di elaborazione e archiviazione dei dati, i due costi più elevati del cloud computing, che vengono distribuiti in loco. Il costo della trasmissione dei dati in rete, la frequenza di upload/download dei dati e la manipolazione dei dati temporali possono ridurre i costi associati ai servizi di abbonamento al cloud.

Scalabilità

Le esigenze di elaborazione di un'organizzazione sono destinate a crescere con l'espansione dei funzionamenti della fabbrica digitale. La natura distribuita dell'edge computing e del cloud computing consente di scalare, ridistribuire (e persino ridimensionare) in modo economicamente vantaggioso l'edge computing o il cloud computing senza imporre costosi arresti delle risorse operative critiche, ad esempio chiudendo tutte o parte dei funzionamenti della fabbrica.

Sensori intelligenti Omega per l'edge computing

I sensori Smart Probe (serie SP) di Omega sono un eccellente esempio di dispositivi industriali per l'edge computing. Questi sensori hanno la caratteristica distintiva di un controllo locale integrato e di un controllo a circuito chiuso nel punto di rilevamento, eliminando la necessità di più dispositivi monouso che richiedono una configurazione separata.

Alcuni dei sensori intelligenti della serie SP dispongono anche di un controllo autonomo in tempo reale tramite allarme e controllo.

Ad esempio, il sensore IR serie SP-001-2 consente il controllo locale delle uscite in base allo stato misurato e ai parametri operativi. Il sensore può essere impostato per trasmettere dati solo quando si verifica una variazione significativa del valore desiderato. Questa funzione prolunga la durata della batteria del dispositivo.

Inoltre, il sensore intelligente è anche in grado di attivare pin I/O digitali che possono essere collegati a un allarme o a informazioni di relè anche quando la rete è inattiva.

L'edge computing è il futuro

Un numero crescente di organizzazioni industriali sta implementando dispositivi IIoT per rendere più efficienti i propri processi di funzionamento. Questo numero è destinato ad aumentare nei prossimi anni. Sebbene i dati generati da questi dispositivi IIoT offrano nuove opportunità alle aziende, essi comportano anche una nuova sfida in termini di archiviazione, gestione ed elaborazione di enormi quantità di dati. In questi casi, l'utilizzo dell'infrastruttura cloud tradizionale non fa altro che sovraccaricare il data center con il traffico e consumare più risorse di calcolo.

L'edge computing elimina questo collo di bottiglia distribuendo l'elaborazione dei dati su dispositivi locali e periferici vicini alla fonte. Il vantaggio immediato per le organizzazioni è una risposta in tempo reale dalle loro applicazioni IIoT, poiché i dati vengono archiviati ed elaborati direttamente alla fonte che li genera.

Questo, a sua volta, porta a un processo decisionale più rapido, necessario in un ambiente operativo industriale in cui è necessario analizzare i dati istantaneamente. L'edge computing affronta anche i problemi di connettività in modo efficiente e riduce i costi di trasferimento dei dati a un server centralizzato o al cloud.

Sebbene il cloud computing fosse considerato una tecnologia promettente, la crescita del numero di applicazioni IIoT indica un futuro in cui l'edge computing avrà un ruolo fondamentale.

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