Переживаемая в настоящее время промышленная революция (как считают эксперты, четвертая по счету) знаменует переход к Индустрии 4.0, которая связана с применением в производстве киберфизических систем, в которых происходит слияние информационных и цифровых технологий и технологий, непосредственно отвечающих за функционирование предприятий.
Сильнейшее влияние на переход к Индустрии 4.0 оказывает Интернет вещей (IoT), мировой рынок которого, согласно прогнозам IDC, уже сегодня генерирует около 50% экспоненциально растущего потока данных. Направление IoT в России, пока находящееся в стадии формирования, до 2023 г. обещает расти более чем на 20% ежегодно.
Согласно исследованиям консалтинговой компании McKinsey, производители ожидают от Индустрии 4.0 повышения точности прогнозирования (на 85%), роста производительности труда (до 70%), сокращения расходов на проектирование (до 30%), расходов на хранение (до 40%), времени простоя оборудования (до 60%) и потерь от брака (до 40%).
Как подчеркнул 9 июня в своем выступлении на конференции Schneider Electric «Innovation Day: новая эра цифровой трансформации» руководитель направления по работе с корпоративными заказчиками подразделения SecurePower этой компании Владимир Гречушкин, превалирующая ныне централизованная архитектура ИТ не в состоянии оправдать эти ожидания. Она перестает справляться с задачами обеспечения Индустрии 4.0 — в первую очередь это выполнение требований IoT, связанное с увеличением пропускной возможности сетей передачи, поддержкой технологических сервисов на удаленных площадках, обработкой данных практически в режиме реального времени, поддержкой автономной работы периферийных узлов при потерях связи, обеспечением безопасности при передаче чувствительных данных на большие расстояния.
Снизить нагрузку на сеть, повысить безопасность данных, уменьшить время на их передачу и стоимость трафика помогает обработка данных в точках их возникновения — т. н. периферийные вычисления (Edge Computing). Уже сегодня, по данным IDC, около 37% данных IoT в России анализируется в местах их генерации. Лидируют в этой области финансовый бизнес, государственный сектор, здравоохранение, розничная торговля, производство и энергетика.
Реализация периферийной многоуровневой иерархической вычислительной топологии, по словам Владимира Гречушкина, в свою очередь сопряжена с выполнением ряда задач, обязательным для новой архитектуры: обеспечение физической и информационной безопасности, управления и контроля, преодоления сложностей внедрения в распределенной инфраструктуре и дефицита квалифицированного персонала на местах.
Решение этих задач во многом возлагается на узлы периферийных вычислений, становящиеся неотъемлемой часть современной гибридной иерархической ИТ-архитектуры. В ней основной ЦОД продолжает играть роль традиционного центрального облака, передавая часть нагрузки на другие уровни новой топологии. Региональные ЦОДы агрегируют информацию, поступающую с периферийных узлов, и выполняют функции центров принятия локальных решений. Периферийные узлы обеспечивают работу персонала и оборудования на местах. Именно здесь генерируются потоки данных, осуществляется их первичная обработка, происходит изменение протоколов для передачи данных на уровни агрегации. Помимо непосредственно вычислений (что не является обязательной функцией для них) периферийные узлы поддерживают работу конечных устройств и сетевой инфраструктуры, выполняющей задачи подключения этих устройств к цифровому миру.
На более высокие уровни передаются только результаты аналитической обработки с нижних уровней, а не все данные. Очевидно, что достоверность конечных данных, от которых зависит качество управленческих решений, зависит от надежности работы всех уровней, а не только центрального ЦОДа, поэтому все требования, предъявляемые к основному ЦОДу, переносятся на остальные уровни архитектуры (в соответствии с критичностью каждого компонента каждого уровня для бизнеса) — вся структура с позиции обеспечения всех рабочих параметров должна рассматриваться как единое целое. По сути это означает, что в периферийных узлах должны быть реализованы аналоги подсистем основного ЦОДа: подсистем бесперебойного электроснабжения, охлаждения, распределения электропитания, обеспечения безопасности, мониторинга.
На периферийные вычисления разные компании возлагают самые различные задачи: автоматизацию технологических процессов, управление клиентским опытом, оптимизацию отдельных бизнес-процессов, цифровую трансформацию в целом...
Как пояснил руководитель направления «Периферийные вычисления» в России и странах СНГ подразделения SecurePower компании Schneider Electric Борис Стекцер, его компания разделяет периферийные вычисления на три направления: коммерческое (розничная торговля, медицина, образование, финансы), промышленное (нефтегазовая отрасль, добыча полезных ископаемых, автомобилестроение, тяжелая промышленность) и телеком (сотовые вышки, базовые станции).
Он привел несколько примеров, наиболее ярко иллюстрирующих эффективность использования периферийных узлов.
Технологии периферийных вычислений помогают ритейлерам собирать самую разнообразную информацию о клиентах, повышать качество обслуживания, прогнозировать продажи, планировать поставки в розничную сеть. Начали появляться первые магазины самообслуживания без касс с технологиями машинного зрения, контролирующими поведение покупателей, с автоматическим считыванием данных о приобретенных товарах и расчетом за них с использованием технологий распознавания лиц. В оборудованных такими системами торговых точках покупатели могут автоматически получать пуш-уведомления на свои смартфоны об акциях и скидках на товары конкретно в тех точках, где они находятся в данный момент. Просканировав штрих-код понравившегося образца одежды, цифровые примерочные позволяют покупателям оценить, как они смотрится на них. Эти технологии также помогают решать задачи безопасности торговых точек и защиты кассовых узлов.
Не менее актуальны периферийные вычисления в медицине. Технологии компьютерного зрения помогают экономить время медиков, автоматизируя первичный анализ медицинских графических данных: МРТ, УЗИ, ЭКГ, КТ, рентгеновских снимков. Распознавание речи позволяет врачам во время приема надиктовывать результат обследования пациентов в электронные медицинские карты. Технологии искусственного интеллекта помогают исправлять медицинские ошибки в картах пациентов и следить за качеством оказания медицинской помощи.
Для реализации проектов, предоставляющих подобный функционал в периферийных узлах, Schneider Electric предлагает комплексы, называемые EcoStructure Micro Data Center, которые классифицируются по трем выше упомянутым направления и представлены тремя сериями: S, C и R.
Микроцод S-Series представляет собой стандартную ИТ-стойку, располагать которую предполагается в подготовленном для работы серверов пространстве. Микроцод
Как советуют эксперты Schneider Electric, при внедрении периферийных узлов следует для снижения затрат на обслуживание придерживаться стандартизации, для повышения надежности обеспечивать резервирование в соответствии с критичностью тех или иных компонентов. Централизованный мониторинг и управление помогут оперативно и с минимальными издержками принимать адекватные меры для обеспечения непрерывности функционирования ИТ-архитектуры (а в условиях Индустрии 4.0 бизнеса в целом). По-прежнему актуальными они считают задачи обеспечения безопасности архитектуры, как физической, так и информационной. Здесь, по их мнению, помогут системы контроля доступа, видеонаблюдения, шифрования данных и другие средства защиты информации.
