Un pronóstico brumoso para la Internet industrial de las cosas

e empresarial no pueden ofrecer el rendimiento, la confiabilidad, la redundancia y la escala distribuida que necesitan los sistemas IIoT.

La información clave es que los sistemas se basan en los datos . La tecnología habilitadora está centrada en los datos.

Un sistema centrado en datos no tiene interacciones codificadas entre aplicaciones. Cuando se aplica a la conectividad de niebla, este concepto supera los problemas asociados con la integración del sistema punto a punto, como la falta de escalabilidad, interoperabilidad y la capacidad de evolucionar la arquitectura. Permite la simplicidad plug-and-play, la escalabilidad y un rendimiento excepcionalmente alto.

El estándar líder para la conectividad centrada en datos es el Servicio de distribución de datos (DDS). DDS no es como otro middleware. Se dirige directamente a los sistemas en tiempo real. Cuenta con un extenso control fino de los parámetros de Calidad de servicio (QoS) en tiempo real, incluida la confiabilidad, el control del ancho de banda, los plazos de entrega, el estado de vivacidad, los límites de recursos y la seguridad. Gestiona explícitamente el "modelo de datos" de comunicaciones, o los tipos y QoS utilizados para comunicarse entre los puntos finales. Por tanto, es una tecnología "centrada en datos".

DDS tiene que ver con los datos:encontrar datos, comunicar datos, garantizar datos actualizados, hacer coincidir las necesidades de datos y controlar los datos. Como una base de datos, que proporciona almacenamiento centrado en datos, DDS comprende el contenido de la información que administra. Esta naturaleza centrada en los datos, análoga a una base de datos, justifica el término "bus de datos".

Databus frente a base de datos:las 6 preguntas que todo desarrollador de IIoT debe hacer

Las arquitecturas de comunicaciones tradicionales conectan aplicaciones directamente. Esta conexión adopta muchas formas, incluida la mensajería, la invocación remota orientada a objetos y las arquitecturas orientadas a servicios. Los sistemas centrados en datos difieren fundamentalmente porque las aplicaciones interactúan solo con los datos y las propiedades de los datos. El centro de datos desacopla las aplicaciones y permite en gran medida la escalabilidad, la interoperabilidad y la integración. Debido a que muchas aplicaciones pueden interactuar con los datos de forma independiente, el enfoque en los datos también hace que la redundancia sea natural.

Tenga en cuenta que el bus de datos reemplaza la interacción aplicación-aplicación con la interacción aplicación-datos-aplicación. Esta abstracción es el quid de la centralidad en los datos y es absolutamente fundamental. El centro de datos desacopla las aplicaciones y facilita enormemente el escalado, la interoperabilidad y la integración del sistema.

Continuando con la analogía anterior, una base de datos implementa este mismo truco para el almacenamiento centrado en datos. Guarda viejos información que luego puede buscar relacionando las propiedades de los datos almacenados. Un bus de datos implementa la interacción centrada en datos. Gestiona el futuro información permitiéndole filtrar por propiedades de los datos entrantes. La centralidad de datos hace que una base de datos sea esencial para grandes sistemas de almacenamiento. La centralización de datos hace que un bus de datos sea una tecnología fundamental para la integración de un gran sistema de software.

El bus de datos descubre y conecta automáticamente las aplicaciones de publicación y suscripción. No se requieren cambios de configuración para agregar una nueva máquina inteligente a la red. El bus de datos coincide y aplica QoS. El bus de datos aísla las aplicaciones de la ejecución, o incluso de la existencia, de otras aplicaciones. Siempre que se cumplan sus especificaciones de datos, una aplicación se puede ejecutar correctamente.

Un bus de datos tampoco requiere servidores. Utiliza un protocolo para descubrir posibles conexiones. Todo el flujo de datos es directamente de igual a igual para lograr la menor latencia posible. Y, sin servidores que se atasquen o fallen, la infraestructura fundamental es escalable y confiable.

Para escalar como en nuestros ejemplos anteriores, debemos combinar subsistemas jerárquicos; eso es importante para la niebla. Esto requiere un componente que aísle las interfaces del subsistema, un "nodo de enrutamiento de niebla". Tenga en cuenta que este es un término conceptual. No tiene que implementarse, y a menudo no se implementa, como un dispositivo de hardware. Por lo general, se implementa como un servicio o una aplicación en ejecución. Ese servicio puede ejecutarse en cualquier lugar que se necesite:en el propio dispositivo, en una caja separada o en el sistema de nivel superior. Su función es "envolver una caja alrededor" de un subsistema, ocultando así la complejidad. Por lo tanto, el subsistema exporta solo los datos necesarios, solo permite el acceso controlado e incluso presenta un único dominio de seguridad (certificado). Además, debido a que el bus de datos admite la redundancia de manera tan natural, el diseño del servicio permite que los sistemas altamente confiables ejecuten simplemente muchos nodos de enrutamiento en paralelo.

Los sistemas jerárquicos requieren la contención de los datos internos del subsistema. El nodo de enrutamiento de niebla mapea modelos de datos entre niveles, controla la exportación de información, permite un descubrimiento interno rápido y mapea dominios de seguridad. Por tanto, la interfaz externa es una vista mucho más simple que oculta el sistema interno.

RTI tiene una inmensa experiencia con este diseño, con más de 1000 proyectos. Estos incluyen bucles de retroalimentación rápidos de 3kHz para robótica, el enorme sistema SCADA de control de lanzamiento de 300k puntos de la NASA KSC, las granjas de turbinas marinas más grandes de Siemens Wind Power, la presa Grand Coulee, las líneas de productos de monitoreo de pacientes y tomografía computarizada de GE Healthcare, casi todos los barcos de la Armada de los EE. UU. y sus aliados, las máquinas de minería continua de Joy Global, muchos drones sin piloto y estaciones terrestres, el entorno de prueba de hardware en el circuito de Audi y una lista cada vez mayor de diseños de automóviles y camiones autónomos.

Los beneficios clave de un bus de datos incluyen:

• Fiabilidad :La redundancia sencilla y la ausencia de servidores que fallen permiten un funcionamiento extremadamente fiable. El bus de datos DDS admite sistemas que no pueden tolerar estar fuera de línea ni siquiera por un período corto, ya sea 5 minutos o 5 milisegundos.
• En tiempo real :La entrega peer-to-peer de Databus admite fácilmente latencias medidas en milisegundos e incluso decenas de microsegundos.
• Escala de interfaz :Los grandes proyectos de software con más de 10 módulos interactivos deben definir, coordinar y desarrollar interfaces cuidadosamente. La tecnología centrada en datos traslada esta responsabilidad de los procesos manuales a la infraestructura automática y forzada. RTI tiene experiencia con sistemas con más de 1500 equipos de programadores que crean miles de aplicaciones interactivas.
• Escala de datos :Cuando los sistemas crecen, deben controlar el flujo de datos. Simplemente no es práctico enviar todo a todas las aplicaciones. El bus de datos permite filtrar por contenido, tasa y más. Por lo tanto, las aplicaciones reciben solo lo que realmente necesitan. Esto reduce en gran medida la carga de la red y del procesador. Esto es fundamental para cualquier sistema con más de 1000 elementos de datos direccionables de forma independiente.
• Arquitectura :La centralidad de datos no se "agrega" fácilmente a un sistema. En cambio, se adopta como el diseño central. Por lo tanto, la transformación solo tiene sentido para los diseños de IIoT de próxima generación. La mayoría de los diseños de sistemas tienen ciclos de vida de muchos años.

Cualquier sistema que cumpla con la mayoría de estos requisitos debería considerar seriamente un diseño centrado en datos.

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El futuro brumoso

Como la manta de niebla de California, una nube en el lugar correcto hace maravillas. La tecnología Databus permite la computación elástica al llevar los datos donde se necesita confiabilidad. Es compatible con la construcción de sistemas escalables, confiables y en tiempo real. Por supuesto, la comunicación es solo una de las funciones requeridas de la arquitectura de niebla en evolución. Pero es clave y relativamente maduro. Por lo tanto, está impulsando muchos diseños.

El IoT industrial cambiará casi todas las industrias, incluidas las del transporte, la medicina, la energía, el petróleo y el gas, la agricultura y más. Será la principal tendencia impulsora de la tecnología durante las próximas décadas, la h

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