fb
IT Systems 5/2021 Plánování a řízení výroby 30. 6. 2021 8:08

Datová úložiště pro průmyslové aplikace

Průmysl 4.0, který přináší konektivitu a automatizaci do tradičních průmyslových odvětví, zažívá enormní nárůst dat. Odvětví IIoT v průmyslové automatizaci spojuje odlišné aktivity, jako je například řízení skladových zásob nebo aplikace v nasazení, jako jsou drony nebo roboty. Rozšiřující se automatizace generuje obrovské množství dat shromážděných bezpočtem senzorů.

Aplikace průmyslového internetu věcí (IIoT) napříč dodavatelským řetězcem tvoří a spotřebovávají tolik dat, jako nikdy před tím. Odborníci odhadují, že do roku 2023 bude 90 % vytvořených dat generováno stroji a zařízeními. Potřeba víceúčelového a odolného úložiště poroste s tím, jak se stále více průmyslových aplikací učí využívat umělou inteligenci (AI) a algoritmy strojového učení (ML), aby získaly informace pro svoji činnost v aktuálním čase.

Trend směřující k digitálně propojeným zařízením znamená, že se bude více výpočetní kapacity přesunovat z centra na periferie a na koncové body proto, aby zařízení IIoT mohla analyzovat data a reagovat v reálném čase. Odvětvové zdroje tvrdí, že v roce 2021 množství dat uložených na propojených zařízeních bude 4,5krát vyšší než data uložená v datových centrech.

Periferní zařízení a zařízení na koncových bodech jsou často umístěna na vzdálených místech samostatně nebo v propojení do systému. Co mají společného, je to, že zažívají teplotní otřesy, mechanické otřesy a vibrace. Může to být robotická paže v továrně nebo dron monitorující pole. Tyto stroje vyžadují datová úložiště, která odolají náročným podmínkám a vlivům a současně generují, zpracují a pojmou příval dat. Souhrnně řečeno ‒ pro ukládání dat ve výrobě je důležitá průmyslová třída úložišť.

Western Digital IX SN530 Industrial NVMe SSD
SSD disk Western Digital IX SN530 NVMe, který je speciálně navržen pro potřeby odvětví průmyslového internetu věcí a automobilového průmyslu.

Datová centra na kolech

Automobilový průmysl je jedním z největších sektorů IIoT. S tím, jak chytrá auta budou ještě chytřejší a propojenější, bude třeba mít na palubě vozu více technologií. Nároky na cílové cestě k autonomnímu provozu stále porostou.

Můj kolega Russell Ruben, ředitel Western Digital pro automobilový sektor a nadšenec pro auta, mi přinesl informace a odhad kapacit pro využití NAND úložišť v dnešních digitálně propojených automobilech. V součtu od autonomního řízení (>64 GB), palubních systémů jako je infotainment (64–256 GB), telematiky a komunikačního systému V2X (8–64 GB), rozšířené reality (16–128 GB) až po další aplikace může potřebovat palubní datové úložiště až 1 TB na automobil s tím, že toto číslo dál poroste.

„Z automobilů se stávají doslova datová centra na kolech, a to díky objemu dat, která jsou generována senzory a kamerami a jejichž záznam musí být uložen v reálném čase společně s navigačními daty a databází umělé inteligence s okamžitou dostupností pro bezpečný provoz,“ dodává Russell Ruben.

Průmysl se stále více automatizuje, roste doprava jako ucelená služba TaaS (Transportation as a Service) a digitalizuje se řízení a správa automobilového parku. To přinese další příslušné aplikace. Celá řada palubních senzorů, které zahrnují kamery, radar a měření vzdálenosti LiDAR, poskytuje data do systému strojového učení a generuje data další. Související odvětví, jako například pojišťovnictví, budou potřebovat data v případě nehody nebo neočekávané události. Všechna tato potřebná data budou muset být nejprve shromážděna a následně nahrána na cloudová úložiště na denní (nebo častější) bázi podle zvolené aplikace.

Francouzská společnost Yole Développement proto odhaduje růst objemu nárokovaných dat v automobilovém segmentu ze 3 EB (Exabyte) na 31 EB do roku 2024. Dále se očekává, že toto číslo do roku 2027 vzroste na 97 EB.

Základní vlastnosti průmyslové třídy úložišť

Úložiště pro průmyslové aplikace musí být navržena tak, aby zvládala specifické podmínky, se kterými se aplikace IIoT setkávají:

  • Kapacita – Data, která aplikace IIoT shromáždí, mají nesmírnou hodnotu. Řešení na průmyslové úrovni musí být schopna zvládnout vysokou kapacitu a vysoký výkon při zápisu dat pro nepřetržité, udržitelné ukládání dat.
  • Prostředí – Mezi kritická prostředí, která nejvíc ovlivní výkon a spolehlivost ukládacích zařízení, patří teplota, vlhkost, nárazy a vibrace. Úložiště pro zařízení IIoT, ať už pracují v mrazech nebo extrémně vysokých teplotách, musí být schopna vydržet pracovat v tomto širokém rozsahu teplot. Pokud jsou umístěna například na palubách letadel nebo vysokorychlostních vlacích, musí odolávat změně tlaku nebo proměnlivým rychlostem.
  • Výkon – Schopnost rychle nahrát data může být pomyslnou hranicí mezi životem a smrtí v okamžiku, kdy mají být řidiči poskytnuty informace o možném nebezpečí. Může to být autonomní vozidlo nebo dron deportující stav počasí, ale klíčovým faktorem je schopnost rychle zachytit a nahrát data. Proto dnes mnoho průmyslových aplikací přechází z úložišť SATA SSD na SSD úložiště využívající technologie PCIe NVMe, a to pro jejich nízkou latenci a inherentní výkon.
  • Vysoká odolnost – Zařízení IIoT jsou často nasazena v odlehlých lokacích a přístup k nim není snadný. Je podstatné, že využívaná úložiště musí vydržet nepřetržité cykly čtení a zápisu dat po dlouhou dobu. Ve srovnání s úložišti komerční nebo uživatelské třídy vyšší odolnost u průmyslových úložišť sníží počet servisních zásahů a zvládne konstantní cykly zápisu a načítání dat po mnoho pracovních hodin.
  • Spolehlivost – V případě plně automatizované továrny nebo vzdálené lokace mohou zařízení IIoT predikovat poruchu před tím, než nastane, a továrna může proaktivně řešit danou záležitost dříve, než bude mít zásadní vliv na rychlost výroby, nebo způsobí dokonce přerušení provozu. Schopnost na vzdálenost monitorovat stav úložiště a provádět preventivní údržbu na zařízeních a úložišti sníží prodlevy v aplikacích IIoT a pomůže snížit frekvenci servisu a výměny komponent.

Shrnutí

Průmyslové aplikace v továrnách, ve vzduchu i na cestách musí být vybaveny tak, aby zvládly rostoucí objem dat a obstály v extrémních podmínkách. K tomu je nezbytné vybrat vhodná úložiště dat, která jsou přímo navrhována pro extrémní rozsah teplot, vysoký výkon, vysokou odolnost a vysokou spolehlivost, což jsou požadavky rozvíjejícího se průmyslového internetu věcí IIoT.

Yaniv Iarovici Yaniv Iarovici
Autor článku je marketingový ředitel společnosti Western Digital.

Kalendář akcí
Konference - Semináře - Školení
Časopis IT Systems/Speciál
Aktuální číslo časopisu IT Systems Aktuální číslo časopisu příloha #1
Archív časopisu IT Systems
IT Systems 7-8 IT Systems 6 IT Systems 5 IT Systems 4
Archív časopisu IT Systems Special
Aktuální číslo časopisu příloha #1 Aktuální číslo časopisu příloha #1 Aktuální číslo časopisu příloha #1 Aktuální číslo časopisu příloha #1