Con cada vez más datos que llegan a las organizaciones desde todas las direcciones, muchas de ellas están recurriendo a la computación de borde para ayudar a clasificar las cantidades masivas de datos que se recogen sobre el terreno para reducir drásticamente la cantidad que debe transmitirse a la nube o a un centro de datos para su procesamiento. También puede realizar una serie de funciones en tiempo real, para que las operaciones sean más seguras y eficientes.
Computación de borde o "edge compute" (los dos términos se utilizan indistintamente) puede definirse, de forma muy sencilla, como el procesamiento de datos que tiene lugar en el "borde" de la red, es decir, en estrecha proximidad física a las máquinas y procesos que los dispositivos de IoT están supervisando o controlando.
Los tres principales factores que impulsan la implantación de Edge Computing
El edge computing es un potente concepto que está empezando a despegar. Es posible que muchas organizaciones ni siquiera sepan que necesitan edge computing. Lo que quieren es resolver retos y, tanto si están familiarizadas con el concepto como si no, el edge computing es la respuesta. Hablemos de tres de los factores clave.
#1: Gestión de datos que no necesita ver
El primer impulsor es la gestión de las implementaciones de IoT en las que se recopila un gran volumen de datos en el perímetro. Puede que el ancho de banda disponible para transmitir todos esos datos sea limitado, o que la empresa quiera utilizarlo con moderación por cuestiones de costes o límites de uso en los planes de datos de telefonía móvil. Y muchos de esos datos pueden ignorarse.
Por término medio, la mayoría de los datos de monitorización tienden a ser datos estándar de "latido", que es información que básicamente dice "estoy en marcha". Los dispositivos de borde suelen enviar el mismo mensaje cada vez que se programan para despertarse e informar. Un dispositivo informático de borde puede distinguir automáticamente entre los datos "heartbeat" invariables y los datos atípicos que exigen atención, utilizando un puñado de comprobaciones y balances. Así puede minimizar el volumen de datos que requieren una conexión celular. Si se necesitan más detalles, se puede solicitar fácilmente el estado. De lo contrario, no se transmiten los datos del latido.
#2: Automatización de procesos
Con una solución de computación de borde, un dispositivo de borde inteligente puede tomar una decisión y actuar. Por ejemplo, en un despliegue en el que un dispositivo de borde supervisa un depósito de agua que se llena constantemente mediante una bomba, el dispositivo puede determinar si el depósito está lleno y la bomba funciona correctamente. Cuando el agua llega a un determinado nivel, el dispositivo de borde puede apagar la bomba e informar del nivel.
Las entradas locales de información, ya sean una o cien, proporcionan la inteligencia necesaria para determinar qué acción debe llevarse a cabo. Estas entradas pueden ser, por ejemplo, el nivel del depósito, la temperatura o lecturas de tensión que indiquen que la batería se está agotando, en cuyo caso el dispositivo de borde podría encender un generador para mantener la energía en funcionamiento hasta que se sustituya la batería. Los dispositivos inteligentes del extremo de la red pueden iniciar procesos y encender y apagar otros dispositivos. Vale la pena señalar aquí que los interruptores, relés y actuadores son mecanismos diferentes que sirven todos para el mismo propósito básico en el entorno de borde.
Suele haber alguna capacidad de anulación disponible en un centro de mando remoto. Pero lo ideal es que el dispositivo pueda actuar sin necesidad de que un sistema remoto envíe una orden. Eso es lo bueno del edge computing: el personal puede continuar con sus tareas importantes y nadie tiene que subirse a un vehículo de servicio para desplazarse a un lugar remoto. Simplemente se ocupa de sí mismo.
#3: Ganar visibilidad en la periferia
El tercer impulsor es la necesidad de obtener visibilidad del estado de los dispositivos y procesos, y de los eventos importantes en toda la red. Ya sea que tenga dispositivos de borde que monitoreen las condiciones de las heladas, las condiciones del suelo, los patrones climáticos u otros datos importantes, los administradores de sistemas necesitarán información de un vistazo sobre esas condiciones, y notificaciones críticas que requieran intervención.
Hay muchos ejemplos, pero uno de nuestros favoritos es Wake, Inc.una empresa que proporciona sensores para el curado del hormigón en proyectos de construcción pesada. Utilizando Digi ConnectSensor+ y Digi Remote Manager®Wake ofrece una solución completa de supervisión que notifica a los directores de proyecto cualquier problema crítico, a través de cientos o miles de vertidos de hormigón. Si el hormigón necesita una corrección de la temperatura, los equipos pueden recibir notificaciones y aplicar rápidamente estrategias de calentamiento o enfriamiento para garantizar que el hormigón se cure correctamente y cumpla las especificaciones.
Computación de borde e instalaciones remotas
Como hemos indicado, la gestión de instalaciones que se extienden por amplias zonas, como un campo petrolífero, un parque solar o eólico o una gran obra de construcción, requiere consideraciones especiales. Resultaría caro y casi imposible que el personal inspeccionara cada instalación para asegurarse de que los procesos y los equipos funcionan correctamente en todo momento. Edge computing es una capacidad clave para hacer rentables estos grandes despliegues de IoT .
También existen algunos casos de uso realmente críticos, en los que la maquinaria o los equipos pueden sufrir graves daños o provocar desastres medioambientales sin la intervención inmediata que posibilita la capacidad de respuesta casi en tiempo real de la computación de borde.
Por ejemplo, un sensor de humedad conectado a un dispositivo periférico puede poner en marcha rápidamente un proceso de corte de suministro para proteger los equipos eléctricos en un lugar susceptible de inundación. Otro ejemplo son las compañías eléctricas que operan en zonas propensas a los incendios forestales. Las empresas de servicios públicos están implantando soluciones de computación de borde para apagar transformadores con el fin de reducir el riesgo de incendio. En casos como estos, el gasto relativamente modesto de desplegar una solución de computación de borde se compensa fácilmente con la pérdida potencial de equipos y la consiguiente interrupción del negocio.
Aplicaciones y casos de uso de Edge Compute
Las aplicaciones de la computación de borde son enormes, especialmente en el espacio industrial IoT (IIoT), donde los despliegues pueden ser grandes, desplegarse en grandes extensiones y estar expuestos a condiciones variables que pueden requerir la adopción de medidas.
Hemos mencionado algunos casos de uso. Echemos un vistazo a algunas aplicaciones comunes de edge computing en distintos sectores industriales.
Petróleo y gas
En un entorno de petróleo y gas, un dispositivo con edge computing puede controlar umbrales, presión en línea, temperatura y caudales. El objetivo es detectar o evitar fugas de petróleo o gas. Las fugas son un gran problema en este sector, tanto por motivos de seguridad como medioambientales, así como por posibles multas y costes de reparación. Por ejemplo, si un dispositivo Edge Computing conectado a un contador de gas detecta un caudal superior al normal, puede cerrar automáticamente la tubería de gas y, posiblemente, evitar una explosión, más rápido de lo que el personal podría responder a las alertas.
Riego y mantenimiento del paisaje
En un sistema de riego de jardines, puede utilizar la inteligencia de edge computing para comprobar automáticamente un pluviómetro o un sensor de humedad del suelo antes de encender los aspersores. Un dispositivo Edge podría incluso estar conectado al Servicio Meteorológico Nacional, de modo que si hay un 70% de probabilidades de lluvia en un día determinado, o si hace demasiado frío y hay peligro de congelación, el dispositivo Edge podría apagar los aspersores. Las empresas que fabrican sistemas comerciales de riego y servicios comerciales de gestión del césped están añadiendo ahora funciones de control de la temperatura y la humedad, sobre todo en aplicaciones que consumen mucha agua, como los campos de golf, y en zonas de sequía crónica del suroeste de Estados Unidos.
Automatización de edificios
El edge computing se utiliza en muchas aplicaciones de automatización de edificios, como ascensores y sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Los ascensores disponen de dispositivos edge computing para recalibrar y ajustar cargas más pesadas cuando hay más personas en una cabina. El edge computing también tiene un papel en el mantenimiento predictivo, donde puede generar un ticket de mantenimiento automáticamente si se detectan problemas potenciales, como un motor que funciona a una impedancia alta, lo que podría indicar que el motor está empezando a desgastarse.
Muchos edificios de oficinas utilizan edge computing en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado para gestionar la calefacción y la refrigeración en función de la presencia o ausencia de personas en el edificio. También disponen de controles de iluminación inteligentes con sensores para ajustar los niveles de iluminación e incluso abrir o cerrar las persianas de las ventanas para aprovechar la luz natural o reducir la ganancia térmica en verano. Aunque estos sistemas pueden gestionarse a distancia, resulta más cómodo y eficiente si pueden gestionarse directamente en el perímetro, sin intervención humana.
Los sistemas Edge Computing de este tipo pueden suponer un importante ahorro de costes a largo plazo para los propietarios de los edificios. Los sistemas de automatización de edificios con capacidades de Edge Computing son también un gran ejemplo de "tecnología verde". Pueden facilitar las mejores prácticas de eficiencia energética que ayudan a los propietarios de edificios a obtener la certificación LEED (Leadership in Energy and Environmental Design ) para sus propiedades. La certificación LEED, a su vez, puede ser un diferenciador competitivo en la comercialización a los posibles inquilinos que quieren promover su conciencia ambiental.
Parques eólicos y solares
Hoy en día, muchas aplicaciones de tecnología verde, como la eólica, la solar, la hidráulica e incluso los sistemas de basura y reciclaje, están habilitadas para IoT. Sensores, radios y pasarelas recopilan y transmiten datos sobre diversas condiciones y pueden poner en marcha procesos. Por ejemplo, se pueden ajustar los ángulos de los paneles solares o apagar las turbinas eólicas cuando están en peligro debido a condiciones de viento extremas.
Fabricación
La computación de borde se ve a menudo en las cadenas de montaje de la industria manufacturera, donde cada robot o máquina tiene su propia inteligencia artificial (IA) y se ejecuta por sí mismo, y luego envía datos a un servidor de grabación. El Edge Computing puede detectar si alguna condición no cumple las especificaciones o si es necesario tomar alguna medida para que la maquinaria siga funcionando sin problemas y de forma segura.
Últimamente, estamos oyendo hablar mucho más de la IA, el aprendizaje automático y los sistemas de visión artificial que se implementan junto con el edge computing. Cuando se utiliza una solución de edge computing para supervisar un conjunto de niveles o umbrales, el aprendizaje automático permite perfeccionarlos y ajustarlos con el tiempo. Esta combinación de edge computing y aprendizaje automático puede mejorar significativamente la calidad y la coherencia en la fabricación.
Soluciones Digi para Edge Computing
Digi apoya sus necesidades de computación de borde en todo el panorama industrial con soluciones celulares completas como Digi IX20 y Digi WR31, que integran la supervisión y gestión remota de dispositivos con Digi Remote Manager® - el centro de mando de su red distribuida.
DigiConnect® Sensor+ es una de nuestras soluciones líderes con capacidades de computación de borde. Connect Sensor+ puede tomar lecturas periódicas de sensores y tiene capacidad para actuar, por ejemplo, accionando un interruptor para cerrar una línea o conducto de gas o petróleo si se alcanza un nivel de umbral predefinido.
Digi Connect Sensor+ suele elegirse para entornos periféricos porque dispone de funciones de alerta y activación, al igual que todos los routers celulares Digi de la serie IX (industrial). Muchos clientes eligen los routers IX específicamente porque son de grado industrial y capaces de soportar las temperaturas extremas y las condiciones de humedad que se encuentran en tantos entornos industriales al aire libre.
Y si está diseñando y construyendo productos IoT , Digi también le ofrece una completa gama de soluciones integradas. Los dispositivos Digi XBee®, como los módemsDigi XBee 3 cellular LTE-M/NB-IoT, y Cat-M, integran MicroPython y pueden programarse para realizar diversas funciones en el borde. Estos dispositivos pueden tener la capacidad de despertarse a intervalos regulares y tomar lecturas, o pedir al sensor que proporcione algún valor de datos específico, y luego entrar en modo de reposo. Digi XBee Los módulos RF, conectados a las pasarelas IoT de Digi, también pueden iniciar una acción similar. Además, los dispositivos Digi tienen la capacidad de realizar edge computing utilizando Amazon Greengrass en los módulos de sistema Digi ConnectCore®.
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La computación de borde se está expandiendo a más industrias y más verticales de la industria cada día. Para obtener más información sobre lo que el edge computing puede ofrecer a su sector, consulte nuestra página sobre Edge Computing o póngase en contacto con nosotros para iniciar una conversación.