إيمرسون توسّع أتمتة DeltaV لمراكز البيانات على نطاق الذكاء الاصطناعي

تجلب Emerson أتمتة DeltaV إلى مراكز البيانات على نطاق الذكاء الاصطناعي

قدّمت Emerson منصة DeltaV للأتمتة في مراكز البيانات، واضعةً تقنية الأتمتة الصناعية في خدمة جيل جديد من منشآت الحوسبة على نطاق الذكاء الاصطناعي.

صُممت المنصة لتوفير مراقبة وتحكم موحّدين عبر البنية التحتية الحيوية لمركز البيانات. وتقول Emerson إن البنية تجمع الأنظمة الحرارية والميكانيكية والكهربائية بدلًا من إدارتها كمجالات تشغيلية معزولة.

يعكس هذا التوجه تغيرًا مهمًا في هندسة مراكز البيانات. فمع زيادة كثافة الحوسبة، يعتمد أداء المنشأة بدرجة متزايدة على التشغيل المنسّق بين أنظمة التبريد والبنية التحتية الكهربائية والمعدات الميكانيكية الداعمة.

تعالج الأتمتة الصناعية التقليدية مشكلات التنسيق المماثلة منذ عقود. وتتطلب منشآت العمليات عادةً أن تعمل وحدات التحكم والأنظمة الموزعة وأجهزة القياس والتطبيقات الإشرافية كأجزاء من بيئة تحكم واحدة.

تطبّق Emerson هذا النهج القائم على الأنظمة في سوق مراكز البيانات من خلال محفظة أتمتة DeltaV.

لماذا تغيّر البنية التحتية للذكاء الاصطناعي مشكلة التحكم

تُنشئ بيئات الحوسبة الكبيرة للذكاء الاصطناعي متطلبات للبنية التحتية تختلف عن منشآت تكنولوجيا المعلومات المؤسسية التقليدية. ويمكن أن تتغير الأحمال الحاسوبية بسرعة، بينما يجب أن تستجيب أنظمة التبريد والطاقة الكهربائية الداعمة لهذه التغيرات باستمرار.

لذلك لا يقتصر التحدي على مراقبة المبردات أو المضخات أو معدات المفاتيح الكهربائية أو أنظمة الطاقة الفردية. بل يحتاج المشغّلون أيضًا إلى فهم كيفية تأثير سلوك المعدات في المنشأة ككل.

وفقًا لـ Emerson، توفر منصة DeltaV مراقبة وإدارة في الوقت الفعلي للأحمال المتغيرة وتحسين التبريد.

يمكن أن تعمل أنظمة التحكم على مستوى المعدات والمنشأة، مما يتيح ضبط سلوك البنية التحتية مع تغير الأحمال الحرارية.

يصبح ذلك أكثر أهمية بشكل متزايد عندما تتفاعل سعة التبريد وتوزيع الطاقة والطلب الحاسوبي باستمرار.

يمكن أن يؤثر التغير في الحمل الحاسوبي في توليد الحرارة. وقد تؤثر الظروف الحرارية في الطلب على التبريد. ويمكن أن يؤدي الطلب على التبريد بدوره إلى تغيير الحمل الكهربائي المرتبط بالمضخات والمراوح والمعدات الداعمة الأخرى.

تجعل هذه العلاقات الأتمتة المنسّقة أكثر قيمة من أنظمة المراقبة المستقلة التي توفر سياقًا تشغيليًا محدودًا.

من الأنظمة المنفصلة إلى بنية أتمتة موحّدة

تصف Emerson المنصة بأنها بنية أتمتة متكاملة تهدف إلى تقليل الجهد الهندسي وتبسيط تكامل الأنظمة.

وتهدف البنية نفسها أيضًا إلى تحسين الاتساق أثناء التشغيل التجريبي والتشغيل والصيانة.

وهذا هدف مألوف في هندسة أنظمة التحكم الموزعة. إذ تصبح المنشآت المعقدة أكثر صعوبة في التشغيل عندما تتوزع المعلومات الحيوية عبر تطبيقات مستقلة ذات هياكل هندسية وفلسفات تشغيل مختلفة.

يمكن لطبقة أتمتة موحدة أن توفر إطارًا تشغيليًا مشتركًا دون إلزام المشغلين بالتعامل مع كل نظام فرعي باعتباره بيئة هندسية منفصلة لا صلة لها بالأنظمة الأخرى.

بالنسبة لفرق مراكز البيانات، قد يؤدي ذلك إلى تحسين وضوح الرؤية عبر بنية تحتية كانت تُقسّم تقليديًا بين تخصصات الكهرباء والميكانيكا والتبريد وإدارة المنشأة.

لا تكمن القيمة في المركزية فحسب، بل تتمثل الفائدة الأهم في السياق.

قد يوفر إنذار فردي معلومات محدودة عند النظر إليه بمعزل. وعندما تتوفر ظروف العملية المرتبطة وحالات المعدات والمتغيرات ذات الصلة ضمن بيئة التشغيل نفسها، تستطيع الفرق الهندسية تقييم السلوك غير الطبيعي بفاعلية أكبر.

تُعد هذه الرؤية المنظومية أحد أسباب بقاء بنيات الأتمتة الموزعة محورية في العمليات الصناعية شديدة الترابط.

يصبح التحكم الدقيق متطلبًا على مستوى المنشأة

تتمثل إحدى القدرات الأساسية التي حددتها إيمرسون في التحكم الدقيق.

توفر المنصة مراقبة آنية مع دعم التحكم في الأحمال المتغيرة وبنية التبريد التحتية. وتقول إيمرسون إن النظام يستطيع الاستجابة للظروف الحرارية المتغيرة على مستويي المعدات والمنشأة.

هذا التمييز مهم.

يعالج التحكم على مستوى المعدات الأصول الفردية ومتطلبات التشغيل المحلية. أما التحكم على مستوى المنشأة فيأخذ في الاعتبار العلاقة بين الأنظمة المتعددة والطلب الإجمالي على البنية التحتية.

عمليًا، ينبغي أن يكمل كل مستوى الآخر.

يجب أن يظل التحكم المحلي مستقرًا وقابلًا للتنبؤ. ويمكن للتنسيق على المستوى الأعلى أن يستخدم بعد ذلك معلومات التشغيل من أنظمة متعددة لدعم استراتيجيات تحسين أوسع نطاقًا.

تشبه هذه البنية متعددة الطبقات الممارسات الراسخة في أتمتة العمليات، حيث تؤدي أنظمة التحكم الميداني والتحكم في الوحدات والتنسيق الإشرافي وظائف مختلفة ضمن التسلسل الهرمي نفسه للأتمتة.

بالنسبة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، لا يقتصر الهدف على جمع المزيد من القياسات. بل يتمثل في تحويل بيانات البنية التحتية إلى قرارات تشغيلية منسقة.

الكشف المبكر عن الحالات غير الطبيعية

الموثوقية مجال آخر تؤكده إيمرسون.

تقول الشركة إن تكامل أنظمة التحكم ووضوح الرؤية التشغيلية يمكن أن يساعدا الفرق على تحديد الحالات غير الطبيعية في وقت أبكر.

يكتسب هذا أهمية لأن أعطال البنية التحتية نادرًا ما تحدث بمعزل تام.

وقد تؤثر مشكلة ميكانيكية في ظروف العمليات في مكان آخر. كما قد تؤثر التغيرات في السلوك الحراري في الطلب على التبريد. وقد تغير الاضطرابات الكهربائية مدى توافر المعدات أو حالاتها التشغيلية.

وعندما تظل المعلومات مقسمة بين منصات مستقلة، قد يتطلب التعرف على هذه العلاقات من المشغلين الربط يدويًا بين الأحداث الواردة من عدة أنظمة.

يمكن للأتمتة المتكاملة أن تقلل هذا التشتت من خلال عرض معلومات العمليات ذات الصلة ضمن بيئة تشغيلية مشتركة.

ولا يؤدي الاكتشاف المبكر إلى إلغاء أعطال المعدات. لكنه قد يحسن جودة القرارات التشغيلية وتوقيتها عند بدء تطور سلوك غير طبيعي.

لطالما كان هذا المبدأ مهمًا في توليد الطاقة، ومصانع البتروكيماويات، وغيرها من المنشآت التي تعمل بشكل مستمر. وتواجه مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي على نحو متزايد توقعات مماثلة بشأن التوافر وتنسيق البنية التحتية.

قد يكون الاتساق الهندسي مهمًا بقدر أهمية المعدات

كما تسلط إيمرسون الضوء على التصاميم الموحدة والخبرة الهندسية باعتبارهما جزءًا من استراتيجية المنصة.

وتقول الشركة إن الأساليب الموحدة يمكن أن تقلل مخاطر التنفيذ، وتختصر الجداول الزمنية للمشروعات، وتدعم تسليم المشروعات بصورة أكثر قابلية للتنبؤ.

وهذا يعالج مشكلة تزداد أهمية مع توسع المنشآت.

قد يحتوي مركز بيانات واحد على أعداد كبيرة من وحدات المعدات المتشابهة. وقد تكرر عمليات النشر الأكبر بنية تحتية مماثلة عبر قاعات أو مبانٍ أو مواقع متعددة.

ومن دون معايير هندسية، يمكن لكل توسعة أن تقدم هياكل تحكم واصطلاحات تسمية وفلسفات إنذار وإجراءات بدء تشغيل مختلفة.

ويزيد هذا التباين من التعقيد الهندسي طوال دورة حياة المنشأة.

بل يمكن للتوحيد القياسي أن يوفر استراتيجيات تحكم قابلة لإعادة الاستخدام وأساليب تشغيل أكثر اتساقًا.

كما أنه ينشئ أساسًا أقوى لبدء التشغيل. إذ يمكن للمهندسين التحقق من صحة الهياكل الوظيفية المتكررة بدلًا من التعامل مع كل نظام فرعي باعتباره مشكلة تكامل جديدة تمامًا.

وينطبق المبدأ نفسه أثناء الصيانة، لأن الفنيين يواجهون سلوكًا أكثر اتساقًا للنظام عبر مجموعات المعدات المتكررة.

تقنيات DeltaV DCS ووحدات PLC تشكل نواة الأتمتة

وتتضمن المنصة نظام التحكم الموزع DeltaV من إيمرسون ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة DeltaV.

وتذكر إيمرسون أن وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) يمكنها الاتصال بنظام التحكم الموزع (DCS) لدعم التحكم في العمليات على مستوى النظام بأكمله.

وتكتسب هذه المجموعة أهمية خاصة في البنى التحتية التي تتضمن متغيرات عمليات مستمرة ووظائف تحكم موجهة إلى المعدات.

ترتبط معماريات أنظمة التحكم الموزعة (DCS) تقليديًا بالتحكم المنسق في العمليات، وعرض المعلومات للمشغلين، وتوفير سياق تشغيلي على مستوى المصنع بأكمله.

تُستخدم وحدات PLC على نطاق واسع في أتمتة الآلات والمعدات والتسلسلات، حيث يكون التحكم المحلي الحتمي مهمًا.

يمكن أن يؤدي استخدام التقنيات ضمن بنية منسّقة إلى تقليل الفصل غير الضروري بين التحكم في المعدات والإشراف الأعلى مستوى على العمليات.

يمكن للقراء الذين يعملون مع أجهزة تحكم إيمرسون أيضًا مراجعة مجموعة نظام Emerson DeltaV للاطلاع على أمثلة للمكونات المستخدمة في مختلف بيئات أتمتة DeltaV.

تكمن الأهمية بالنسبة إلى مراكز البيانات في البنية المعمارية، لا في المنتجات وحدها. قد تضم المنشأة العديد من وحدات التحكم، لكن أداء النظام يعتمد في النهاية على كيفية تبادل وحدات التحكم تلك للمعلومات ودعمها لاستراتيجية التشغيل.

يُطبَّق الذكاء الاصطناعي داخل طبقة الأتمتة

وتقول إيمرسون إن تقنيتي DeltaV DCS وDeltaV PLC لديها كلتاهما إمكانات ذكاء اصطناعي خاصة بالسياق.

وبحسب الشركة، تتيح هذه الإمكانات لمراكز البيانات دمج نماذج تحسين الذكاء الاصطناعي في بيئة الأتمتة.

وهذا يطرح تمييزًا مهمًا بين الذكاء الاصطناعي المستخدم لأحمال الحوسبة والذكاء الاصطناعي المستخدم لتحسين البنية التحتية التي تدعم تلك الأحمال.

يمكن أن يصبح مركز البيانات نفسه مسألة تحسين.

تنتج ظروف التشغيل معلومات مستمرة حول السلوك الحراري وحالة المعدات وتغيّر الأحمال وأداء النظام. ويمكن لنماذج التحسين استخدام هذا السياق لدعم استراتيجيات تشغيل أكثر استنارة.

ومع ذلك، لا يلغي الذكاء الاصطناعي الحاجة إلى هندسة أتمتة راسخة.

ولا يزال نظام التحكم الأساسي يتطلب أجهزة قياس منظّمة، ومنطق تحكم موثوقًا، وحدود تشغيل محددة، واستجابات يمكن التنبؤ بها لحالات المعدات.

لذلك ينبغي أن يكمّل التحسين طبقة الأتمتة بدلًا من أن يحل محلها.

ستزداد أهمية هذا التمييز مع انتقال الذكاء الاصطناعي الصناعي من تطبيقات التحليلات إلى البيئات التشغيلية.

التشغيل التجريبي اختبار حاسم للتكامل

يجب أن تثبت بنية أتمتة مركز البيانات قيمتها قبل بدء التشغيل العادي.

التشغيل التجريبي هو المرحلة التي يجري فيها التحقق من تكامل الأنظمة الفرعية وتسلسلات التحكم وعلاقات التشغيل مقارنةً بالسلوك المتوقع.

يمكن لبنية موحّدة أن توفر مزايا عملية خلال هذه المرحلة، إذ يستطيع المهندسون مراقبة الإشارات ذات الصلة وحالات المعدات من خلال بيئة تحكم مشتركة.

بدلًا من التحقق من كل نظام فرعي بمعزل عن السياق الأوسع، يمكن لفرق التشغيل التجريبي تقييم التفاعلات بين البنية التحتية الميكانيكية والحرارية والكهربائية.

يصبح هذا مفيدًا بشكل خاص عندما ينتج عن إجراء تحكّم تأثيرات في مواضع أخرى من المنشأة.

يمكن للمهندسين التحقق من بدء تشغيل المعدات بصورة صحيحة، ومن استجابة ظروف العملية كما هو متوقع، ومن تمثيل الإنذارات للحالات غير الطبيعية بدقة.

كما تجعل الهندسة الموحّدة هذه الاختبارات أكثر قابلية للتكرار عبر كتل البنية التحتية المتشابهة.

بالنسبة إلى المنشآت المبنية على مراحل، يمكن لقابلية التكرار أن تقلل العبء الهندسي المرتبط بالتوسع اللاحق.

تمتد عمليات دورة الحياة إلى ما بعد النشر الأولي

تدرج إيمرسون التحسين المستمر عنصرًا آخر في نهجها لأتمتة مراكز البيانات.

تصف الشركة نماذج تشغيل قابلة للتكرار وذكاءً مستمرًا يهدفان إلى دعم التحسين على مدار دورة الحياة.

وهذا مهم لأن التشغيل التجريبي لا يمثل سوى بداية العمر التشغيلي للمنشأة.

تتقادم المعدات. وتتغير أحمال الحوسبة. وتتطور استراتيجيات التشغيل. وقد يجري توسيع البنية التحتية أو إعادة تهيئتها.

لذلك يجب أن تظل بنية الأتمتة الفعّالة مفيدة بعد التسليم الأولي للمشروع.

يمكن أن تساعد المعلومات التشغيلية التاريخية فرق الهندسة على مقارنة السلوك الحالي بالظروف السابقة. وقد تكشف الأنماط المتكررة عن فرص لإجراء تعديلات تشغيلية أو التحقيق في أعمال الصيانة.

كما تسهّل بنية النظام المتسقة إدارة التغييرات المستقبلية.

عندما تكون هياكل التحكم موحّدة، يستطيع المهندسون توسيع النظام من دون إنشاء اختلافات غير ضرورية بين المناطق القائمة والمناطق التي جرى تشغيلها حديثًا.

هذا المنظور لدورة الحياة راسخ في جميع أنظمة التحكم الموزعة، حيث تكون قابلية الصيانة على المدى الطويل غالبًا بأهمية التركيب الأولي نفسها.

نموذج أتمتة عملي لمراكز البيانات الكبيرة

يوضح إعلان إيمرسون أيضًا كيف بدأت بنية التحكم في مراكز البيانات تشبه أتمتة العمليات التقليدية بدرجة أكبر.

يمكن النظر إلى النشر العملي باعتباره عدة طبقات وظيفية مترابطة.

تتضمن طبقة المعدات الأنظمةَ المادية المسؤولة عن التبريد والتوزيع الكهربائي والتشغيل الميكانيكي.

تنفذ وحدات التحكم المحلية المنطقَ على مستوى المعدات، وتستجيب مباشرةً للظروف التشغيلية.

تجمع طبقة الأتمتة الإشرافية المعلومات من وحدات التحكم تلك، وتوفر رؤية على مستوى المنشأة.

يستخدم المشغلون هذه البيئة لفهم حالات النظام والإنذارات والعلاقات بين المتغيرات الحرجة.

يمكن لوظائف التحسين أن تعمل بعد طبقات التحكم هذه أو بالتوازي معها، مستفيدةً من السياق التشغيلي لتحسين أداء المنشأة.

يحافظ هذا النموذج على مبدأ هندسي مهم: ينبغي ألا تؤثر عملية التحسين سلبًا في الوظائف الحتمية المطلوبة للتحكم الموثوق في المعدات.

تظل مسؤوليات التحكم الحرجة ضمن هياكل الأتمتة المعتمدة، بينما يدعم الذكاء الأعلى مستوى القرارات التشغيلية الأوسع.

ما الذي ينبغي للمهندسين تقييمه أثناء التنفيذ

لا تضمن المنصة الموحّدة نجاح التكامل تلقائيًا. وتظل الانضباطية الهندسية أمرًا أساسيًا.

ينبغي للفرق التي تقيّم هذا النوع من البنى أن تحدد أولًا متغيرات البنية التحتية التي تتطلب رؤية منسّقة.

وينبغي أيضًا أن تظل مسؤوليات التحكم محددة بوضوح. إذ يجب أن تكون للتحكم في المعدات محليًا، والتنسيق الإشرافي، ووظائف التحسين أدوار متميزة.

ويستحق تصميم الإنذارات القدر نفسه من الاهتمام.

وقد تؤدي إضافة مزيد من الأصول المتصلة من دون منهجية منظمة للإنذارات إلى خلق معلومات مفرطة بدلًا من وعي تشغيلي مفيد.

يحتاج المشغّلون إلى إنذارات تحدد الحالات غير الطبيعية المهمة وتوفر سياقًا كافيًا للاستجابة.

وينبغي أيضًا توحيد تسمية الأنظمة وتسلسل المعدات الهرمي منذ البداية.

ويصبح ذلك مهمًا بصفة خاصة في المنشآت التي تضم مجموعات متكررة من المعدات أو مراحل نشر متعددة.

وأخيرًا، ينبغي أن تتحقق إجراءات التشغيل التجريبي من السلوك بين الأنظمة، بدلًا من فحص وحدات التحكم الفردية فقط.

الغرض من التكامل هو تحقيق التنسيق. ولذلك ينبغي أن تؤكد الاختبارات أن المنشأة تعمل بصورة صحيحة كنظام متكامل.

تتجه أتمتة مراكز البيانات نحو بنية التحكم الصناعي

تُظهر DeltaV Automation Platform for Data Centers من Emerson تقاربًا أوسع بين البنية التحتية الرقمية والأتمتة الصناعية.

تحتوي منشآت الذكاء الاصطناعي الحديثة على أنظمة تبريد وميكانيكا وكهرباء مترابطة على نحو متزايد. وقد تؤدي إدارة هذه الأنظمة بصورة مستقلة إلى الحد من الرؤية التشغيلية وجعل التنسيق التشغيلي أكثر صعوبة.

ويتمثل رد Emerson في تطبيق بنية أتمتة متكاملة تستند إلى تقنيات ارتبطت بالفعل بالتحكم الصناعي الموزّع.

تركّز الشركة على التحكم الدقيق والموثوقية والهندسة الموحّدة والتحسين المستمر، بدلًا من التعامل مع الأتمتة كطبقة بسيطة للمراقبة.

ويعزّز تضمين تقنيات DeltaV DCS وPLC هذا التوجه.

أما بالنسبة إلى مهندسي الأتمتة، فيُعد هذا التطور مهمًا لأنه يوسّع مفاهيم التحكم المألوفة لتشمل قطاعًا سريع النمو من البنية التحتية.

بالنسبة إلى مشغّلي مراكز البيانات، يعكس ذلك طريقة مختلفة للتعامل مع أداء المنشأة: إذ تصبح الأنظمة الحرارية والميكانيكية والكهربائية أجزاءً من بيئة تشغيلية منسّقة واحدة.

مع ازدياد حجم البنية التحتية للحوسبة بالذكاء الاصطناعي وتنامي متطلباتها، قد يصبح هذا المنظور على مستوى النظام أكثر أهمية بمرور الوقت.