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 كنطاقات تشغيل معزولة.

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

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

تطبّق شركة Emerson هذا النهج الموجّه نحو الأنظمة على سوق مراكز البيانات من خلال محفظة أتمتة DeltaV.

لماذا تغيّر بنية الذكاء الاصطناعي مشكلة التحكم

تفرض بيئات الحوسبة الكبيرة للذكاء الاصطناعي متطلبات على البنية التحتية تختلف عن تركيبات تقنية المعلومات المؤسسية التقليدية. ويمكن أن تتغير الأحمال الحوسبية بسرعة، بينما يجب أن تستجيب أنظمة التبريد والطاقة الكهربائية الداعمة لهذه التغيرات باستمرار.

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

وفقًا لشركة Emerson، توفر منصة DeltaV مراقبة وإدارة آنية للأحمال المتغيرة وتحسين التبريد.

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

ويصبح ذلك أكثر أهمية عندما تتفاعل قدرة التبريد وتوزيع الطاقة والطلب الحوسبي باستمرار.

يمكن أن يؤثر التغيير في الحمل الحوسبي 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 وغيرها من المعدات الداعمة.

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

من الأنظمة المنفصلة إلى بنية أتمتة موحّدة

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

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

هذا 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 توفير إطار تشغيلي مشترك من دون مطالبة المشغلين بالتعامل مع كل نظام فرعي باعتباره بيئة هندسية منفصلة لا علاقة لها بغيرها.

وبالنسبة إلى فرق مراكز البيانات، يمكن أن يحسن ذلك الرؤية عبر البنية التحتية التي قُسمت تقليديًا بين تخصصات الكهرباء والميكانيكا والتبريد وإدارة المرافق.

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، يمكن لفرق الهندسة تقييم السلوك غير الطبيعي بفاعلية أكبر.

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

أصبح 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 والبنية التحتية للتبريد. وتقول إيمرسون إن النظام يمكنه الاستجابة للظروف الحرارية المتغيرة على مستويي المعدات والمنشأة.

هذا التمييز مهم.

يتعامل التحكم على مستوى المعدات مع الأصول الفردية ومتطلبات التشغيل المحلية. بينما يأخذ التحكم على مستوى المنشأة في الاعتبار العلاقة بين الأنظمة المتعددة والطلب الإجمالي على البنية التحتية.

عمليًا، ينبغي أن يكمل كل مستوى منها الآخر.

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

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

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

الكشف المبكر عن الحالات غير الطبيعية

الموثوقية مجال آخر تؤكد عليه إيمرسون.

تقول الشركة إن التحكم المتكامل والوضوح التشغيلي يمكن أن يساعدا الفرق على تحديد الحالات غير الطبيعية في وقت أبكر.

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

قد تؤثر مشكلة ميكانيكية في ظروف العمليات في أماكن أخرى. وقد تؤثر التغيرات في السلوك الحراري في الطلب على التبريد. وقد تؤدي الاضطرابات الكهربائية إلى تغيير توافر المعدات أو حالاتها التشغيلية.

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

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

لا يؤدي الاكتشاف المبكر إلى إلغاء أعطال المعدات. لكنه قد يحسّن 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 باستمرار. وتواجه مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي بشكل متزايد توقعات مماثلة بشأن التوافر وتنسيق البنية التحتية.

قد يكون الاتساق الهندسي مهمًا بقدر أهمية الأجهزة

كما تسلّط Emerson الضوء على التصميمات الموحّدة والخبرة الهندسية باعتبارهما جزءًا من استراتيجية المنصة.

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

ويعالج هذا مشكلة تزداد أهمية مع توسع المنشآت.

قد يضم مركز بيانات واحد أعدادًا 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 تُدخل هياكل تحكم واتفاقيات تسمية وفلسفات إنذار وإجراءات تشغيل أولي مختلفة.

ويزيد هذا التباين من التعقيد الهندسي طوال دورة حياة المنشأة.

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

كما أنه يوفّر أساسًا أقوى لمرحلة التشغيل الأولي. ويمكن للمهندسين التحقق من الهياكل الوظيفية المتكررة بدلًا من التعامل مع كل نظام فرعي باعتباره مشكلة تكامل جديدة تمامًا.

وينطبق المبدأ نفسه أثناء الصيانة، إذ يواجه الفنيون سلوكًا أكثر اتساقًا للنظام عبر مجموعات المعدات المتكررة.

تقنيات DeltaV DCS وPLC تشكّل جوهر الأتمتة

تتضمن المنصة نظام التحكم الموزع DeltaV من Emerson ووحدات التحكم المنطقي القابلة للبرمجة DeltaV.

توضح Emerson أن وحدات التحكم المنطقي القابلة للبرمجة يمكنها الاتصال بنظام التحكم الموزع لدعم التحكم في العمليات على مستوى النظام بالكامل.

ويكتسب هذا المزيج أهمية خاصة في البنية التحتية التي تضم متغيرات عمليات مستمرة ووظائف تحكم موجهة للمعدات.

ترتبط بنى أنظمة التحكم الموزعة تقليديًا بالتحكم المنسق في العمليات، وعرض بيانات المشغل، والسياق التشغيلي على مستوى المنشأة بالكامل.

تُستخدم وحدات التحكم المنطقي القابلة للبرمجة على نطاق واسع في أتمتة الآلات والمعدات والعمليات المتسلسلة، حيث تكون السيطرة المحلية الحتمية مهمة.

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

يمكن للقراء الذين يعملون مع أجهزة التحكم من Emerson أيضًا مراجعة مجموعة أنظمة Emerson DeltaV للاطلاع على أمثلة للمكونات المستخدمة في بيئات أتمتة DeltaV المختلفة.

تكمن الأهمية بالنسبة إلى مراكز البيانات في البنية المعمارية، لا في المنتجات بحد ذاتها فحسب. فقد تحتوي المنشأة على العديد من وحدات التحكم، لكن أداء النظام يعتمد في النهاية على كيفية تبادل وحدات التحكم تلك للمعلومات ودعمها لاستراتيجية التشغيل.

تطبيق الذكاء الاصطناعي داخل طبقة الأتمتة

وتقول Emerson إن تقنيتي DeltaV DCS وDeltaV PLC لديها كلتاهما قدرات ذكاء اصطناعي خاصة بالسياق.

ووفقًا للشركة، تتيح هذه القدرات لمراكز البيانات دمج نماذج تحسين الذكاء الاصطناعي في بيئة الأتمتة.

ويُحدث هذا تمييزًا مهمًا بين الذكاء الاصطناعي المستخدم في أعباء الحوسبة والذكاء الاصطناعي المستخدم لتحسين البنية التحتية التي تدعم تلك الأعباء.

يمكن أن يصبح مركز البيانات نفسه مسألة تحسين.

تنتج ظروف التشغيل معلومات مستمرة عن السلوك الحراري وحالة المعدات وتغير 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 منظمة، ومنطق تحكم موثوقًا، وحدود تشغيل محددة، واستجابات متوقعة لظروف المعدات.

ولذلك 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 الاعتيادي.

في مرحلة التشغيل التجريبي، يجري التحقق من تكامل الأنظمة الفرعية وتسلسلات التحكم والعلاقات التشغيلية وفقًا للسلوك 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.

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

ويصبح هذا مفيدًا بشكل خاص عندما ينتج إجراء تحكمي تأثيرات في أماكن أخرى من المنشأة.

يمكن للمهندسين فحص ما إذا كانت المعدات تبدأ التشغيل بشكل صحيح، وما إذا كانت ظروف العملية تستجيب كما هو متوقع، وما إذا كانت الإنذارات تمثل الحالات غير الطبيعية بدقة.

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

بالنسبة إلى المنشآت التي تُبنى على مراحل، يمكن لقابلية التكرار أن تقلل العبء الهندسي المرتبط بالتوسعة اللاحقة.

تمتد عمليات دورة الحياة إلى ما بعد التنفيذ الأولي

وتدرج Emerson التحسين المستمر عنصرًا آخر في نهجها لأتمتة مراكز البيانات.

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

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

تتقادم المعدات. وتتغير أحمال الحوسبة. وتتطور استراتيجيات التشغيل. وقد تُوسَّع البنية التحتية أو يُعاد تهيئتها.

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

يمكن للمعلومات التشغيلية التاريخية أن تساعد 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، يمكن للمهندسين توسيع النظام دون إنشاء اختلافات غير ضرورية بين المناطق القائمة والمناطق التي تم 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 Emerson أيضًا كيف بدأت بنية التحكم في مراكز البيانات تقترب أكثر من أتمتة العمليات التقليدية.

يمكن النظر إلى عملية تنفيذ عملية على أنها تتكون من عدة طبقات وظيفية مترابطة.

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

تنفذ وحدات التحكم المحلية المنطق الخاص بالمعدات، وتستجيب مباشرةً لظروف التشغيل.

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: يجب ألا يؤثر التحسين سلبًا في الوظائف الحتمية اللازمة للتحكم الموثوق بالمعدات.

تبقى مسؤوليات التحكم الحرجة ضمن هياكل الأتمتة المعتمدة، بينما يدعم الذكاء الأعلى مستوىً قرارات التشغيل الأوسع نطاقًا.

ما ينبغي على المهندسين تقييمه أثناء التنفيذ

لا تضمن المنصة الموحدة التكامل الناجح تلقائياً. وتظل الانضباطية الهندسية ضرورية.

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

كما ينبغي أن تظل مسؤوليات التحكم محددة بوضوح. ويجب أن تكون للتحكم في المعدات محلياً، والتنسيق الإشرافي، ووظائف التحسين أدوار متميزة.

ويستحق تصميم الإنذارات القدر نفسه من الاهتمام.

إن إضافة مزيد من الأصول المتصلة من دون فلسفة منظمة للإنذارات قد تؤدي إلى فائض من المعلومات بدلاً من وعي تشغيلي مفيد.

يحتاج المشغلون إلى إنذارات تحدد الحالات غير الطبيعية المهمة وتوفر سياقاً كافياً للاستجابة.

كما ينبغي توحيد تسمية الأنظمة وتسلسل المعدات الهرمي منذ البداية.

وتزداد أهمية ذلك بوجه خاص في المنشآت التي تضم مجموعات متكررة من المعدات أو مراحل نشر متعددة.

وأخيراً، ينبغي أن تتحقق إجراءات التشغيل التجريبي من السلوك المتبادل بين الأنظمة، بدلاً من فحص وحدات التحكم الفردية فقط.

الغرض من التكامل هو التنسيق. ولذلك ينبغي أن يؤكد الاختبار أن المنشأة تعمل بصورة صحيحة كنظام متكامل.

تتجه أتمتة مراكز البيانات نحو بنية التحكم الصناعي

توضح منصة DeltaV للأتمتة من Emerson لمراكز البيانات تقارباً أوسع بين البنية التحتية الرقمية والأتمتة الصناعية.

تضم منشآت الذكاء الاصطناعي الحديثة أنظمة تبريد وأنظمة ميكانيكية وكهربائية تزداد ترابطاً. وقد تؤدي إدارة هذه الأنظمة بشكل مستقل إلى الحد من الرؤية وجعل التنسيق التشغيلي أكثر صعوبة.

وتتمثل استجابة Emerson في تطبيق بنية أتمتة متكاملة تستند إلى تقنيات ارتبطت بالفعل بالتحكم الصناعي الموزع.

تركز الشركة على التحكم الدقيق والموثوقية والهندسة المعيارية والتحسين المستمر، بدلاً من التعامل مع الأتمتة على أنها مجرد طبقة للمراقبة.

ويعزز إدراج تقنيات DeltaV DCS وPLC هذا الاتجاه.

أما بالنسبة إلى مهندسي الأتمتة، فإن هذا التطور مهم لأنه يوسّع مفاهيم التحكم المألوفة لتشمل قطاع بنية تحتية سريع النمو.

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

مع ازدياد حجم البنية التحتية للحوسبة بالذكاء الاصطناعي ومتطلباتها، قد تزداد أهمية هذا المنظور على مستوى النظام.