بینش‌های صنعت: چالش‌های خودکارسازی که مراکز داده مدرن را دگرگون می‌کنند

منطق صنعتی پشت مراکز داده مدرن

مراکز داده دیگر مانند تأسیسات منفرد فناوری اطلاعات فعالیت نمی‌کنند. آن‌ها اکنون به محیط‌های صنعتی بسیار هماهنگی شباهت دارند که در آن پایداری برق، مدیریت حرارتی، امنیت سایبری و سیستم‌های اتوماسیون باید بدون وقفه در کنار یکدیگر کار کنند.

گسترش سریع بارهای کاری هوش مصنوعی و زیرساخت ابری این گذار را شتاب بخشیده است. اپراتورها اکنون تأسیساتی می‌سازند که به همان استانداردهای قابلیت اطمینانی نیاز دارند که در نیروگاه‌ها، صنایع فرایندی و سامانه‌های تولیدیِ مأموریت‌حیاتی دیده می‌شود.

مهندسان اتوماسیون به‌طور فزاینده مراکز داده ابرمقیاس را مانند محیط‌های کنترل صنعتی با الزامات سخت‌گیرانه دسترس‌پذیری در نظر می‌گیرند.

چرا اتوماسیون به لایه اصلی زیرساخت تبدیل می‌شود

چندین فناوری هم‌زمان در حال همگرایی هستند. پلتفرم‌های هوش مصنوعی مولد به تراکم محاسباتی عظیمی نیاز دارند، در حالی که رایانش لبه‌ای تعداد تأسیسات توزیع‌شده‌ای را که به ارکستراسیون متمرکز نیاز دارند افزایش می‌دهد.

هم‌زمان، اپراتورها با افزایش هزینه برق، اهداف سخت‌گیرانه‌تر پایداری و فشار فزاینده برای به حداقل رساندن زمان ازکارافتادگی مواجه‌اند. روش‌های سنتی پایش دستی در این شرایط نمی‌توانند به‌طور کارآمد مقیاس‌پذیر شوند.

بارهای کاری هوش مصنوعی در حال بازتعریف طراحی زیرساخت هستند

خوشه‌های هوش مصنوعی بارهای حرارتی متمرکزی ایجاد می‌کنند که از توان بسیاری از سیستم‌های قدیمی سرمایش و پایش فراتر می‌رود. پلتفرم‌های اتوماسیون اکنون مصرف برق، توزیع سرمایش و تخصیص بارهای کاری را به‌صورت پیوسته و آنی متعادل می‌کنند.

در بسیاری از تأسیسات، نرم‌افزار اتوماسیون پیشاپیش واکنش‌های سرمایشی را بر اساس دمای رک، رفتار جریان هوا و الگوهای استفاده از سرورها به‌صورت پویا کنترل می‌کند.

گسترش لبه به هوشمندی توزیع‌شده نیاز دارد

شبکه‌های مدرن مراکز داده در مکان‌های لبه‌ای منطقه‌ای، پردیس‌های ابری و تأسیسات هم‌مکانی فعالیت می‌کنند. این امر پیچیدگی عملیاتی ایجاد می‌کند که سیستم‌های نظارتی سنتی برای مدیریت آن با دشواری مواجه‌اند.

معماری‌های اتوماسیون صنعتی، کنترل قطعی، عیب‌یابی از راه دور و ارتباطات استانداردشده میان دارایی‌های جغرافیاییِ توزیع‌شده را فراهم می‌کنند.

سیستم‌های سرمایش، زیرساخت برق و تجهیزات فناوری اطلاعات اکنون به‌عنوان یک زیست‌بوم هماهنگ اتوماسیون فعالیت می‌کنند.

فناوری اتوماسیون صنعتی در کجا کاربرد دارد

یکی از مهم‌ترین تغییرات، به‌کارگیری سخت‌افزارهای اتوماسیون صنعتی در زیرساخت مراکز داده است. کنترل‌کننده‌های اتوماسیون قابل‌برنامه‌ریزی (PAC)، رایانه‌های صنعتی، سیستم‌های ورودی/خروجی از راه دور و کنترل‌کننده‌های لبه‌ای به اجزای عملیاتی حیاتی تبدیل می‌شوند.

بسیاری از اپراتورها اکنون معماری‌هایی مشابه معماری‌های مورداستفاده در خودکارسازی فرایند و تأسیسات انرژی به‌کار می‌گیرند. راهکارهای پلتفرم‌هایی مانند سیستم‌های PLC و PAC به‌طور فزاینده‌ای از پایش توزیع‌شده، مدیریت افزونگی و عیب‌یابی پیش‌بینانه پشتیبانی می‌کنند.

PACها جایگزین مرزهای سنتی پایش می‌شوند

برخلاف پلتفرم‌های متداول PLC، کنترلرهای مدرن PAC قابلیت‌های پردازشی قدرتمندتری برای تحلیل محلی و تصمیم‌گیری لبه‌ای ارائه می‌دهند. این سیستم‌ها ضمن کاهش وابستگی به ابر، داده‌های عملیاتی را از هزاران حسگر جمع‌آوری می‌کنند.

پردازش بلادرنگ به اپراتورها امکان می‌دهد ناکارآمدی‌های سرمایش، شرایط غیرعادی برق یا فرسودگی تجهیزات را پیش از وقوع خرابی شناسایی کنند.

پلتفرم‌های باز انعطاف‌پذیری سیستم را افزایش می‌دهند

محیط‌های خودکارسازی مبتنی بر لینوکس اکنون به برنامه‌های کاربردی کنترلی سنتی و نرم‌افزارهای کانتینری‌شده اجازه می‌دهند هم‌زمان روی یک پلتفرم اجرا شوند.

این رویکرد، یکپارچه‌سازی میان پروتکل‌های صنعتی و برنامه‌های بومی ابر را ساده می‌کند و هم‌زمان از نگهداری از راه دور، تحلیل پیش‌بینانه و تجمیع امن داده‌ها پشتیبانی می‌کند.

اتصال IIoT دیگر اختیاری نیست

پروتکل‌هایی مانند MQTT، OPC UA و Modbus برای ایجاد دید یکپارچه در سراسر سیستم‌های برق، زیرساخت سرمایش، حسگرهای محیطی و پلتفرم‌های امنیتی ضروری شده‌اند.

پلتفرم‌های شبکه صنعتی درون سیستم‌های ارتباطی و شبکه‌سازی به ایجاد ارتباط میان فناوری عملیاتی و محیط‌های تحلیل در سطح سازمانی کمک می‌کنند.

پلتفرم‌های IIoT داده‌های خام عملیاتی را به بینش‌هایی برای نگهداری پیش‌بینانه و بهینه‌سازی انرژی تبدیل می‌کنند.

مشکل قابلیت اطمینان که عملیات مراکز داده را تعریف می‌کند

برخلاف زیرساخت سنتی فناوری اطلاعات اداری، مراکز داده مدرن نمی‌توانند بی‌ثباتی عملیاتی را تحمل کنند. حتی وقفه‌های کوتاه نیز می‌توانند موجب زیان‌های مالی، اختلال در خدمات و خرابی‌های زنجیره‌ای زیرساختی شوند.

این واقعیت توضیح می‌دهد که چرا راهبردهای خودکارسازی بیش از بهبودهای ساده در بهره‌وری، بر تاب‌آوری تمرکز دارند.

خودکارسازی وابستگی به نیروی انسانی را کاهش می‌دهد

پلتفرم‌های پایش از راه دور اکنون به اپراتورها امکان می‌دهند ناهنجاری‌های زیرساختی را بدون نیاز به تیم‌های بزرگ مهندسی در محل شناسایی کنند. هشدارهای خودکار و سیستم‌های تشخیصی، زمان واکنش هنگام رویدادهای حیاتی را کاهش می‌دهند.

مراکز تأسیسات همچنین از منطق خودکار سوئیچ‌اور برای جداسازی خطاها و حفظ تداوم عملیاتی هنگام خرابی زیرسیستم‌ها استفاده می‌کنند.

برق و سرمایش باید با هم کار کنند

یکی از بزرگ‌ترین تغییرات عملیاتی، ادغام سیستم‌های تهویه مطبوع، اطفای حریق، زیرساخت UPS و توزیع برق در چارچوبی هماهنگ برای خودکارسازی است.

این سامانه‌ها به‌جای عملکرد مستقل، اکنون به‌طور پیوسته داده مبادله می‌کنند تا از خرابی‌های زنجیره‌ای جلوگیری کرده و پایداری محیطی را حفظ کنند.

معماری‌های PAC صنعتی، بیش از پیش از هوشمندی لبه‌ای و کنترل زیرساخت توزیع‌شده پشتیبانی می‌کنند.

مهارت‌ها سریع‌تر از انتظار بسیاری از اپراتورها در حال تغییرند

مهندسان اتوماسیون مراکز داده اکنون به تخصص ترکیبی نیاز دارند که دانش اتوماسیون صنعتی را با مهارت‌های زیرساخت ابری و امنیت سایبری تلفیق کند.

برنامه‌نویسی سنتی PLC همچنان ارزشمند است، اما اپراتورها بیش از پیش به تجربه در زمینه کوبرنتیز، زیرساخت به‌عنوان کد، عملیات هوش مصنوعی و شبکه‌سازی لبه‌ای امن نیاز دارند.

این همگرایی در حال ایجاد رشته‌ای مهندسی جدید است که فناوری عملیاتی را با مدیریت زیرساخت فناوری اطلاعات در مقیاس سازمانی ترکیب می‌کند.

چشم‌انداز صنعت بسیار فراتر از فناوری اطلاعات متعارف است

نسل بعدی مراکز داده، بیش از آنکه مانند انبارهای غیرفعال سرور عمل کند، شبیه تأسیسات صنعتی خودمختار خواهد بود. ارکستراسیون هوش مصنوعی، نگهداری پیش‌بینانه و متعادل‌سازی بلادرنگ زیرساخت، به الزامات استاندارد عملیاتی تبدیل خواهند شد.

پیش‌بینی‌های رشد این بخش همچنان صعودی است، زیرا سرمایه‌گذاری‌های ابرمقیاس در سراسر جهان گسترش می‌یابد. استقرارهای لبه‌ای، یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر و سامانه‌های پیشرفته مدیریت حرارتی، پیچیدگی اتوماسیون را بیش از پیش افزایش خواهند داد.

تأمین‌کنندگان صنعتی دارای تجربه در سامانه‌های کنترل مأموریت‌حیاتی، در موقعیتی مناسب برای ایفای نقشی پررنگ‌تر در توسعه زیرساخت مراکز داده آینده قرار دارند.

مراکز داده آینده برای پشتیبانی از رشد زیرساخت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، به راهبردهای اتوماسیون در سطح صنعتی وابسته خواهند بود.

دیدگاه نویسنده

بسیاری از سازمان‌ها هنوز تا چه اندازه شبیه تأسیسات فرایندی صنعتی خواهند بود، دست‌کم می‌گیرند. مراکزداده‌ای که در دهه آینده موفق شوند، صرفاً سرورهای بیشتری مستقر نخواهند کرد؛ بلکه زیست‌بوم‌های یکپارچه اتوماسیونی خواهند ساخت که بتوانند هم‌زمان قابلیت اطمینان برق، بهره‌وری سرمایش، امنیت سایبری و نگهداری پیش‌بینانه را متعادل کنند.

از دیدگاه مهندسی، مهم‌ترین تغییر خودِ هوش مصنوعی نیست. تحول واقعی، همگرایی فناوری عملیاتی و زیرساخت دیجیتال در قالب یک معماری کنترل یکپارچه است.

دانیل مرسر | خبرنگار ارشد سامانه‌های صنعتی

دانیل مرسر ۱۴ سال تجربه در زمینه پوشش خبری اتوماسیون صنعتی، رایانش لبه‌ای و سامانه‌های زیرساخت حیاتی دارد. پیشینه او شامل پروژه‌های یکپارچه‌سازی میدانی با پلتفرم‌های زیمنس، امرسون، ABB و هانی‌ول در حوزه‌های انرژی، تولید و تأسیسات مأموریت‌حیاتی است.