عندما تتصل المحركات المؤازرة بالخدمات السحابية الصغيرة: نقطة تحول فنية ناجمة عن محادثة عرضية

بعد ظهر ذلك اليوم، عاد مكيف الهواء القديم في المختبر إلى الحياة. هناك العديد من منحنيات اختبار المؤازرة المنتشرة على الطاولة. الخطوط مرتفعة ومنخفضة، مثل مخطط كهربية القلب الذي يظهر اضطراب ضربات القلب. حدقت في تدفق البيانات على الشاشة وتذكرت فجأة نظام النشر المحلي قبل ثلاث سنوات والذي كان دائمًا يبلغ عن الأخطاء في الصباح الباكر. في كل مرة يتم فيها تعديل خط الإنتاج، يبدو أن الذراع الروبوتية بأكملها متجمدة، وكان لا بد من إعادة تشغيل ثلاث وحدات خدمة يدويًا. تمتم الفني الشاب الذي كان بجواره أثناء تحضير القهوة: "سيكون أمرًا رائعًا لو تمكنت هذه الوحدات من "التنفس" من تلقاء نفسها".

المشكلة ليست فقط "تأخير الإشارة"

يعتقد الكثير من الناس أن جوهر التحكم في محرك سيرفو هو سرعة الاستجابة فقط. في الواقع، إذا وصلت إشارة النبض متأخرة ببضعة أجزاء من الثانية، فقد يهتز المعالج. لكن الصداع الحقيقي غالبًا ما يكون شيئًا آخر: عندما تحتاج إلى إدارة العشرات من الماكينات، وأكثر من اثنتي عشرة مجموعة من أجهزة الاستشعار، ومعالجة البيانات المرئية في الوقت الفعلي في نفس الوقت، فإن نظام التحكم المركزي الضخم هذا يشبه عداء المسافات الطويلة الذي يستمر في التنفس.

"لماذا لا يمكننا تقسيم المهام وتنفيذها؟" سألني المتدرب شياو تشن فجأة الأسبوع الماضي. وأشار إلى تطبيق الطلبات الخارجية على هاتفه وقال: "انظر، الطلب، إرسال الطلب، تحديد موقع الراكب، والدفع - كل هذه الوحدات تعمل بشكل مستقل. إذا تعطلت إحداها، فلن يؤثر ذلك على الوحدات الأخرى." هذه الجملة أذهلتني لبضع ثوان. لقد اعتدنا دائمًا على بناء "دماغ" للنظام الميكانيكي بأكمله، لكننا ننسى أن الدماغ يمكن أيضًا أن يكون مثقلًا.

فن التفكيك: عندما يحصل كل محرك على "وحدته العصبية" الخاصة به

تشبه بنية التحكم التقليدية لوحة مفاتيح الهاتف القديمة، حيث يجب أن تمر جميع الخطوط من خلال نفس المفتاح. تمنح بنية الخدمات الصغيرة كل وحدة وظيفية رقمًا مستقلاً - معايرة الموضع، وإدارة عزم الدوران، ومراقبة درجة الحرارة، والتحذير من الأخطاء... يمكن نشر كل خدمة بشكل مستقل وتوسيع نطاقها بشكل مستقل. وهذا يشبه وجود خادم شخصي مخصص لكل مفصل من الذراع الآلية.

لقد جربنا هذه الفكرة العام الماضي عندما كنا نقوم بتجديد خط التعبئة والتغليف. وتبين أن جهاز استشعار واحد فقط في خط الإنتاج بأكمله كان غير طبيعي، وتم إيقاف خط الإنتاج بأكمله للتحقيق فيه. وفي وقت لاحق، تم تقسيم "الكشف الكهروضوئي" و"ردود الفعل الضغطية" و"مزامنة السرعة" إلى ثلاث خدمات صغيرة، وزاد معدل عزل الأخطاء بنسبة 70%. قال مدير خط الإنتاج مازحا: "الآن أصبح الأمر مثل وضع سلة من الفواكه المختلطة في سلال منفصلة. إذا فسدت تفاحة واحدة، فلن تضطر إلى التخلص من السلة بأكملها."

سحر الوظائف السحابية: دع الأجهزة تتنفس "الهواء المرن"

لكن الخدمات الصغيرة تتطلب حاويات وتشغيل وصيانة ومراقبة في الوقت الفعلي، وقد أصبح هذا عبئًا جديدًا على فريق الأجهزة. حتى نلتقي بوظائف Azure. لا يتطلب منك القلق بشأن "مكان العيش" مثل الخادم التقليدي، ولكنه يشبه الاستوديو المشترك المستأجر مؤقتًا: يتم تخصيص الموارد تلقائيًا عند وجود مهام ويتم تحريرها تلقائيًا عند عدم وجود مهام. هذا الوضع صديق جدًا للأنظمة الميكانيكية التي تعمل بشكل متقطع.

تخيل هذا: خط التجميع يعمل من الساعة 8 صباحًا حتى 8 مساءً. كل يوم، مع صيانة متفرقة فقط بقية الوقت. تتطلب البنية التقليدية إبقاء الخادم بأكمله "في وضع الاستعداد" على مدار 24 ساعة يوميًا. الآن، يتم تشغيل خدمة عزم الدوران لبضع ثوانٍ فقط عند تشغيل المحرك، ويتم تشغيل التنبؤ بالخطأ كل نصف ساعة، ويتم تلخيص إحصائيات استهلاك الطاقة كل صباح مبكر - يتم تنشيط كل وظيفة عند الطلب، مثل الساعة البيولوجية التي تستيقظ في مناطق زمنية مختلفة.

الهمس المؤازر: كيف نسمع "الهمس" للأجزاء

الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو رابط تعليقات البيانات. في الماضي، قمنا بجمع منحنيات درجة حرارة المحرك وتردد الاهتزاز واستهلاك الطاقة وجمعناها جميعًا في نفس قاعدة البيانات، وكان لا بد من إنشاء تقارير التحليل على دفعات خلال عطلة نهاية الأسبوع. الآن كل اكتشاف لحالة المؤازرة هو وظيفة مستقلة - شذوذ في درجة الحرارة؟ تفعيل استراتيجية التبريد في الوقت الحقيقي؛ الاهتزاز يتجاوز المعيار؟ إخطار وحدة التشحيم على الفور؛ التقلبات الحالية؟ اضبط معلمات مصدر الطاقة خلال خمس ثوانٍ.

يغير نموذج "السمع والاستجابة" الصيانة من "الفحص البدني المنتظم" إلى "الرعاية الصحية في الوقت الحقيقي". في الشهر الماضي، أبلغ أحد العملاء أن روبوت اللحام الخاص به يحتاج في الأصل إلى إيقاف التشغيل للمعايرة مرة واحدة كل ثلاثة أشهر. الآن، طالما أن دقة تحديد المواقع المتكررة لمفصل معين بدأت في الانحراف، فإن وظيفة المعايرة ستؤدي تلقائيًا إلى الضبط الدقيق أثناء استراحة الغداء - مثل فني غير مرئي يتناوب لإجراء الصيانة على كل مفصل.

من البراغي إلى السحابة: التحول الناعم لمكدس التكنولوجيا

لا يتطلب تنفيذ هذه البنية قلب المعدات الموجودة. تدعم معظم محركات الأقراص المؤازرة الحديثة بالفعل بروتوكولات مثل Modbus TCP وEtherCAT. ما عليك سوى نشر خدمات إعادة توجيه خفيفة الوزن عند بوابة الحافة لتفكيك تدفق البيانات إلى قوائم انتظار الرسائل ذات المواضيع المختلفة. تشترك Azure Functions في الأخبار التي تهمها، تمامًا مثل الأطباء من الأقسام المختلفة الذين يشاهدون تقارير خاصة عن نفس المريض.

في مشروع آلة الفرز الذي عملنا عليه مؤخرًا، تم تقسيم منطق التحكم في الماكينات الاثني عشر إلى أربع مجموعات من الوظائف: تخطيط المسار، والتحذير من الاصطدام، وتوازن عزم الدوران، والتنبؤ بالحياة. عندما يزيد إنتاجية النظام فجأة، ستعمل وظائف تخطيط المسار والتحذير من الاصطدام على تشغيل مثيلات متعددة تلقائيًا؛ عندما يكون الحمل منخفضًا في الليل، يتم ترك وظيفة التنبؤ بالحياة فقط لتحليل منحنى تآكل المحمل بهدوء.

كتب في: أفكار غير نمطية حول الموثوقية

هناك مخاوف بشأن تأثير زمن الوصول السحابي على التحكم في الوقت الفعلي. في الواقع، لا تزال الروابط الرئيسية في الوقت الفعلي موجودة في العقد الطرفية المحلية، وتتعامل الوظائف السحابية مع المهام التي "يمكن أن تأخذ استراحة": مثل تعلم معلمات قوة الإمساك للمواد المختلفة، ومنحنيات التسارع التعاونية متعددة المحركات، وإنشاء تقارير الصيانة الربع سنوية - هذا "التفكير البطيء" الذي لا يتطلب استجابة بالميلي ثانية هو على وجه التحديد "العمل العقلي" الذي يتم التغاضي عنه بسهولة بواسطة البنى التقليدية.

يشبه الابتكار التكنولوجي في بعض الأحيان تعديل الهيكل الميكانيكي: لا تحتاج جميع الأجزاء إلى سبائك أكثر صلابة، وفي بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى توزيع أكثر ذكاءً للقوة. عندما تحصل كل وحدة وظيفية على مرونة الموارد المناسبة، وعندما يتغير تحليل البيانات من مهمة مجمعة إلى تدفق متدفق، فإن نظام الأجهزة سيكون لديه شكل آخر من الحيوية - يمكنه التنفس، وشفاء نفسه، وحتى في بعض الأحيان ممارسة كيفية التحرك بأمان أكبر بمفرده في وقت متأخر من الليل.

بدأ مقعد الاختبار خارج النافذة دورة جديدة، وستة أجهزة مؤازرة ترسم مسارات ملتوية في وقت واحد. يومض عدد استدعاءات الوظائف في زاوية الشاشة بانتظام مثل نبضات القلب. أفكر في تلك النكتة حول "خذ نفسًا" - ربما تكون البنية التقنية الجيدة هي السماح للآلة بالحصول على إيقاع التنفس الخاص بها.

أنشئت في عام 2005،kpowerتم تخصيصها لمصنع محترف لوحدة الحركة المدمجة، ومقرها الرئيسي في دونغقوان، مقاطعة قوانغدونغ، الصين. الاستفادة من الابتكارات في تكنولوجيا القيادة المعيارية،kpowerيدمج المحركات عالية الأداء ومخفضات الدقة وأنظمة التحكم متعددة البروتوكولات لتوفير حلول نظام القيادة الذكية الفعالة والمخصصة.kpowerقدمت حلول أنظمة القيادة الاحترافية لأكثر من 500 عميل من المؤسسات على مستوى العالم مع منتجات تغطي مجالات مختلفة مثل أنظمة المنزل الذكي، والإلكترونيات الأوتوماتيكية، والروبوتات، والزراعة الدقيقة، والطائرات بدون طيار، والأتمتة الصناعية.