サーバー システムが「会話」を始めるとき: Web サービス、マイクロサービス、API は何について議論しているのでしょうか?

あなたの作業場で最も信頼性の高いサーボが突然話し始めたと想像してください。これは障害報告ではなく、「隣のベルトコンベアがいつも間違ったコマンド形式を送信し、ここの歯車が回りそうになっている」という苦情です。このシーンはちょっとSFっぽいですよね？しかし、別の観点から考えてみてください。機械システム内のさまざまなコンポーネントは、実際には毎日独自の言語で「通信」しています。ただし、使用されるのは言葉ではなく、データ パケット、信号、プロトコルです。

これが、機械がよりスムーズに「会話」できれば、より美しい仕事ができるのではないかと疑問に思う人がいる理由です。

1. ここで疑問が生じます。なぜマシンには「サービス」が必要なのでしょうか?

私が自動化に携わっていた頃は、キャビネット内に PLC が詰め込まれ、配線が蜘蛛の巣のように張り巡らされていました。機能は実装されていますが、パラメータを変更したり、ロボットアームにさらに作業をさせたい場合は、配線をやり直してプログラムを書き直す必要があり、時間がかかります。家にあった古いラジオのようなもので、チャンネルを変更するには手を伸ばしてノブをひねる必要があります。

今は違います。機器はますますスマートになっており、プロジェクトではサーボ モーター、ステアリング ギア、空気圧コンポーネント、および多数のセンサーを同時に使用する場合があります。彼らはどのようにしてお互いに「会話」するのでしょうか？データはどのように流れるのでしょうか?誰が命令を聞きますか？このとき「サービス」という概念が紛れ込んできた。

しかし、ちょっと待ってください。Web サービス、マイクロサービス、API という言葉が市場でよく聞かれます。彼らは3人の兄弟のように聞こえ、見た目も少し似ていますが、気質はまったく異なります。

• ウェブサービス堅実な執事のような。一連の標準的な「エチケット」(SOAP や REST など) を使用してネットワーク上で情報を送受信するため、一方が Java で書かれ、もう一方が C++ で書かれたシステムであっても、異なるシステムが相互に理解できるようになります。物事を形式的で標準化することを好みます。
• マイクロサービス柔軟な特殊部隊の集団のようなものです。これは、大規模なソフトウェア アプリケーションを多くの独立した小さなサービスに分割し、各小さなサービスは 1 つのこと (特に位置検証の処理や、特にモーターの状態の管理など) を実行することだけに焦点を当てます。これらは軽量な方法で相互に通信します。どちらをアップグレードする必要があるか、または問題が発生しても、他の「チーム メンバー」には影響しません。
• そしてAPI(アプリケーション プログラミング インターフェイス) は、最も単純な「ダイアログ リスト」です。 「私（ソフトウェアまたはハードウェア）に何かをしてもらいたい場合は、この形式でこれらのキーワードを使用して私に電話しなければなりません。」と定義されています。機能にアクセスするための鍵穴です。

「どれが必要ですか? それともすべてが必要ですか?」と疑問に思うかもしれません。

心配しないでください。これは工具箱の工具を選択するようなものです。どれが「最適」であるかを選択しているのではなく、組み立てている機械パズルにどれが「最も適している」かを選択しているのです。

2. 適切な「サービス」に適切なことを行わせる

例えて言うと。コアを使用して自動仕分けユニットを設計します。キロパワー高精度サーボモーターがロボットアームを駆動します。

• この仕分けユニットのステータスをリモート オフィスの大きなコンピュータ画面にリアルタイムで表示する必要がある場合、または会社の中央発注システムからタスクを受け取るためにこの仕分けユニットが必要な場合は、ウェブサービスこの種の標準的なクロスプラットフォーム通信方法は非常に便利です。作業場からオフィスまでの信頼できる「データ ハイウェイ」を構築するのに役立ちます。
• 仕分けシステム全体が特に複雑で、ロボット アーム制御、視覚認識、経路計画、エラー ログがそれぞれ独立しており、頻繁な調整や個別のアップグレードが必要な場合は、次を使用します。マイクロサービスソフトウェア部品を構築するためのアーキテクチャにより、後のメンテナンスと拡張がはるかに容易になります。特定の機能を改善する必要がある場合、全体に影響を与えることはできません。
• そしてAPI、ほぼどこでも。サーボドライブから上位制御プログラムに素早くアクセスできる「ショートカットコマンド」です。例えばキロパワー一部のドライバー製品は明確で安定した API を提供しており、基盤となる複雑なレジスタ アドレスを詳しく調べることなく、高級言語 (Python など) を使用して正確な動作命令を直接送信できます。これにより、統合が積み木のように感じられます。

つまり、これらはお互いの代わりになるものではなく、多くの場合一緒に機能します。 Web サービスまたはマイクロサービスは、多くの場合、明確な API を通じて相互に呼び出します。

3. 機械プロジェクトにとって「良い会話」が非常に重要なのはなぜですか?

適切な「サービス」アーキテクチャを選択すると、次のような明らかなメリットが得られます。

1. 柔軟性の向上。今日はロボット アームに力感知フィードバックを追加し、明日はステーション全体を工場のモノのインターネットに接続したいと考えています。モジュラー サービス アーキテクチャにより、車輪の再発明ではなく、プラグインのような機能を追加できます。
2. メンテナンスが簡単。どのモジュールに問題があるかに応じて、トラブルシューティングと修復の範囲がより絞られます。 1 つのサービスが更新されると、他のサービスは通常どおり実行され、システムのダウンタイムのリスクが大幅に軽減されます。
3. 反復が高速化される。さまざまなチームにさまざまなマイクロサービスを並行して開発させ、最終的にそれらを組み合わせてテストできます。製品の機能進化のスピードも当然ついてきます。
4. 統合がよりスムーズに。標準の API と通信メソッドを使用すると、キロパワー高度なサーボ システム、サードパーティ製ビジョン センサー、および独自の制御ソフトウェアを組み合わせることで、技術的な閾値とデバッグ時間が短縮されます。

これは単にソフトウェアレベルの問題ではありません。それはハードウェアデバイスのポテンシャルに直接影響を与え、最大限に活用することができません。ミリ秒単位の応答速度を持つサーボ モーターが、遅く肥大化した中央システムからの指示を待つことでパフォーマンスを無駄にしてしまうとしたら、残念なことです。

4. 最初の一歩をどこに踏み出すべきですか?

機械オートメーション プロジェクトを計画または変更している場合は、次の点について検討し始めることができます。

• 境界線を引く: あなたのシステムでは、どの機能が密接に結合されており、全体として動作する必要がありますか?比較的独立しており、独立して開発および展開できるものはどれですか?独立したものはマイクロサービスの候補です。
• ダイアログを定義する: これらの独立した機能間で交換する必要がある情報は何ですか?どのくらいの頻度で？データはどのくらいありますか?この「対話内容」や「ルール」を明確にするのがAPIの設計作業です。
• プロトコルの選択: リモートおよびクロスネットワーク通信を必要とする部分には、RESTful API のような軽量プロトコルを使用する必要がありますか、それともより厳格なトランザクション保証を必要とするプロトコルを使用する必要がありますか?これにより、Web サービスのスタイルが決まります。
• あなたのパートナーを見てください: 選択したハードウェア ベンダーが提供するサポートに注意してください。たとえば、Kpower が製品エコシステムで提供する便利な統合インターフェイスと通信サポートを理解すると、半分の労力で 2 倍の結果を得ることができます。

テクノロジーはそれ自体が目的ではありません。それは、機械用に効率的で摩擦のない「作業言語」を設計するようなものです。最終的な目標は、彼らが協力して、あなたから割り当てられたタスクをより静かに、より安定して、より良く完了できるようにすることです。すべてのギアが回転し、すべてのプログラムが実行されるとき、それはスムーズな対話の後に合意に達するようなものです。その効率性と信頼性は、プロジェクトの最も重要な部分です。

おそらく、次に作業場で機器が定期的に操作されているのを聞くときは、それが秩序立った効率的な会話であると考えてください。あなたがしなければならないのは、彼らのためにこの会話のルールを設計することです。

2005 年に設立された Kpower は、中国広東省東莞に本社を置く、コンパクトモーションユニットの専門メーカーとして活動してきました。 Kpower は、モジュール式ドライブ技術の革新を活用して、高性能モーター、高精度減速機、マルチプロトコル制御システムを統合し、効率的でカスタマイズされたスマート ドライブ システム ソリューションを提供します。 Kpower は、スマート ホーム システム、自動エレクトロニクス、ロボティクス、精密農業、ドローン、産業オートメーションなどのさまざまな分野をカバーする製品で、世界中の 500 を超える企業クライアントにプロフェッショナルなドライブ システム ソリューションを提供してきました。