分散アーキテクチャとマイクロサービスの比較

サーボがいつも固着してしまうのはなぜですか?アーキテクチャの考え方を変える時期が来たのかもしれない

生産ラインのロボット アームは、常にオイルがないと古い歯車のように動作するという状況に遭遇したことがありますか?明らかに、単一のサーボ モーターのパラメーターは非常に美しく、サーボの応答は十分に高速ですが、システム全体は十分にスムーズではありません。長い時間をかけてトラブルシューティングを行った結果、それはハードウェアの問題でもプログラムのバグでもありませんでした。問題はさらに深いところにある可能性があります。おそらく、システム アーキテクチャが需要に追いつけなくなっている可能性があります。

これは、私たちがよく「モノリシック アーキテクチャ」と呼ぶものの恥ずかしさです。巨大なソフトウェアの中にあらゆる機能が詰め込まれており、全身に影響を及ぼします。特定の機械モジュールをアップグレードしたいですか?申し訳ありませんが、システム全体を台無しにする必要があります。 1 つの領域に障害が発生すると、ライン全体が停止する可能性があります。これは、すべての関節を駆動するために太いスチール シャフトを使用しているようなものです。強そうに見えますが、実際には大きく、柔軟性に欠けます。

ディストリビューションとマイクロサービス: どちらかを選択するのではなく、どのように連携するかが重要です

「分散アーキテクチャ」や「マイクロサービス」と聞くと、多くの人は眉をひそめ、ソフトウェア分野のバズワードだと思うでしょう。機械ハードウェアとどのような関係があるのでしょうか?実はその関係はとても大きいのです。堅固なマシンの代わりに、柔軟なマシンのチームを設計すると想像してください。

分散アーキテクチャは、脳の機能をさまざまな関節に分散するようなものです。各サーボユニットはもはやコマンドを受動的に実行する単なる「手」ではなく、ローカル処理機能を備えた「インテリジェントノード」です。位置とトルクのフィードバックをリアルタイムで処理し、すべてを中央コントローラーに報告することなく、迅速にローカル調整を行うことができます。遅延が短いほど、応答は速くなります。

マイクロサービスは、この概念をさらに一歩進めたものです。制御ソフトウェア自体を独立した機能固有のサービスに分割します。たとえば、経路計画サービス、トルク制御サービス、障害診断サービスは独立して実行され、明確なインターフェイスを通じて通信します。パスを更新しますか?そのサービスを再起動するだけで、システム全体が通常どおり実行されます。

ある人は、「これによりシステムがさらに複雑になるのではありませんか?」と尋ねました。表面的には、はい、さらに多くの相互作用があります。しかし重要なのは、この「複雑さ」が秩序正しくモジュール化されているということです。ソフトウェア レベルでの明確な構造を使用して、混沌としていて保守が困難だった元の「大きな泥の塊」を置き換えます。各部分の責任と境界が明確であれば、全体の信頼性と保守性は大幅に向上します。

キロパワー実践: 建築上のアイデアを機械的なリズムに変えてみましょう

存在するキロパワーこの問題に対する私たちの見方は非常に単純です。アーキテクチャは単なる紙切れではなく、鉄鋼や回路に統合することができます。ドライバー ソリューションを設計するときは、次のことを考慮します。この張力制御モジュールは独立したサービスとして展開できるか?この多軸同期は、カプセル化してさまざまなプロジェクトで繰り返し使用するのに適していますか?

たとえば、洗練されたピック アンド プレイス アプリケーションでは、ショットを呼び出すために単一のコントローラーに依存する必要はなくなりました。視覚認識、軌道計算、サーボ微調整、終端力制御は、一連の調整されたマイクロサービスに分解されます。これらは異なる処理装置上で実行され、高速ネットワークを介してデータを交換します。その結果、ワークの位置のわずかな変化が視覚的に認識されると、調整コマンドは最短経路を介して対応するサーボに送られ、その動作は条件反射と同じくらい一貫しています。

これにより、次のような実際の利点がもたらされます。

• より弾力性のある: 1 つのサービスの問題がマシン全体を「突然停止」させることはありません。システムはダウングレードしたり、バックアップ ソリューションにすぐに切り替えたりすることができます。
• 進化はもっと簡単だよ: 新しい制御アルゴリズムを試してみませんか?安定したシステム全体に影響を与えることなく、スタンドアロン サービスを開発、テスト、展開します。
• 柔軟なスケーリング: 新しいセンサーまたはアクチュエーターを追加する必要がありますか?専門的なメンバーをチームに追加するのと同じように、その責任とコミュニケーション方法を定義してから接続します。

アーキテクチャの進化をどのように始めればよいでしょうか?

これは少し飛躍しすぎているように聞こえるかもしれません。心配しないでください。変革は段階的に起こる可能性があります。小さな質問から始めましょう。現在のシステムのどの部分が最も頻繁に変更されますか?最も独立したアップグレード頻度を必要とする機能はどれですか?それを特定し、それに対する明確な境界とインターフェイスを確立できるかどうかを考えてください。

一夜にして車輪を再発明する必要はありません。エッジノードから開始して、特定のサーボモーターグループに、より独立した「意思決定権」を持たせることができます。または、ログ監視やアラーム管理などの補助機能を独立したサービスに分割します。この切り離しがもたらす安堵感を感じてください。

機械の魂は鋼鉄の本体からソフトウェアと建築に流れ込んでいます。優れたアーキテクチャとは、機械に神経系を注入するようなもので、あらゆる動作が正確で、調整され、変化に対処するための知恵に満ちたものになります。あなたの機器がよく訓練されたバンドのようなもので、それぞれがその任務を遂行し、暗黙のうちに協力しているとき、その種のスムーズさと信頼性はテクノロジーの最も美しい外観です。

2005年に設立され、キロパワーは、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です。 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。