Edge Computing Kullanımı | Veriyi Yakında İşlemek

Endüstriyel işlemlerde otomasyonun ve veriye dayalı karar verilme sistemlerinin kullanımının artması ile bu süreçlerin hızlanması için SCADA sistemlerinin veri analizi ve işlemesi gibi özellikleri geliştiren Edge Computing (Uç Bilim) teknolojilerinin kullanımı sektörü oldukça ileriye taşıyor. Bulut sunucuları kullanımını azaltmaya fırsat veren edge computing mimarisi sayesinde veriler gerçek zamanlı işleniyor ve bunun sonucunca operasyonel hız ve verimlilik artıyor. Edge Computing sayesinde cihazlar, veriyi merkezi bir sunucuya göndermeye gerek kalmadan, bulundukları noktada analiz edip işleyebiliyor. Bu durum, özellikle üretim hatlarında, enerji yönetiminde ve kritik kararların anlık olarak verilmesi gereken durumlarda büyük avantaj sağlıyor. Ani arızaların önceden tespiti, bakım süreçlerinin optimize edilmesi ve kaynak kullanımının daha verimli hale gelmesi, edge computing teknolojisinin sağladığı başlıca katkılar arasında yer alıyor. SCADA sistemleri ile bütünleşmiş çalışan bu yapı hem maliyetleri azaltıyor hem de daha güvenilir ve sürdürülebilir bir endüstriyel altyapının önünü açıyor. Edge computing teknolojileri hakkında daha detaylı bilgi almak için bize ulaşın!‍

Edge Computing nedir?

Edge computing, verilerin geldiği kaynağa en yakın konumda işlenmesini sağlayan bir bilgi işleme modelidir. Sıklıkla kullanılan bulut mimarilerinde veriler bir veri merkezine gönderilerek işlem yapılır, fakat edge computing kullanımında bu işlemi değiştirilerek verinin geldiği cihazı ve veriyi işleyecek olan cihazın yakın olmasını sağlayarak aynı ağın uç noktalarında işlemlerin gerçekleştirilmesini sağlar. Kısaca verinin oluştuğu yerde sensör, makine, cihaz kullanılarak kaynak noktalarında işlenmesidir. Edge computing kullanımı oldukça fazla ve faydalı avantajlar yaratır. Bu avantajları ve etkilerini inceleyelim:

Gerçek Zamanlı Karar Alınımı:

SCADA sistemlerinde yani üretim otomasyonu gibi süreçlerde anında müdahale gereken durumlarda edge computing kullanımı gereken müdahale yöntemini uzun analizler yapılmasına gerek kalmadan hızlı bir şekilde yerinde inceleyerek anında belirler ve eyleme geçilmesini sağlar.

Bant Genişliği Verimliliği:

Edge computing kullanımı, bant genişliği verimliliğini oldukça arttırır. Bunu şu şekilde açıklayabiliriz: Edge computing kullanılmadığı durumlarda merkezi sunuculara veri göndermek yüksek bant genişliği kullanılmasına sebebiyet verir. Birçok sensörden akan veri ağ üzerinde ciddi bir yük oluşturur. Bu durumu engellemek için edge computing kullanarak veriyi oluştuğu gibi filtreleyip sadece gerekli bilgileri işlem yerlerine göndererek ağ üzerinde bulunan yük azaltılırr ve böylece bant genişliği verimli kullanılmış olur.

Düşük Gecikme Süreleri (Low Latency):

Bir verinin uzakta bulunan bir sunucuya gönderilmesi ve ardından cevabın geri iletilmesi arasında geçen süreye gecikme süresi adı verilir. Gecikme süresinin az olması anlık reaksiyon gerektiren sistemlerde çok kritik bir etkendir. Edge computing kullanımı ile veriler doğrudan uçtan uca işlendiği için gecikme süresi neredeyse sıfıra indirilmiş olur. Bu sayede sistemlerde aksama olmaz, tam tersine oldukça yüksek verimlilik sağlanır.

Veri Güvenliği ve Gizliliği:

Verilerin Edge computing kullanılmadı durumlarda buluta gönderilmesi gerekir ve bu durum sistemleri siber saldırılara açık hale getirir ama edge computing kullanımda veriler lokal olarak anında işlendiği için dışa dönük saydamlık oldukça azdır. Bu özelliğinin yanı sıra verilerin dışarıya aktarılan miktarı oldukça az olduğu için siber saldırılara karşı oldukça dayanıklıdır.

SCADA nedir?

SCADA (Supervisory Control and Data Acquistion), sistemlerin uzaktan izlenmesi, kontrollerinin yapılması ve veri toplanmasını kapsayan bir çeşit yazılım ile donanım mimarisi entegrasyonudur. En önemli özellikleri aşağıda maddeler halinde bulunmaktadır.

• Süreç verimini arttırmak
• Prosesleri izlemek, görselleştirmek ve olay yönetimi yapmak
• Karar mekanizmalarını optimize etmek
• Anlık olarak veri toplamak

SCADA sistemlerinin belirli bileşenleri vardır ve bu bileşenlerin hepsi SCADA sisteminin farklı özelliklerini kontrol eder ve geliştirir. Bu bileşenler genel olarak RTU (Remote Terminal Unit), PLC (Programmable Logic Controller), HMI (Human Machine Interface), SCADA yazılımı ve Veri tabanı şeklinde özetlenebilir. SCADA ile ilgili daha detaylı bilgi için

RTU Nedir?

RTU üniteleri proses alanlarında bulunup cihazlar ile fiziksel bağlantı kurarak ve bu cihazlardan veriler toplayıp bu verileri SCADA sistemine iletirler. SCADA üzerinden kontrol komutlarını alarak ilgili ekipmana iletmek gibi özellikleri de vardır. RTU üniteleri zorlu şartlarda bile faaliyet gösterecek şekilde tasarlanırlar bu sebep ile sıcaklık ve nem gibi etkenlere oldukça dayanıklıdırlar. Bazı gelişmiş RTU üniteleri kendi başlarına basit kararlar verme gibi özelliklere sahiptir.

PLC Nedir?

PLC’ler temel olarak endüstriyel sistemlerin süreçlerinde otomatik karar mekanizmaları ile kontroller sağlar. Karar verme yetenekleri oldukça fazladır genellikle sürekli tekrar eden işlemlerde kullanılırlar. İçlerinde Ladder Diagram, Structured Text, Function Block gibi programlama dilleri ile yazılmış kontrol şemaları bulunur. Genellikle bu yazılımlar sayesinde motorları, ısıtıcıları ve pompa benzeri cihazları kontrol edebilirler. SCADA ile haberleşme halindedir ama kendi başlarına yönettikleri süreçlerde vardır. Endüstride üretimde, otomatikleşmede ve robotik sistemlerinde milisaniyeler içinde verdiği cevaplar ile sektörleri ileriye taşır.

HMI Nedir?

HMI, Makine ve operatör arasında bulunan bir arayüz sağlayıcısı olarak özetlenebilir. Kullanıcılar HMI sayesinde makinelerin gözlemlenmesi ve rahat bir şekilde kontrol edilmesi sağlanabilir. Dokunmatik ekran, bilgisayar monitörü ya da kontrol paneli şeklinde olabilirler. Kullanıcılar bu arayüz ile sistemlerde gerçekleşen prosesleri anlık olarak gözlemleyebilirler. PLC ile bağlantılı oldukları için onların da aktivitelerinin raporlanmasına kolaylık ve olanak sağlar. 

Veri Tabanı Nedir?

Veri tabanları, SCADA üniteleri üzerinden toplanan verilerin uzun süreli olarak toplandığı ve analizinin yapıldığı yerdir. Gerçekleşebilecek tüm işlemler bu veri tabanı üstüne kayıtlanır. Kullanıcıların aktivitelerini de tarihlere göre raporlayarak eski komutların tekrar incelenip üzerinden yorum yapılabilmesini sağlar. SQL veri tabanları genellikle en çok tercih edilenleridir. Veri tabanları sayesinde uzun zaman geçse bile eski veriler kaybolmaz, kolayca ulaşılır ve geleceğe dair yorum yapılabilir.

‍

‍

Edge Computing ve SCADA İlişkisi

Edge Computing, SCADA işlemlerinin çok daha hızlı, güvenli ve esnek hale gelmesini sağlar. Edge computing ve SCADA’nın, Endüstri 4.0 ve IoT gibi konseptler ile birlikte daha çok kullanılır hale gelmesi ile endüstride dijital dönüşümün oldukça ileri noktalara gelmesine katkı sağlanmıştır. Hadi bu devrimsel faydalar sağlayan SCADA ve Edge computing ilişkisini inceleyelim.

Veri İşleme Yapısının Değişmesi:

Eski SCADA sistemleri tüm verileri tek bir merkez altında toplayarak veri işlemesini orada gerçekleştirirdi. Fakat gelişen teknoloji ve imkanlar ile birlikte verileri merkeze toplamak artık işlevsiz olmaya başladı. Edge computing teknolojisi sayesinde sensörlerin topladığı veriler artık direkt olarak merkeze aktarılmaz. Öncelikli olarak anında edge computing cihazları tarafından kontrol edilir. Kontrol sonucunca gerekli filtreleme, özetleme ve analiz işlemleri yapılır ve anormallikler var ise tespit edilir. Gerekli bulunan uyarılar merkeze gönderilir. Böylece birçok verinin gereksiz olarak merkeze gitmesine gerek kalmaz. 

‍

‍

Anlık Karar Alma Becerisi:

Hızlı karar verilmesi gereken kritik sistemlerde herhangi bir verinin merkeze iletilip geri dönüş beklenmesi çok ciddi bir zaman kaybıdır. Bu durumu önlemek için edge computing cihazlarının kullanılması ile anlık işlevsel kararlar verir ve sadece bu kararın alındığının verisini merkeze veri tabanına eklenmek üzere gönderir. 

Yapay Zeka ve Analiz Uygulamaları Entegrasyonu:

Edge computing teknolojilerinin gelişmesi ile artık sadece basit kontroller değil, yapay zeka entegrasyonu ile karmaşık komutlarda verilebiliyor. Yapay zeka teknolojileri, görüntü işleme, anormallik tespiti ve titreşimsel analiz gibi kapsamları görevleri yapabiliyor.

Güçlü Güvenlik Sistemleri:

Veri işlemlerinin öncelikli olarak edge computing sistemleri üzerinde yapılması, merkezin siber saldırılara maruz kalma ihtimali düşürülebilir. Daha yüksek önlem olarak hassas veriler lokal olarak saklanılırken sadece özet veriler merkeze gönderilebilir.

‍

Günümüzde Edge Computing Uygulaması 

Edge computing günümüzde birçok farklı sektörde gerçek zamanlı veri işleme, bant genişliği verimliliği, çevrimdışı çalışma avantajları ile yaygın olarak kullanılmaktadır. Birlikte bu sektörleri ve kullandıkları uygulamaları inceleyelim.

Endüstriyel Otomasyon 

Endüstride fabrikalarda kullanılan makinelerin üzerine yerleştirilen edge cihazları sensörleri ile sıcaklık, titreşim ve basınç gibi verileri analiz eder. Arıza tespiti yapar ve sistemi durdurup merkeze rapor verir böylelikle hem makine sağlığını korur hem de gereksiz bir israf yaşanmaz.

Sağlık Sektörü

Sağlık sektöründe özellikle ameliyathanelerde kullanılan edge computing sistemleri hastaların kalp ritimlerini sürekli analiz etmeye yarar ve anormal durumlara karşı doktorları uyarıcı görevi yapar.

Enerji Altyapısı Sektörü

Elektrik sistemlerinin kullanıldığı şebekelere yerleştirilen edge computing cihazları yük dengelemesi, anormallik testleri ve enerji tüketimi sonuçlarını inceleyen tespitler yapar. Gerilim düşüşlerinde, kaçak ya da aşırı yüklenme olduğunda anlık olarak otomatik müdahale eder. Bu gibi özellikleri sayesinde akıllı enerji altyapısı oluşturulur.

Tarım Sektörü

Tarım alanlarında bulunan sensörler toprakta bulunan nemi, sıcaklığı ve pH değerlerini analiz eder. Eksikliklere ya da anormalliklere göre davranış sergiler. Örneğin eğer nem seviyeleri düşükse edge computing sistemleri hemen otomatik olarak sulama sistemlerini çalıştırabilirler.

Akıllı Ulaşım Sistemleri

Otonom araçlar edge computing sistemlerini kullanarak engel tespiti ve şerit takibi gibi görevleri anında analiz ederek gerekli tepkilerin verilmesini sağlar. 

Sonuç: Edge Computing Her Alanda Faydadır

Edge Computing sadece bir teknoloji trendi değil, dijital dönüşümün kalbinde yer alan devrimsel bir adımdır. Verilerin kaynağa yakın işlenmesi sayesinde sağladığı hız, düşük gecikme süresi ve artan güvenlik avantajları, onu günümüzün ve geleceğin vazgeçilmez çözümlerinden biri haline getiriyor. İster akıllı fabrikalarla üretim süreçlerini optimize etmek isteyin, ister otonom araçlarla ulaşımı dönüştürmeyi hedefleyin, isterseniz de sağlık, enerji sektörlerinde gerçek zamanlı deneyimler sunmak isteyin Edge Computing her alanda sahneyi devralıyor! Bu güçlü teknolojiyle tanışmak ve rakiplerinizden bir adım öne geçmek için en doğru zaman şimdi! Dijital geleceğinizi bugünden şekillendirin, Edge computing ile fark yaratmak için bize ulaşın!