دور الحوسبة الضبابية في تعزيز إنترنت الأشياء الصناعي

أبرز تقنيات الحوسبة الضبابية في إنترنت الأشياء الصناعي وكيفية الإستفادة منها من أبرز الأمور التي يهتم بها المهندسون والمطورون ومديرو تكنولوجيا المعلومات لأنها تقدم حلولاً مبتكرة للتحديات التي تواجهها الحوسبة السحابية المركزية، مثل زمن النفاذ المرتفع والسعة المحدودة وإخفاق الشبكة. إذ تسعى الحوسبة الضبابية إلى تقليل الفجوة بين السحابة والأجهزة المتصلة، حيث تقوم بمعالجة البيانات وتخزينها محلياً على تلك الأجهزة بدلاً من إرسالها إلى مراكز البيانات البعيدة. وبفضل استجابتها الأسرع وجودتها العالية، تعتبر الحوسبة الضبابية الخيار الأمثل لتقديم خدمات فعالة وآمنة لعملاء إنترنت الأشياء. وفي هذا المقال من تكنولوتريك، نستعرض أبرز تقنيات الحوسبة الضبابية، ونستكشف الفوائد المرتبطة بتنفيذها.

كيف تعيد الحوسبة الضبابية تشكيل مستقبل إنترنت الأشياء الصناعي؟

تتيح الحوسبة الضبابية في إنترنت الأشياء الضبابي تحقيق توازن مثالي بين كفاءة الأداء وسرعة الاستجابة. حيث تعتمد هذه التقنية على توزيع قدرات الحوسبة والتخزين والخدمات الشبكية بين الأجهزة الطرفية والسحابة، مما يسهم في تحسين تجربة التعامل مع البيانات.

يعتبر هذا النموذج مثالياً للتطبيقات التي تتطلب زمن استجابة منخفض، مثل الأنظمة الصناعية الذكية. على الرغم من أن مصطلح الحوسبة الضبابية تم تطويره من قبل شركة Cisco، إلا أن العديد من الباحثين والمنظمات قدموا تعريفات متنوعة لها.

يصف أحد التعريفات الحوسبة الضبابية بأنها بنية موزعة جغرافياً  تضم موارد غير متجانسة (تجهيزات طرفية) مرتبطة مع بعضها البعض على حافة الشبكة المرتبطة بالسحابة، مما يتيح لها التعاون لتقديم خدمات مرنة ومتنوعة. أما بالنسبة للتعريف الآخر للحوسبة الضبابية الذي قدمته جمعية الضباب المفتوح (OpenFog Consortium)، فقد وصفتها: “بأنها بنية أفقية لنظام متعدد المستويات تحتوي على موارد موزعة، وتوفر خدمات الحوسبة والتخزين والتحكم عبر الشبكة في أي نقطة على السلسلة الممتدة من الأجهزة إلى السحابة.”

وبالتالي تسهم الحوسبة الضبابية أيضاً في معالجة البيانات بالقرب من مصدرها، مما يعزز الكفاءة ويقلل من الضغط على الشبكات. 

ومن خلال هذه البنية، يمكن تحقيق تكامل فعال بين الأجهزة الذكية والسحابة، مما يفتح آفاقاً جديدة لتطبيقات إنترنت الأشياء في مختلف المجالات.

اكتشف مزايا الحوسبة الضبابية في إنترنت الأشياء الصناعي: سرعة استجابة، أمان محسّن، وتحليل بيانات فوري

تقدم الحوسبة الضبابية في إنترنت الأشياء الصناعي مجموعة من المزايا التي تعزز من كفاءة الأداء وجودة الخدمات، وفقاً لما يلي: 

قد يهمك: أفضل تطبيقات تحرير الفيديو للأندرويد: احترافية وسهلة الاستخدام

• تمنح هذه التقنية استجابة سريعة في الوقت الحقيقي من خلال تنفيذ المعالجة والتحليل بالقرب من مصادر البيانات، مما يجعلها مثالية لتطبيقات مثل السيارات الذكية والأنظمة الطبية. 
• تساعد الحوسبة الضبابية أيضاً في تخفيف الضغط على الشبكة، إذ تقلل من كمية البيانات المرسلة عبر الشبكة الرئيسية، مما يؤدي إلى تقليل استهلاك النطاق الترددي وتكاليف الاتصال. 
• تعزز خصوصية البيانات، حيث يمكن معالجة المعلومات الحساسة محلياً بدلاً من إرسالها إلى مراكز بيانات بعيدة، مما يقلل من المخاطر المرتبطة بنقل البيانات.
• تسهم الحوسبة الضبابية في توفير الطاقة وتعزيز الاستدامة، حيث يقلل معالجة البيانات بالقرب من الأجهزة من الحاجة إلى إرسالها عبر الشبكة، مما يخفف من استهلاك الطاقة والانبعاثات الكربونية. 
• تعزز هذه التقنية من استقرار النظام وموثوقيته، حيث تظل التطبيقات المحلية قادرة على العمل حتى في حالة انقطاع الاتصال بالشبكة الرئيسية. 

تقنيات الحوسبة الضبابية: تعزيز الذكاء وسرعة الأداء في إنترنت الأشياء الصناعي

تقنيات الحوسبة الضبابية في إنترنت الأشياء الصناعي تمثل تحولًاً مهماً في كيفية معالجة وتخزين البيانات. إليك أبرز هذه التقنيات:

معالجة البيانات على الحافة: تسريع القرارات الذكية في الزمن الفعلي

تقوم هذه التقنية بمعالجة البيانات بالقرب من مصادرها، مثل الحساسات والأجهزة الذكية، مما يقلل من زمن النفاذ ويزيد من سرعة الاستجابة.

التخزين المحلي: حماية البيانات وسرعة الوصول في متناول يدك

توفر الحوسبة الضبابية إمكانيات التخزين المحلي، مما يسمح بتخزين البيانات المهمة على الأجهزة المتصلة بدلاً من إرسالها إلى مراكز البيانات البعيدة، مما يعزز من الخصوصية ويقلل من التكاليف.

التحليل الفوري: قرارات دقيقة وسريعة في الوقت الحقيقي

تستخدم تقنيات التحليل المتقدمة لتحليل البيانات فور توليدها، مما يتيح اتخاذ قرارات سريعة وفعالة في الوقت الحقيقي.

التحكم في الوصول والأمان: حماية متكاملة لضمان البيانات والمستخدمين

تنفيذ آليات أمان محلية لحماية البيانات الحساسة، مثل التشفير والتحقق من الهوية.

أجهزة الحوسبة الضبابية: قوة معالجة محلية لأداء أسرع وأمان أعلى

استخدام أجهزة مثل بوابات البيانات (data gateways) التي تجمع البيانات وتقوم بتحليلها قبل إرسالها إلى السحابة.

التكامل مع السحابة: مزج القوة السحابية مع سرعة الحوسبة الضبابية

الربط بين الحوسبة الضبابية والسحابة، مما يتيح تخزين البيانات الكبيرة وتحليلها بشكل أكثر عمقاً.

الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي: تمكين الابتكار وتحليل البيانات بذكاء

دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات بشكل أكثر فعالية وتوقع الأنماط.

التحكم الذكي في العمليات الصناعية: دقة وكفاءة لتحسين الأداء والإنتاجية

تنفيذ أنظمة التحكم الذكي التي تعتمد على البيانات المجمعة محلياً لتحسين الإنتاجية.

الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN): التحكم المرن والذكي في البنية التحتية الشبكية

 استخدام الشبكات المعرفة بالبرمجيات لتعزيز إدارة الشبكات وتحسين أداء الاتصالات.

التطبيقات المتنقلة: حلول ذكية تضع العالم في متناول يديك

تطوير تطبيقات تتيح للمستخدمين الوصول إلى البيانات والتحكم في الأنظمة من أي مكان.

قد يهمك: كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي لتحقيق أهداف تسويقك بفعالية

الفرق بين الحوسبة السحابية والحوسبة الضبابية: سرعة محلية مقابل قوة سحابية

يمكن دمج الحوسبة السحابية مع الحوسبة الضبابية لتلبية احتياجات متنوعة في بيئات الحوسبة المختلفة. حيث تُستخدم الحوسبة السحابية لتوفير قدرات معالجة وتخزين هائلة، بينما تركز الحوسبة الضبابية على معالجة البيانات في الوقت الفعلي بالقرب من مصدرها، مما يعزز الأداء عند مستوى الحافة. ومن أبرز الاختلافات بين هذين النموذجين ما يلي:

المكان والموقع الجغرافي: تحديد دقيق وتحكم أفضل في المواقع:

• الحوسبة السحابية (Cloud Computing): تعتمد الحوسبة السحابية على مراكز بيانات مركزية توفر موارد حاسوبية متكاملة عبر الإنترنت (خوادم وتخزين وشبكات)، مما يسمح بمعالجة كميات هائلة من البيانات وتخزينها.
• الحوسبة الضبابية (Fog Computing): بالمقابل، تركز الحوسبة الضبابية على توزيع جزء من هذه المعالجة والتخزين والشبكات على أجهزة الحافة القريبة من المستخدم مثل أبراج الهاتف والأجهزة الذكية والأجهزة المضمنة، مما يعزز من سرعة الاستجابة ويقلل من التأخير.

الوقت والتأخير: تقليل الفجوات الزمنية لتحقيق أداء أسرع وأكثر كفاءة: 

• الحوسبة السحابية (Cloud Computing): تُعالج البيانات وتُحلل في مراكز بيانات بعيدة عن المستخدمين، مما يؤدي إلى زيادة زمن استجابة البيانات.
• الحوسبة الضبابية (Fog Computing): تتم معالجة البيانات وتحليلها في الأجهزة القريبة من المستخدمين، مما يقلل من زمن التأخير ويعزز سرعة استجابة البيانات.

حجم البيانات وتنوعها: إدارة ذكية لكميات هائلة من المعلومات المتنوعة:

• الحوسبة السحابية (Cloud Computing): تُستخدم لمعالجة وتخزين كميات كبيرة من البيانات وتقديم خدمات متقدمة مثل تطبيقات الأعمال والتحليلات الضخمة والذكاء الاصطناعي.
• الحوسبة الضبابية (Fog Computing): تُستخدم لعلاج البيانات الناتجة على نطاق ضيق وعلى فترات زمنية قصيرة، مثل الأجهزة المحمولة والأشياء المتصلة بالإنترنت (IoT) والتطبيقات اللامركزية.

المرونة والتوسع: حلول ديناميكية لتلبية احتياجات النمو والتغير: 

• الحوسبة السحابية (Cloud Computing): توفر مرونة عالية في تلبية احتياجات الموارد الحاسوبية حسب الطلب، حيث يمكن توسيعها أو تقليصها بسهولة وفقاً لمتطلبات المستخدم.
• الحوسبة الضبابية (Fog Computing): تقدم مرونة محدودة نسبياً، حيث يتم تحديد الموارد الحاسوبية مسبقاً وتوفيرها على مستوى الحافة القريبة من المستخدمين.

الأمان والخصوصية: حماية متقدمة لضمان سرية البيانات وسلامتها 

• الحوسبة السحابية (Cloud Computing): تعتمد على السياسات والإجراءات المعتمدة في مراكز البيانات لضمان أمان وخصوصية البيانات، وقد تواجه تحديات تتعلق بالحفاظ على البيانات الحساسة وإدارتها.
• الحوسبة الضبابية (Fog Computing): توفر الحوسبة الضبابية سيطرة أكبر، نظراً لأن البيانات تتم معالجتها محلياً، مما يقلل من المخاطر المرتبطة بنقل البيانات إلى مراكز بعيدة.

الأسئلة الشائعة:

لماذا تحتاج بعض تطبيقات إنترنت الأشياء الحوسبة الحدية Edge Computing؟

تحتاج بعض تطبيقات إنترنت الأشياء إلى الحوسبة الحدية (Edge Computing) لأن هذه الحوسبة تتيح للأجهزة الموجودة في المواقع البعيدة معالجة البيانات على “حافة” الشبكة، سواء من خلال الجهاز نفسه أو خادم محلي. وعندما تتطلب الأمور معالجة البيانات في مركز البيانات المركزي، يتم نقل البيانات الأكثر أهمية فقط، مما يسهم في تقليل زمن الوصول.

في ختام مقالنا حول أبرز تقنيات الحوسبة الضبابية في إنترنت الأشياء الصناعي وكيفية الاستفادة منها، يتضح أن هذه التقنيات تمثل ركيزة أساسية لتحقيق كفاءة أعلى وسرعة استجابة محسّنة في العمليات الصناعية. فمن خلال معالجة البيانات بالقرب من مصادرها، تتيح الحوسبة الضبابية تقليل زمن النفاذ وتعزيز الخصوصية، مما يسهم في تحسين الأداء العام للنظم المتصلة. كما أن تكامل الحوسبة الضبابية مع إنترنت الأشياء يوفر فرصاً جديدة للابتكار والتطور، مما يمكن المؤسسات من الاستفادة القصوى من البيانات المتاحة. ومع ذلك، من المهم أن تتجاوز الشركات التحديات المرتبطة بتنفيذ هذه التقنيات لضمان تحقيق الفوائد المرجوة.