01 背景
近年来,随着工业物联网与云服务业务的飞速发展,针对海量数据治理难题,工业制造企业在端侧的海量数据采集需求,云侧、边缘侧的数据分析、计算需求与日俱增。为进一步挖掘数据价值,实现业务增效,企业迫切需要一种能够在多终端、多云环境的条件下,更高效地管理工业物联网设备上报的海量时间序列数据的解决方案。时序数据解决方案的架构是否灵活、性能是否高效,是否能快速实现时序数据上云管理,适配不同云环境,并且尽可能的降低方案迁移、实施、管理成本,均对工业制造企业至关重要。由此,需要将专为工业时序数据特性进行性能、功能优化的时序数据库,与上云和用云方式的新计算体系”云原生”联合,以构建稳定、高效的时序数据解决方案。
02 专业互补,形成合力
为了更好地赋能工业制造企业的数字化转型,天谋科技(北京)有限公司(简称:天谋科技)联合上海道客网络科技有限公司(简称:DaoCloud)共同打造云原生分布式物联网时序数据管理平台联合解决方案,并完成产品兼容性互认证。双方基于 DaoCloud Enterprise 云操作系统,结合物联网原生时序数据库管理系统 IoTDB 企业版,为企业提供在物联网异构环境下的实时采集、高速写入、高效存储、应用计算、服务编排、多云纳管的解决方案,为制造行业实现工业物联网数字化转型提供重要支撑。
天谋科技(Timecho)是行业领先的时序数据库管理系统及相关服务的提供商,团队汇集多位数据库核心技术科学家和工业资深专家,并建立了国际化开源社区、多行业生态合作伙伴,服务上千家规模以上龙头企业用户群体,以国际化、团队、生态优势,致力于围绕物联网原生的 IoTDB,以高吞吐、高压缩、高可用的时序数据库打造物联网时代的基石。目前,公司已获得多项新锐技术先锋、新锐技术品牌、高新技术企业荣誉。
作为云原生领域的创新领导者,「DaoCloud 道客」致力于打造新一代云原生操作系统,一站式赋能企业数字化转型,坚持自主可控、协同创新、生态开放,助力信创产业加速落地,拥有近千家企业实践创新经验,提供生产级云原生平台整体 “交钥匙” 解决方案。并且长期贡献全球云原生核心开源项目,掌握核心代码话语权,是云原生核心技术 Kubernetes 开源贡献榜上,全球唯一进入前十的创业公司,也是唯一以云原生为主营业务的公司。(数据来源:https://www.stackalytics.io/cncf?module=github.com/kubernetes/kubernetes)
03 方案架构
云原生分布式物联网时序数据管理平台联合解决方案,将分布式版本的 IoTDB 企业版以容器化的方式部署在了 DaoCloud Enterprise 云操作系统的云环境中,提供完整的云原生写入、存储、查询、分析功能。同时,联合方案具有异构兼容、多云调度、标准化应用交付、企业级生产应用支撑等能力,可以持续且稳定地为企业异构多云数据中心,提供流式计算、数据分区、可视化操作等功能,并支持云环境下动态的横向扩、缩容,实现解决方案架构的高可用、高扩展性,有效降低企业多云环境下应用适配、迁移、管理成本。
除云环境部署外,联合方案实现的端侧、边侧轻量化部署,结合云边协同功能,有力保障物联网设备端侧采集的数据可以实时、高效地支持边缘、云端算力协同,并保障边侧云原生时应用在弱网、无网条件下运行的自治与稳定,形成物联网业务场景完整的端-边-云数据管理生态。同时,在端侧、边侧还提供数采协议兼容、数据交互、增量备份、权限管理等多项功能,保障数据低延迟上传、高性能处理的同时,也有效的帮助了开发、运维人员以较低理解成本,实现对云原生分布式物联网时序数据管理平台的专业管理。
04 方案应用场景
工业制造中的流程能效提升
在具有流程自动化生产的制造工厂内,制造、质量检测等环节存在大量设备与传感器。使用的通信网络普遍为私有网络,仅有少量设备可以连接外部网络与数据中心交互,且工厂设备本身的硬件配置、处理能力十分有限,很难搭载复杂的应用程序。而海量传感器产生的大量数据,如果不进行收集、汇聚和分析,将难以加强对生产各环节的能效分析与风险控制,以实现生产效率、生产质量的提升。
该方案采 “云-边-端” 的架构形式,在 “端” 处,借助自带的轻量数据采集组件,实时将数据并上传到工厂内 “边” 服务器,在 “边” 侧提供高性能查询和分析服务,实现具备实时分析能力的边缘智能。而后将采集原始数据信息,通过 “云边协同通道” 上传至 “云” 承载的数据中心,由 “云” 端统一汇聚和处理数据,然后交给大数据分析平台进行复杂的计算和分析。
至此,通过 “云-边-端” 的多边协同,成功降低端侧数据处理延时,满足工业制造设备快速响应的需求,清洗后的边侧数据再同步给云端,有效降低云端数据汇聚的难度和公网带宽,帮助企业降本增效。
车联网智能信息管理系统
随着汽车逐步走向智能化,辅助驾驶、车联网、车辆状态监测等服务需要实时性高、覆盖范围更广的数据计算服务,而汽车设备硬件配置往往有限,难以搭载传统复杂计算的应用。距离、毫米波雷达、温度等车辆传感器采集的数据有时间、实例等维度上的相关性,且传感器众多、采集数据量大,自动驾驶传感器采集频率高,此类数据都需要性能稳定、功能丰富的数据库进行存储和分析。
本联合解决方案,通过在云上部署的服务,控制设备端部署的终端应用,采集海量联网车机上传的传感器时序数据。方案依托云原生容器化技术,弹性支撑联网车机数量,结合 IoTDB 企业版高压缩比的磁盘存储解决方案、百万级设备数据的高速接入支撑能力和面向时间序列的丰富查询语义,降低企业硬件资源投入成本和研发人员学习门槛,提升车联网服务的用户体验。
05 方案价值和优势
高扩展、端边云协同分布式数据库架构
IoTDB 企业版自主研发了分配策略灵活的全新分布式架构,实现了所有写入、查询、计算操作负载的分布式化,且支持分布式版、边缘版多种形态部署,创新了基于操作同步和基于文件同步的 “端-边-云” 多粒度、多延迟容忍的协同模式。结合 IoTDB 企业版存储引擎、查询引擎、分析引擎解耦的产品架构,基于多项技术创新具备的高写入、高压缩比、低延迟查询性能,和已被数十家大数据软件系统集成引用、已服务规模以上中央骨干、工业龙头企业超 1000 家的丰富应用经验,能够满足企业构建高性能、高可用、高扩展时序数据管理架构的业务需求。
安全、成熟稳定的高性能应用平台
DaoCloud Enterprise 是高性能可扩展的云原生操作系统,采用分布式架构,支持各个产品模块独立解耦,灵活升级,业务无感知,广泛适配信创需求,支持 x86、 ARM 架构的异构服务器的接入,全面兼容主流国产芯片和国产化操作系统,符合国产化安全可控标准,开放对接超百家云原生生态产品,形成完整的解决方案体系,经近千家行业客户生产场景锤炼,构建坚实可靠的数字底座,释放云原生生产力,助力企业助力企业构建多云、云边协同的数字基础设施,使能应用敏捷创新。
未来,面对数字化转型这一项复杂的系统化工程,天谋科技与「DaoCloud 道客」将持续秉持协同创新、合作共赢的理念,深入行业应用场景,发挥双方技术优势,助力工业制造企业数字化转型更快、更稳、更优。
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