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¿Qué es Operaciones de IoT de Azure?

Operaciones de IoT de Azure es un plano de datos unificado para el perímetro. Ofrece servicios de datos modulares y escalables en clústeres de Kubernetes habilitados para Azure Arc . En este artículo se exploran sus características, ventajas y casos de uso.

Operaciones de IoT de Azure:

  • Usa aplicaciones nativas de Kubernetes.
  • Forma parte del enfoque de nube adaptable de Microsoft. Este enfoque unifica los equipos siloados, los sitios distribuidos y los sistemas dispares en un único modelo de operaciones, seguridad, aplicación y datos.
  • Incluye una capacidad MQTT agent perimetral nativo de nivel industrial que potencia las arquitecturas controladas por eventos.
  • Es altamente extensible, escalable, resistente y seguro.
  • Puede funcionar sin conexión durante un máximo de 72 horas. La degradación puede producirse durante este período. Sin embargo, el servicio reanuda la funcionalidad completa cuando se vuelve a conectar.
  • Permite administrar servicios perimetrales y recursos desde la nube mediante Azure Arc.
  • Permite la administración segura de dispositivos en redes en capas mediante software abierto reconocido por el sector, junto con la configuración basada en Kubernetes.
  • Puede integrar cargas de trabajo de cliente en la plataforma para crear una solución unificada.
  • Se integra de forma nativa con Azure Event Hubs, el agente MQTT en Azure Event Grid y Microsoft Fabric en la nube.

Use Operaciones de Azure IoT para:

  • Mejore la eficiencia empresarial y la toma de decisiones mediante el uso de inteligencia artificial en la nube para analizar los datos de activos y equipos desde el borde. Azure IoT Operations procesa y normaliza los datos en el perímetro antes de enviarlos a la nube.
  • Transforme los entornos de fabricación mediante la eliminación de barreras entre la tecnología operativa (OT) y los sistemas de TI. Azure IoT Operations admite estándares abiertos, como MQTT y arquitectura unificada de OPC (OPC UA). También admite marcos como Kubernetes que le permiten fomentar la interoperabilidad y ejecutar procesos como el mantenimiento predictivo, la optimización energética y la inspección digital.
  • Modernice la infraestructura perimetral y local para controlar las operaciones digitales. Azure IoT Operations ofrece un conjunto de servicios que puede usar para conectarse, administrar y recibir datos de los recursos.
  • Proteja las operaciones de un extremo a otro mediante las funcionalidades de seguridad de Azure. Azure IoT Operations incluye características de seguridad integradas, como la administración de secretos, la administración de certificados y la configuración segura.

Casos de uso de ejemplo

Use Operaciones de IoT de Azure para abordar los siguientes casos de uso.

Detección de anomalías

Para identificar anomalías en los datos que genera un recurso industrial, un operador puede usar la interfaz de usuario web de la experiencia de operaciones para:

  • Conecte un recurso de OPC UA al corredor MQTT de Operaciones de IoT de Azure en el perímetro.
  • Defina un flujo de datos que procese y normalice los datos antes de identificar las anomalías.
  • Envíe los datos procesados a Microsoft Fabric en la nube.

Use Microsoft Fabric para crear paneles en tiempo real con visualizaciones que muestran el estado del recurso y las alertas para detectar anomalías. Puede hacer que estos paneles estén disponibles en el piso de la tienda, donde los operadores pueden usarlos para tomar medidas inmediatas y mitigar posibles problemas.

El uso de análisis predictivo y datos en el borde ayuda a anticipar errores antes de que se produzcan. También reduce los costos de tiempo de inactividad y mantenimiento.

Eficacia del equipo operativo

Con Azure IoT Operations, puede usar los datos recopilados de recursos y equipos para mejorar la eficacia de los equipos operativos. Azure IoT Operations captura datos en tiempo real en el borde y los procesa. Esta funcionalidad permite la supervisión de indicadores clave de rendimiento, como la disponibilidad, el rendimiento y la calidad. Uso de Operaciones de Azure IoT para normalizar y analizar los datos para identificar patrones y áreas para mejorar.

Introducción a la arquitectura

Diagrama de la arquitectura de alto nivel de Azure IoT Operations, en el que se muestran sus componentes principales y el flujo de datos.

La arquitectura de operaciones de Azure IoT tiene estos elementos principales:

  • Servicios de datos que se ejecutan en clústeres de Kubernetes periféricos habilitados para Azure Arc:
    • Un MQTT broker nativo perimetral para impulsar arquitecturas controladas por eventos.
    • Conectores de Akri, como el conector para OPC UA, para simplificar la comunicación con servidores y dispositivos hoja.
    • Flujos de datos para transformar y contextualizar datos. Puede enrutar mensajes a varias ubicaciones, incluidos los puntos de conexión en la nube.
  • Experiencia de operaciones. Los usuarios de OT usan esta interfaz de usuario web para administrar recursos y flujos de datos en una implementación de Azure IoT Operations.

Capabilities

Puede usar Azure IoT Operations para las siguientes tareas comunes.

Administración de dispositivos y recursos

Azure IoT Operations se conecta a varios dispositivos industriales y recursos. Use la experiencia de operaciones o la CLI de Azure para administrar los dispositivos y recursos a los que quiere conectarse.

Azure IoT Operations usa Azure Device Registry para almacenar información sobre los recursos locales en la nube. Puede administrar recursos y dispositivos en el perímetro desde Azure Portal o la CLI de Azure.

El Registro de dispositivos usa espacios de nombres para organizar los recursos y los dispositivos. Cada instancia de Azure IoT Operations usa un único espacio de nombres para sus recursos y dispositivos. Varias instancias pueden compartir un único espacio de nombres.

Device Registry incluye un registro de esquema para los activos. Los flujos de datos usan estos esquemas para deserializar y serializar mensajes.

Descubrir dispositivos y activos

Los servicios de Akri pueden detectar dispositivos y recursos automáticamente para reducir la sobrecarga de configuración de los usuarios de OT. Los usuarios de OT pueden usar la interfaz de usuario web de la experiencia de operaciones para ver y administrar los recursos y dispositivos detectados.

Publicación y suscripción con MQTT

MQTT broker se ejecuta en el perímetro para que pueda publicar y suscribirse a temas de MQTT. Use el agente MQTT para crear arquitecturas controladas por eventos que conectan dispositivos y recursos a la nube.

Entre los ejemplos de cómo los componentes de Operaciones de IoT de Azure usan el corredor MQTT se incluyen:

  • El conector para OPC UA publica datos de servidores OPC UA y dispositivos hoja en temas de MQTT.
  • Los flujos de datos se suscriben a temas de MQTT para recuperar mensajes, procesarlos y enviarlos a puntos de conexión en la nube.

Procesar datos

Los flujos de datos proporcionan funcionalidades de transformación y contextualización de datos en Azure IoT Operations. Los usuarios de OT pueden usar la interfaz de usuario web de la experiencia de operaciones para crear y administrar flujos de datos.

Conectarse a la nube

Para conectarse a la nube desde Azure IoT Operations, puede usar puntos de conexión como estos para el destino del flujo de datos:

Visualización y análisis de datos del sensor

Para visualizar y analizar los datos y mensajes del sensor desde los dispositivos y los recursos, use servicios en la nube como:

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