Che cos'è Operazioni di Azure IoT?

Operazioni di Azure IoT è un piano dati unificato per l'edge. Offre servizi dati scalabili e modulari in cluster Kubernetes abilitati da Azure Arc. Questo articolo illustra le funzionalità, i vantaggi e i casi d'uso.

Operazioni di Azure IoT:

  • Usa applicazioni native di Kubernetes.
  • Fa parte dell'approccio cloud Microsoft adaptive. Questo approccio unifica i team silo, i siti distribuiti e i diversi sistemi in una singola operazione, sicurezza, applicazione e modello di dati.
  • Include un broker MQTT di livello industriale e nativo edge che supporta le architetture guidate dagli eventi.
  • È altamente estendibile, scalabile, resiliente e sicuro.
  • Può funzionare offline per un massimo di 72 ore. Durante questo periodo, può verificarsi una riduzione delle prestazioni. Tuttavia, il servizio riprende la funzionalità completa quando si riconnette.
  • Consente di gestire i servizi perimetrali e le risorse dal cloud usando Azure Arc.
  • Consente la gestione sicura dei dispositivi in reti a più livelli usando software aperto riconosciuto dal settore, insieme alla configurazione basata su Kubernetes.
  • È in grado di integrare i carichi di lavoro dei clienti nella piattaforma per creare una soluzione unificata.
  • Si integra in modo nativo con Hub eventi di Azure, il broker MQTT in Griglia di eventi di Azure e Microsoft Fabric nel cloud.

Usare Operazioni di Azure IoT per:

  • Migliorare l'efficienza aziendale e il processo decisionale usando l'intelligenza artificiale nel cloud per analizzare i dati degli asset e delle attrezzature dal dispositivo perimetrale. Operazioni di Azure IoT elabora e normalizza i dati nella rete perimetrale prima dell'invio al cloud.
  • Trasformare gli ambienti di produzione rimuovendo le barriere tra la tecnologia operativa (OT) e i sistemi IT. Operazioni di Azure IoT sostiene standard aperti, ad esempio MQTT e OPC Unified Architecture (OPC UA). Supporta anche framework come Kubernetes che consentono di promuovere l'interoperabilità ed eseguire processi come la manutenzione predittiva, l'ottimizzazione dell'energia e l'ispezione digitale.
  • Modernizzare l'infrastruttura locale e perimetrale per gestire le operazioni digitali. Operazioni di Azure IoT offre una suite di servizi che è possibile usare per connettersi, gestire e ricevere dati dagli asset.
  • Proteggi le operazioni end-to-end usando le funzionalità di sicurezza di Azure. Operazioni di Azure IoT include funzionalità di sicurezza predefinite, ad esempio la gestione dei segreti, la gestione dei certificati e le impostazioni sicure.

Casi d'uso di esempio

Usare Operazioni di Azure IoT per risolvere i casi d'uso seguenti.

Rilevamento anomalie

Per identificare le anomalie nei dati generati da un asset industriale, un operatore può usare l'interfaccia utente Web dell'esperienza operativa per:

  • Connettere un asset OPC UA al Broker MQTT di Operazioni di Azure IoT sul perimetro.
  • Definire un flusso di dati che elabora e normalizza i dati prima di identificare eventuali anomalie.
  • Inviare i dati elaborati a Microsoft Fabric nel cloud.

Usare Microsoft Fabric per creare dashboard in tempo reale con visualizzazioni che mostrano lo stato dell'asset e degli avvisi per le anomalie rilevate. È possibile rendere disponibili questi dashboard nel negozio, dove gli operatori possono usarli per intervenire immediatamente e attenuare potenziali problemi.

L'uso dell'analisi predittiva e dei dati sul perimetro consente di prevedere gli errori prima che si verifichino. Riduce anche i tempi di inattività e i costi di manutenzione.

Efficacia delle attrezzature operative

Con Operazioni di Azure IoT, è possibile usare i dati raccolti da asset e attrezzature per migliorare l'efficacia delle apparecchiature operative. Operazioni di Azure IoT acquisisce dati in tempo reale alla periferia e li elabora. Questa funzionalità consente il monitoraggio di indicatori di prestazioni chiave, ad esempio disponibilità, prestazioni e qualità. Usare Operazioni di Azure IoT per normalizzare e analizzare i dati per identificare modelli e aree da migliorare.

Panoramica dell'architettura

Diagramma dell'architettura di alto livello di Operazioni di Azure IoT, che mostra i componenti principali e il flusso di dati.

L'architettura Operazioni di Azure IoT include questi elementi principali:

  • Cluster Kubernetes perimetrali abilitati da Azure Arc su cui vengono eseguiti i servizi dati:
    • Un broker MQTT nativo di edge per supportare le architetture guidate dagli eventi.
    • Connettori Akri, come il connettore per HTTP/REST, per semplificare la comunicazione con server e dispositivi foglia.
    • Flussi di dati per trasformare e contestualizzare i dati. È possibile instradare i messaggi a diverse posizioni, inclusi gli endpoint cloud.
  • L'esperienza delle operazioni. Gli utenti OT usano questa interfaccia utente Web per gestire asset e flussi di dati in una distribuzione Operazioni di Azure IoT.

Capacità

È possibile usare Operazioni di Azure IoT per le attività comuni seguenti.

Gestire dispositivi e asset

Operazioni di Azure IoT si connette a vari dispositivi e asset industriali. Usare l'esperienza operativa o il interfaccia della riga di comando di Azure per gestire i dispositivi e gli asset a cui connettersi.

Operazioni di Azure IoT usa Azure Registro dei dispositivi per archiviare informazioni sugli asset locali nel cloud. È possibile gestire asset e dispositivi sul perimetro dal portale di Azure o dal interfaccia della riga di comando di Azure.

Registro Dispositivi usa spazi dei nomi per organizzare asset e dispositivi. Ogni istanza di Operazioni di Azure IoT usa un singolo spazio dei nomi per gli asset e i dispositivi. Più istanze possono condividere un singolo spazio dei nomi.

Registro dei dispositivi include un registro degli schemi per gli asset. I flussi di dati utilizzano questi schemi per deserializzare e serializzare i messaggi.

Individuare dispositivi e asset

I servizi Akri possono individuare automaticamente dispositivi e asset, per ridurre il sovraccarico di configurazione per gli utenti OT. che possono usare l'interfaccia utente Web dell'esperienza operativa per visualizzare e gestire i dispositivi e gli asset individuati.

Pubblicare e sottoscrivere con MQTT

Il broker MQTT viene eseguito nel perimetro in modo da poter pubblicare e sottoscrivere argomenti MQTT. Usare il broker MQTT per creare architetture guidate dagli eventi che connettono i dispositivi e gli asset al cloud.

Esempi di come i componenti in Operazioni di Azure IoT usare il broker MQTT includono:

  • Il connettore per OPC UA pubblica i dati da server OPC UA e dispositivi foglia negli argomenti MQTT.
  • I flussi di dati sottoscrivono gli argomenti MQTT per recuperare i messaggi, elaborarli e inviarli agli endpoint cloud.

Elaborare i dati

Flussi di dati offrono funzionalità di trasformazione e contestualizzazione dei dati all'interno di Operazioni di Azure IoT. I tecnici operativi possono usare l'interfaccia utente Web dell'esperienza operativa per creare e gestire i flussi di dati.

Connettersi al cloud

Per connettersi al cloud da Operazioni di Azure IoT, è possibile usare endpoint come questi per la destinazione del flusso di dati:

Visualizzare e analizzare i dati dei sensori

Per visualizzare e analizzare i dati e i messaggi dei sensori da dispositivi e asset, usare servizi cloud come:

Opzioni introduttive

Sono disponibili due opzioni di avvio rapido per iniziare a usare Operazioni di Azure IoT. Scegliere l'approccio più adatto agli obiettivi:

Guida introduttiva a Codespaces Introduzione rapida alla distribuzione locale
Descrizione Distribuzione con un solo clic eseguita in un ambiente ospitato GitHub Codespaces. Un ottimo primo passaggio se si vogliono esplorare gli strumenti e vedere Operazioni di Azure IoT in azione. Installare Operazioni di Azure IoT nel proprio hardware (Ubuntu o Windows con .NET Aspire) in modo da iniziare a creare pipeline di flussi di dati e ottenere rapidamente i dati in Microsoft Fabric.
Persistenza Temporaneo: vive solo a condizione che codespace sia attivo. Dura fino a quando vuoi mantenerlo.
Migliore per Esplorazione degli strumenti, apprendimento dell'interfaccia utente, convalida dei concetti. Creazione di soluzioni, convalida dei carichi di lavoro reali, preparazione per la produzione.

Guida introduttiva a Codespaces

La guida introduttiva Codespaces offre una distribuzione pulita e ospitata ideale per esplorare Operazioni di Azure IoT senza alcuna configurazione locale. Usare questo approccio quando si desidera:

  • Scopri rapidamente l'esperienza operativa e gli strumenti.
  • Esaminare un esempio dall'inizio alla fine senza configurare l'infrastruttura locale.

Avvio rapido della distribuzione locale

La guida introduttiva alla distribuzione in locale installa Operazioni di Azure IoT sull'hardware proprio, così da poter lavorare direttamente con le pipeline e i dispositivi del flusso di dati. L'obiettivo è installare nell'hardware fisico in modo da poter inserire la distribuzione nell'ambiente IoT, convalidare la compilazione e quindi eseguire la migrazione all'ambiente di produzione.

Usare questo approccio quando si desidera:

  • Connettersi a dispositivi e segnali reali.
  • Compilare e testare le pipeline del flusso di dati sui dati reali.
  • Distribuire un'istanza che persiste e che è possibile evolvere in una distribuzione di produzione.
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