Để cung cấp các công cụ phát triển tiêu chuẩn mở, miễn phí cho các giải pháp IoT, công ty ScalOut Software có trụ sở tại Seattle đã phát hành giao diện lập trình ứng dụng song sinh kỹ thuật số (APIs) và development workbench. Các tính năng này là một phần của nền tảng lưu trữ Digital Twins của ScalOut.
Mục tiêu của công ty là cung cấp các công cụ cho phép các nhà phát triển xây dựng và mô phỏng các giải pháp giám sát thời gian thực. Theo ScalOut, các API và bàn làm việc cho phép phát triển và thử nghiệm nhanh các ứng dụng bản sao kỹ thuật số trước khi triển khai.
Để giúp đẩy nhanh sự phát triển của các ứng dụng bản sao kỹ thuật số, công ty phần mềm đang phát hành các thành phần này dưới dạng nguồn mở theo giấy phép Apache 2.0.
Quản lý khối lượng dữ liệu IoT
William Bain, Giám đốc điều hành và người sáng lập của ScalOut Software cho biết: “Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ IoT đã dẫn đến việc tạo ra số lượng lớn các thiết bị thông minh phát ra phép đo từ xa với thông tin có giá trị, phần lớn chưa được khai thác”.
Các nhà phát triển được giao nhiệm vụ xây dựng các hệ thống nắm bắt và phân tích dữ liệu đo từ xa này trong thời gian thực, giúp người dùng nhận thức được tình huống và phản ứng hiệu quả hơn với các vấn đề mới nổi. Ví dụ: dữ liệu IoT có thể được sử dụng để xác định trong thời gian thực khi các phép đo cảm biến chỉ ra các vấn đề tiềm ẩn hoặc tạo ra các phân tích để hiểu xu hướng vận hành của thiết bị được sử dụng tại cơ sở sản xuất.
ScalOut trong vài năm qua đã cung cấp việc sử dụng bản sao kỹ thuật số để theo dõi và lập mô hình hàng triệu thiết bị IoT. Ngoài ra, nó còn cung cấp phân tích và cảnh báo theo thời gian thực cũng như mô phỏng để lập kế hoạch và ra quyết định.
Trên thực tế, các nhà phát triển đã sử dụng API của ScalOut để xây dựng các mô hình bản sao kỹ thuật số nhằm triển khai trên nền tảng Digital Twins của ScalOut.
Triển khai Digital Twins IoT
Khái niệm bản sao kỹ thuật số đã có từ nhiều thập kỷ trước - nó được giới thiệu vào năm 2002 để sử dụng trong sản xuất và quản lý vòng đời sản phẩm. Trong hai thập kỷ qua, hệ thống dựa trên mô phỏng đã mở rộng để hỗ trợ giám sát các thiết bị vật lý, chẳng hạn như robot công nghiệp, để bảo trì phòng ngừa và theo dõi tài sản vật lý (ví dụ: cơ sở hạ tầng trong các tòa nhà thông minh).
Tuy nhiên, các API được tiêu chuẩn hóa vẫn chưa xuất hiện để giúp các nhà phát triển triển khai hệ thống bản sao kỹ thuật số. Điều này đã khiến ScalOut vào năm 2020 phát triển cái mà họ gọi là API hướng đối tượng, đơn giản là để các nhà phát triển sử dụng trong việc xây dựng các ứng dụng kết hợp các digital twins dựa trên bộ nhớ.
Bain cho biết giờ đây, workbench tiêu chuẩn mở mới được phát hành vào tháng 12 năm 2023 sẽ cho phép các digital twins theo dõi và lập mô hình các hệ thống lớn, năng động, đồng thời đóng vai trò như một kiến trúc phần mềm chung để sử dụng trên nhiều nền tảng lưu trữ khác nhau.
Workbench tách riêng các API khỏi một nền tảng thực thi cụ thể để các nhà phát triển có thể tập trung vào việc khám phá việc sử dụng bản sao kỹ thuật số để theo dõi và mô phỏng theo thời gian thực.
Ngoài quản lý tài sản
Với số lượng cảm biến và thiết bị IoT ngày càng tăng được triển khai trên toàn thế giới, Bain cho rằng các kiến trúc phân tích phát trực tuyến hiện tại không được trang bị để hiểu được khối lượng dữ liệu thay đổi nhanh chóng do các thiết bị này tạo ra. Dữ liệu không còn đến từ các tài sản cố định nữa.
Digital Twins cung cấp một công cụ mạnh mẽ để giải quyết thách thức này. Bằng cách chạy trong bộ nhớ và lưu trữ thông tin về từng thiết bị IoT (hoặc thực thể khác), họ có thể nhanh chóng phân tích dữ liệu đo từ xa đến và xác định các vấn đề mới nổi.
Ví dụ: bản sao kỹ thuật số có thể phân tích dữ liệu đo từ xa từ các điểm vào trong cơ sở hạ tầng bảo mật vật lý (hoặc mạng) và xây dựng bức tranh về các mối đe dọa đang gia tăng. Một ví dụ là đồng thời theo dõi các toa tàu chở hàng trên toàn quốc và cảnh báo các kỹ sư về những hỏng hóc cơ học tiềm ẩn trước khi xảy ra trật bánh.
Tạo mô phỏng
Bain cho biết, bản sao kỹ thuật số cho phép các nhà quy hoạch xây dựng các mô phỏng đánh giá các tương tác phức tạp và hỗ trợ đưa ra quyết định – chẳng hạn như lập mô hình thành phố thông minh với các thiết bị điều khiển giao thông, cảm biến âm thanh và thiết bị quản lý năng lượng thông minh.
Người dùng tiềm năng của các công cụ dành cho nhà phát triển nguồn mở của ScalOut có thể là những người có ứng dụng hiện có. Hệ thống của họ có thể đã lưu trữ dữ liệu đến từ các thiết bị IoT trong bộ lưu trữ ngoại tuyến để phân tích hàng loạt.
Bàn làm việc và API sẽ cho phép họ thêm phân tích và cảnh báo theo thời gian thực. Ví dụ bao gồm dữ liệu từ các thiết bị IoT theo dõi đội xe hoặc an ninh, cũng như hệ thống hậu cần và theo dõi thiết bị y tế.
Từ hãng hàng không đến thành phố thông minh
Ngoài ra, các nhà thiết kế cơ sở hạ tầng lớn, chẳng hạn như hoạt động hàng không và thành phố thông minh, có thể sử dụng các công cụ API nguồn mở với bản sao kỹ thuật số để đánh giá các quyết định thiết kế và tránh những sai lầm tốn kém.
Bain cho biết: “Họ có thể hưởng lợi từ nền tảng mô phỏng nắm bắt được quy mô và độ phức tạp mà thiết kế của họ tạo ra”. “Các mô phỏng sinh đôi kỹ thuật số, dựa trên bộ nhớ mang lại sự đơn giản và sức mạnh tính toán mà chúng cần để giải quyết thách thức này.”
API nguồn mở của ScalOut cho phép các nhà phát triển xây dựng mô hình song sinh kỹ thuật số của họ bằng Java hoặc C#. Các API sử dụng các nguyên tắc thiết kế hướng đối tượng, tiêu chuẩn để đơn giản hóa việc phát triển và giúp chúng tránh nhu cầu về các kỹ thuật chuyên biệt hoặc dành riêng cho nền tảng.
Các nhà phát triển có thể tải xuống miễn phí các API nguồn mở và bàn làm việc và bắt đầu xây dựng các ứng dụng bản sao kỹ thuật số ngay lập tức. Các API này có thể làm cơ sở để tạo các bản sao kỹ thuật số chạy trên các nền tảng khác và cũng cung cấp khả năng tương thích đa nền tảng.
