Bu örnek mimari, otomotiv orijinal ekipman üreticisi (OEM) için uçtan uca bir yaklaşımı gösterir ve bir referans mimarisi ve yeniden kullanılabilecek çeşitli yayımlanmış destekleyici açık kaynak kitaplıkları içerir. Microsoft, filo denetim yazılımını yüksek oranda kullanılabilir, coğrafi olarak yedekli ve satıcıdan bağımsız olacak ve hibrit bulut bağlamında çalışacak şekilde yeniden oluşturmüstü.
Mimari
%99,9 kullanılabilirlik ve olağanüstü durum kurtarma için sıfır kapalı kalma süresi yük devretme ile coğrafi yedeklilik
Bu mimarinin bir Visio dosyasını indirin.
İş Akışı
- Arka ucun aşağıdaki bileşenlerden oluşan bir örneği iki Azure bölgesine dağıtılır: Azure IoT Hub, Alım, RabbitMQ, Görev Durumu, Araç Durumu, İş Yöneticisi ve Coğrafi VERITABANı. IoT Hub, Azure Uygulaması Hizmeti, Kapsayıcılar için Web App veya Kubernetes'in Web Apps özelliği kullanılarak Azure Uygulaması Hizmeti'ne dağıtılabilir bir mikro hizmet mimarisi kullanılarak oluşturulan uygulama kümesine bağlanır.
- Öncü seçim sistemi, belirli bir noktada mağaza katındaki AGV'leri hangi arka ucun denetlediğini belirler. Arka uç sorumlu olmazsa, lider seçimi denetimi hemen diğer bölgedeki arka uca aktarır.
- Bu coğrafi olarak yedekli ve sıfır kapalı kalma yük devretme mimarisi sayesinde Azure'da çalışan AGV denetim yazılımı, İnternet bağlantısı ve SAP gibi dış alt sistemlerin sınırlayıcı faktörler olmaması koşuluyla %99,9 kullanılabilirlik sağlar.
Veri merkezinden bağımsız dağıtımlar için Kubernetes ve RabbitMQ
Bu mimarinin bir Visio dosyasını indirin.
Üretim tesisi ile Azure arasındaki İnternet bağlantısının sınırlayıcı bir faktör olduğu senaryolarda AGV denetim yazılımımız şirket içi işlem düğümlerine de dağıtılabilir. Platformdan bağımsız teknolojiler olarak Kubernetes ve RabbitMQ kullanılarak, önceki bölümde açıklanan uygulama katmanı bir Azure IoT Edge cihazına dağıtılır.
AGV-vendor-agnostic iletişim için VDA 5050 belirtiminin uygulanması
Bu mimarinin bir Visio dosyasını indirin.
VDA 5050 araç bağlayıcısı özelliklerine uyum sayesinde AGV kontrol yazılımımız, VDA 5050 ile uyumlu olan farklı satıcılardan gelen her türlü AGV ile iletişim kurabilir.
İş Akışı
Bu mimaride, Azure'da arka uç AGV filo denetimi çözümünü çalıştırmak için kullanılan farklı hizmetlere ve bileşenlere genel bir bakış görebilirsiniz:
- Geliştiriciler yeni kod işlerken GitHub Actions, güvenlik açıklarını ve kodlama hatalarını hızla bulmak için kodu otomatik olarak tarar. Uygulamaları ve altyapı bileşenlerini otomatik olarak dağıtmak için de kullanılabilir.
- Kapsayıcı kayıt defteri , AGV filo denetimi arka ucunun farklı hizmetleri için kullanılan kapsayıcı görüntülerini depolar.
- Arka uç hizmetleri Kapsayıcılar için Web App'e dağıtılır.
- Bu arka uç hizmetleri, VDA 5050 protokolunu kullanarak dış sistemlere bağlanabilir. Ayrıca Kafka gibi yönetilen bir akış platformuna bağlanabilir ve araç bilgilerini bir Azure SQL veritabanında depolayabilirler.
- Azure Key Vault parolaları, anahtarları ve sertifikaları depolar.
- Application Analizler, arka uç hizmetleri olarak çalışan uygulamalar için günlüğe kaydetme ve izleme uygular.
- Yönetilen kimlikler Azure'daki farklı hizmetlere ve kaynaklara bağlanarak geliştiricilerin kimlik bilgilerini yönetme gereksinimini ortadan kaldırır. Microsoft Entra kimlik doğrulamasını destekleyen kaynaklara bağlanırken uygulamaların kullanması için bir kimlik sağlar.
Bileşenler
Azure Uygulaması Hizmeti, yönetilen sanal makinelerde (VM) uygulama oluşturmaya ve barındırmaya yönelik bir hizmet olarak platformdur (PaaS). Uygulamalarınızın üzerinde çalıştığı temel işlem altyapısını yönetir. App Service kaynak kullanım kotalarının ve uygulama ölçümlerinin izlenmesini, tanılama bilgilerinin günlüğe kaydedilmesini ve ölçümlere göre uyarıların izlenmesini sağlar.
Azure Sanal Ağ, Azure'daki özel ağınız için temel yapı taşıdır. Bu hizmet, Azure Sanal Makineler gibi birçok azure kaynağının birbiriyle, İnternet'le ve şirket içi ağlarla güvenli bir şekilde iletişim kurmasını sağlar.
IoT Hub , bulutta barındırılan ve ioT uygulaması ile yönettiği cihazlar arasında çift yönlü iletişim için merkezi bir ileti hub'ı işlevi gören PaaS yönetilen hizmetidir.
Azure Container Apps , kapsayıcıları büyük ölçekte oluşturmaya ve dağıtmaya yönelik tam olarak yönetilen sunucusuz bir kapsayıcı hizmetidir.
Azure Container Registry , açık kaynak Docker Registry 2.0'ı temel alan yönetilen, özel bir Docker kayıt defteri hizmetidir. Azure kapsayıcı kayıt defterlerini mevcut kapsayıcı geliştirme ve dağıtım işlem hatlarınızla kullanabilir veya Azure'da kapsayıcı görüntüleri oluşturmak için Azure Container Registry Görevleri'ni kullanabilirsiniz. kaynak kodu işlemeleri ve temel görüntü güncelleştirmeleri gibi tetikleyicilerle isteğe bağlı derlemeler oluşturun veya derlemeleri tam olarak otomatikleştirin.
Microsoft Entra Id , kullanıcıların, hizmetlerin ve uygulamaların kimliğini doğrulayan bulut tabanlı kimlik ve erişim yönetimi hizmetidir.
Azure Depolama dayanıklı, yüksek oranda kullanılabilir ve yüksek oranda ölçeklenebilir bir bulut depolama çözümü sunar. Nesne, dosya, disk, kuyruk ve tablo depolama özelliklerini içerir.
RabbitMQ , başlangıçta Gelişmiş Message Queuing Protokolü'ne sahip olan ve o zamandan beri Akış Metin Odaklı Mesajlaşma Protokolü, MQ Telemetri Aktarımı ve diğer protokolleri desteklemek için bir eklenti mimarisiyle genişletilmiş bir açık kaynak ileti aracısı yazılımıdır.
Azure Sanal Makineler, fiziksel donanım satın alıp bakımını yapmak zorunda kalmadan size sanallaştırma esnekliği sağlayan isteğe bağlı, ölçeklenebilir bilgi işlem kaynakları sağlar.
Azure SQL Veritabanı, kullanıcı katılımı olmadan yükseltme, düzeltme eki uygulama, yedeklemeler ve izleme gibi veritabanı yönetimi işlevlerinin çoğunu işleyen tam olarak yönetilen bir PaaS veritabanı altyapısıdır.
Azure Key Vault , gizli dizileri güvenli bir şekilde depolamaya ve bunlara erişmeye yönelik bir bulut hizmetidir. Gizli dizi, API anahtarları, parolalar, sertifikalar veya şifreleme anahtarları gibi erişimi sıkı bir şekilde denetlemek istediğiniz her şeydir.
Azure İzleyici'nin bir özelliği olan Uygulama Analizler, geliştiriciler ve DevOps uzmanları için genişletilebilir bir uygulama performansı yönetimi (APM) hizmetidir. Canlı uygulamaları izlemek için kullanabilirsiniz. Performans anomalilerini otomatik olarak algılar ve sorunları tanılamanıza ve kullanıcıların uygulamanızla gerçekte ne yaptığını anlamanıza yardımcı olacak güçlü analiz araçları içerir.
Alternatifler
Bu mimari, bu çözüme yönelik uygulamaları çalıştırmak için Kubernetes'i ve Azure Uygulaması Hizmeti'nin Web Apps özelliğini kullanır. Alternatif olarak bu mikro hizmetleri Azure Kubernetes Service (AKS) gibi daha üst düzey bir hizmeti benimsemek zorunda kalmadan Azure'da bir kapsayıcı çalıştırmanın en hızlı ve en basit yolunu sunan Azure Container Instances'ta çalıştırabilirsiniz.
Şirket içi örnekte, kapsayıcı teknolojileriyle de değiştirilebilen Azure sanal makineleri kullanılmaktadır.
Bu hizmetleri çalıştırmaya yönelik bir diğer seçenek de Azure Kubernetes Service'te (AKS) kullanılabilir. Bu, mikro hizmetleri çalıştırmak için sunucusuz Kubernetes, tümleşik bir sürekli tümleştirme ve sürekli dağıtım (CI/CD) deneyimi ve kurumsal düzeyde güvenlik ve idare sunar.
Ayrıca uygulamalarınızın, kapsayıcılarınızın, veritabanlarınızın ve diğer kaynaklarınızın performansını analiz etmek ve iyileştirmek ve ağ sorunlarını izlemek ve tanılamak için Uygulama Analizler ile birlikte Azure İzleyici'yi kullanmayı göz önünde bulundurun.
Bu mimaride ileti aracısı olarak RabbitMQ kullanılır. Microsoft Azure ayrıca Azure Kuyruk Depolama veya Azure Service Bus gibi mesajlaşma çözümleri için yerel desteğe sahiptir. Karşılaştırma için bkz. Azure Depolama kuyrukları ve Service Bus kuyrukları - karşılaştırmalı ve karşıt.
Azure'daki uygulamalar ve hizmetler Terraform betikleri kullanılarak dağıtılır. Betik oluşturmak için Azure'a özel Azure Resource Manager şablonlarını (ARM şablonları) veya Bicep'i kullanmayı göz önünde bulundurun.
Senaryo ayrıntıları
Otomotiv üretimi, parçaları montaj hatlarına teslim etmek için otomatik kılavuzlu araçlara (AGV) dayanır. AGV'ler, tam zamanında üretim ve otomatik atölye lojistiğin görev açısından kritik bir parçasıdır. AGV'leri kullanan atölyeler genellikle üç zorlukla karşı karşıya kalır:
- Kullanılabilirlik. Tüm hizmet kesintileri üretimi kesintiye uğratır.
- Bağlantı. Mağaza katları genellikle genel buluta güvenilir bir bağlantı sağlamaz.
- Satıcı kilidi. Geleneksel AGV çözümleri, özel iletişim protokollerine dayanır.
Bu örnek mimari üç işletim alanına ayrılmıştır:
- Coğrafi yedeklilik, sıfır kapalı kalma yük devretme, %99,9 kullanılabilirlik ve verimli olağanüstü durum kurtarma özelliklerine sahip Azure tabanlı bir filo denetimi başvuru mimarisi.
- Kubernetes ve RabbitMQ üzerinde oluşturulan veri merkezi-belirsiz ve şirket içi dağıtım.
- Ortak VDA 5050 belirtiminin üzerine kurulu satıcıdan bağımsız AGV iletişimi.
Olası kullanım örnekleri
Bu çözüm üretim, otomotiv ve taşımacılık sektörleri için idealdir. Aşağıdaki senaryolar için geçerlidir:
- Müşteri şu anda üretim sürecinde AGV'leri kullanıyor.
- Müşteri, AGV'lerde düşük kullanılabilirlik yaşar ve bu da yatırım getirisini (ROI) etkiler.
- Atölyenin genel bulutla tutarsız bir bağlantısı vardır.
- Müşteri, Açık Üretim Platformu'nun (OMP) üyesidir.
- Müşteri, OMP Otonom Taşıma Sistemi (OMP ATS) çalışma grubunun bir üyesidir.
Önemli sorunlar
Malların düşük maliyetli üretimi, üretim sürecinin otomasyonuna ve parçaların montaj hatlarına tam zamanında teslim edilmesine dayanır. Otomatik kılavuzlu araçlar, parçaları montaj hatlarına otomatik olarak taşıyarak hem tam zamanında üretime hem de atölye lojistisinin otomasyonuna katkıda bulunur. Binek otomobillerin tipik bir seri üretim tesisinde, örneğin, her dakika bir binek araba piyasaya sürülür. Bu nedenle, bir üretim tesisinde montaj hattının kesintiye uğramasının her dakikası, on binlerce ABD doları sırasına göre mali bir zarara neden olur. Otomotiv OEM'leri otomatik sistemleri için yüksek düzeyde güvenilirlik ve kullanılabilirlik gerektirir ve bir dizi zorlukla karşılaşırlar:
- Kullanılabilirlik sorunu. Mevcut AGV filo kontrol yazılımı %99,9 kullanılabilirlik gereksinimini karşılamıyor.
- Bağlan üretkenlik sorunu. Bazı üretim tesislerinin, Azure genel bulutunda barındırılan AGV filo kontrol yazılımı ile atölyedeki AGV'ler arasındaki iletişimi sağlamak için gerekli bant genişliğine sahip yeterince kararlı bir İnternet bağlantısı yoktur. Bu nedenle AGV filo kontrol yazılımının böyle bir üretim tesisinin intraneti dışında bir veri merkezinde barındırılması bir seçenek değildi.
- AGV satıcı kilitleme sorunu. AGV filo kontrol yazılımı mevcut AGV'lerin özel iletişim protokolüne bağlı olduğundan mevcut AGV'leri farklı bir satıcının yenileriyle değiştirmek mümkün değildi.
%99,9 kullanılabilirlik ve olağanüstü durum kurtarma için sıfır kapalı kalma süresi yük devretme ile coğrafi olarak yedekliliği destekleyen bir mimari bu sorunları çözebilir.
Dikkat edilmesi gereken noktalar
Bu önemli noktalar, bir iş yükünün kalitesini artırmak için kullanılabilecek bir dizi yol gösteren ilke olan Azure İyi Tasarlanmış Çerçeve'nin yapı taşlarını uygular. Daha fazla bilgi için bkz . Microsoft Azure İyi Tasarlanmış Çerçeve.
Kullanılabilirlik ve ölçeklenebilirlik
AGV filo denetim çözümünü oluşturan uygulamalar ve hizmetler, azure bölgelerindeki sanal makinelerin, uygulamaların ve verilerin veri merkezi hatalarından korunmasına yardımcı olan benzersiz fiziksel konumlar olan kullanılabilirlik alanları kullanılarak iki Azure bölgesine dağıtılır. Azure Uygulaması Hizmeti ve AKS kullanılabilirlik alanlarında da dağıtılabilir. IoT Hub, hizmetin neredeyse tüm katmanlarında yedeklilik uygulayarak bölge içi yüksek kullanılabilirlik sağlar.
Güvenlik
Güvenlik, kasıtlı saldırılara ve değerli verilerinizin ve sistemlerinizin kötüye kullanılmasına karşı güvence sağlar. Daha fazla bilgi için bkz . Güvenlik sütununa genel bakış.
Kimlik ve erişim denetimi için Microsoft Entra Id kullanın ve anahtarları ve gizli dizileri yönetmek için Azure Key Vault'u kullanın.
DevOps
Mikro hizmetleri Kubernetes'e veya Azure Uygulaması Hizmetine otomatik olarak dağıtmak için en iyisi CI/CD işlemlerini kullanmaktır. Azure DevOps veya GitHub Actions gibi bir çözüm kullanmayı göz önünde bulundurun.
Maliyet iyileştirme
Maliyet iyileştirmesi, gereksiz giderleri azaltmanın ve operasyonel verimlilikleri iyileştirmenin yollarını aramaktır. Daha fazla bilgi için bkz . Maliyet iyileştirme sütununa genel bakış.
Genel olarak azure fiyatlandırma hesaplayıcısını kullanarak maliyetleri tahmin edin ve AKS hesaplayıcısını kullanarak AKS'yi Azure'da çalıştırma maliyetlerini tahmin edin. Diğer önemli noktalar hakkında bilgi edinmek için Microsoft Azure İyi Tasarlanmış Çerçeve'deki "Maliyet iyileştirme" bölümüne bakın.
Katkıda Bulunanlar
Bu makale Microsoft tarafından yönetilir. Başlangıçta aşağıdaki katkıda bulunanlar tarafından yazılmıştır.
Asıl yazar:
- Gürcan Gülerir | Üst Düzey Program Yöneticisi
Sonraki adımlar
Ürün belgeleri:
- Application Insights
- Microsoft Entra ID
- Azure App Service
- Azure Container Instances
- Azure Container Registry
- Azure IoT Hub
- Azure Kubernetes Service
- Azure Key Vault
- Azure İzleyici
- Azure SQL Veritabanı
- Azure Sanal Makineler
- Azure Sanal Ağ
- GitHub
Microsoft öğrenme yolları:
- Azure IoT'ye giriş
- Azure'da Kubernetes'e giriş
- Azure'da kapsayıcıları Yönetici
- .NET ve ASP.NET Core ile mikro hizmetler oluşturma
- Azure yöneticileri için kimlikleri ve idareyi yönetme
İlgili kaynaklar
Azure Mimari Merkezi'ne genel bakış makaleleri:
- Mikro hizmetler mimarisi stili
- Mikro hizmetler için Azure işlem seçeneğini belirleme
- Temel alanlar arası yedekli web uygulaması
- Yüksek oranda kullanılabilir çok bölgeli web uygulaması
- Gelişmiş Azure Kubernetes Service (AKS) mikro hizmetler mimarisi
- Azure Pipelines ile AKS uygulamaları için CI/CD
İlgili mimariler: