Search
Close this search box.

ما هو التوأم الرقمي لمركز البيانات؟

EOLIOS ، معرفة فريدة من نوعها في أوروبا

الخبره
متابعة التصفح:
جدول المحتويات
آخر أخبارنا:
مشاريعنا:
مجالات تدخلنا:
الملفات الفنية:

التوائم الرقمية: أحد الأصول لإدارة مركز البيانات

تحسين التكلفة والأداء: مساهمة التوائم الرقمية في مراكز البيانات

أصبحت مراكز البيانات أجزاء أساسية من البنية التحتية الحديثة لتكنولوجيا المعلومات ، مما يمكن الشركات من تخزين كميات كبيرة من البيانات وإدارتها ومعالجتها بكفاءة. ومع ذلك ، يمكن أن تكون قضايا إدارة مركز البيانات عديدة ومعقدة.

  • تعقيد الإدارة : تتكون مراكز البيانات من آلاف الأجهزة المترابطة، بدءا من الخوادم ووحدات التخزين إلى التبريد وإمدادات الطاقة. يمكن أن تكون إدارة كل هذه العناصر معقدة للغاية وتتطلب خبرة فنية كبيرة.
  • تكاليف عالية: يمكن أن تكون مراكز البيانات نفقات كبيرة للشركات ، مع ارتفاع تكاليف اقتناء المعدات وإنشاء البنية التحتية وإدارة المرافق. تكاليف الطاقة لتشغيل المعدات والحفاظ على درجات الحرارة المناسبة كبيرة أيضا.
  • الصيانة : تعد صيانة المعدات في مركز البيانات أمرا ضروريا لضمان الأداء السليم للأنظمة واستمرارية الخدمات. قد يتضمن ذلك عمليات إيقاف تشغيل مخططة للتحديثات والإصلاحات ، مما قد يؤدي إلى انقطاع مؤقت للخدمات.
  • قابلية التوسع : يمكن أن تتغير احتياجات تخزين البيانات ومعالجتها للشركات بسرعة ، ويجب أن تكون مراكز البيانات قادرة على التكيف مع هذه التغييرات. وقد يتطلب ذلك استثمارات إضافية في البنية التحتية والمعدات.
  • الأمان : يمكن أن تحتوي مراكز البيانات على معلومات حساسة وسرية ، مما يجعلها هدفا محتملا للهجمات الإلكترونية. لذلك فإن أمن المرافق ضروري لضمان سرية وأمن البيانات المخزنة .

وهنا يأتي دور التوائم الرقمية. توفر هذه النسخ المتماثلة الافتراضية للمعدات والأنظمة المادية لمديري مراكز البيانات رؤية كاملة ودقيقة لبنيتهم التحتية. يمكن أن تساعد التوائم الرقمية في المراقبة المستمرة للمعدات والأنظمة ، والتنبؤ بالأعطال المحتملة ، وتحسين كفاءة الطاقة ، والتخطيط للترقيات والإصلاحات.

في هذه الورقة ، سوف نستكشف كيف يمكن استخدام التوائم الرقمية في مراكز البيانات لتحسين إدارة الأصول وتقليل تكاليف التشغيل وتحسين الاستدامة. سننظر أيضا في فوائد هذه التكنولوجيا للشركات والمؤسسات ، بالإضافة إلى التحديات المحتملة المرتبطة بتنفيذها.

ما هو مركز البيانات؟

داخل مركز البيانات: آلات قوية وتبريد متطور

مركز البيانات هو مركز بيانات يحتوي على عدد كبير من معدات الحوسبة الضرورية لتخزين ومعالجة وإدارة وإدارة ونشر مليارات البيانات.

يتم تخزين هذه البيانات في أنظمة التخزين مثل صفائف محرك الأقراص الثابتة أو أجهزة التخزين المتصلة بالشبكة أو أجهزة التخزين السحابية. تتم معالجتها في آلاف الخوادم التي تستضيف التطبيقات أيضا. مع كل هذا ، يمكن أن تصل قوة مركز البيانات إلى قدرات 100 ميجاوات (MW).

Photo date ce,nter
داخل مركز البيانات

تعد مراكز البيانات أماكن آمنة بشكل خاص بها أنظمة أمان ومراقبة لأنها تحتوي على الكثير من المعلومات السرية. كما أنها أماكن مكيفة للسماح بالأداء السليم للخوادم وغيرها من آلات توليد السعرات الحرارية. توجد العديد من أنظمة التبريد للحفاظ على درجة الحرارة عند القيمة المثلى. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مجهزة بالعديد من أنظمة الطاقة الزائدة عن الحاجة بحيث يمكنها العمل دون انقطاع وبالتالي ضمان التوافر المستمر للخدمات في حالة حدوث عطل في الأجهزة أو انقطاع التيار الكهربائي. يمكن أن تكون هذه الأنظمة مولدات احتياطية و / أو أنظمة عاكس.

Modélisation total d'un data center
نموذج 3D الخارجي لمركز البيانات

تلعب مراكز البيانات هذه دورا أساسيا في البنية التحتية للإنترنت والحوسبة الحديثة ، مما يساهم في إدارة وتوافر الخدمات عبر الإنترنت المستخدمة بشكل يومي.

ما هو التوأم الرقمي لمركز البيانات؟

التوأم الرقمي: تمثيل افتراضي قوي لعالمنا المادي

التوأم الرقمي هو تمثيل مرئي كامل ودقيق لكائن مادي على مدار دورة حياته بأكملها. يستخدم بيانات في الوقت الفعلي من مستشعرات الكائن لمحاكاة سلوكه باستمرار ومراقبة عملياته وأدائه وتوقع الأعطال واتخاذ القرارات.

يعتمد التوأم الرقمي على نقل المعلومات بسرعة عالية جدا ، مثل الألياف الضوئية أو 5G (أو شبكة 6G في عدة سنوات). تم تطويره حول إنترنت الأشياء (OIT) والذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) ، وخاصة التعلم الآلي أو التعلم العميق. وذلك لأن التوأم الرقمي يقوم بالتنبؤات ثم يلاحظ الفرق بينها وبين الواقع من أجل تعلم هذه التنبؤات وصقلها لاحقا.

مركز البيانات الرقمية التوأم

يشبه التوأم الرقمي محاكاة معقدة ومع ذلك هناك فرق كبير بينهما. تقوم عمليات المحاكاة أيضا بنمذجة أنظمة العالم الحقيقي ومحاكاة سلوكها. هذا الأخير يمكن أن يكون فقط مؤشرا على السلوك الفعلي للكائن أو النظام وليس الواقع. يتمتع التوأم الرقمي بالقدرة على نمذجة العلاقة الدقيقة للمنتج أو النظام بالواقع بالإضافة إلى دورة حياته بأكملها بفضل بياناته التي تم الحصول عليها في الوقت الفعلي.

أنواع مختلفة من التوأم الرقمي

تظل تقنية التوائم الرقمية كما هي على نطاق واسع ، ولكن يمكن تمييزها حسب نوع التطبيق.

توائم المنتج الرقمي

تتيح التوائم الرقمية إعادة إنتاج جميع مكونات المنتج المادي بالكامل في بيئة افتراضية. يوفر هذا القدرة على تحليل النتائج في ظل ظروف مختلفة وإجراء تعديلات في العالم الافتراضي ، بحيث يعمل المنتج المادي التالي تماما كما هو متوقع في هذا المجال. يسهل هذا النوع من التوأم الرقمي اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن تصميم المنتج وإنتاجه . وبالتالي فإن الهدف النهائي هو تحسين المنتج ، وتجنب تكاثر النماذج الأولية المادية ، وتقليل المخاطر المحتملة المرتبطة بتصميمه.

توائم العمليات الرقمية

يتم استخدام توأم العملية الرقمية للتحقق من كفاءة عملية التصنيع أو خط الإنتاج على أرضية المتجر قبل وضعها في الإنتاج من خلال المحاكاة. يوفر رؤية كاملة لكل منتج يخرج من خط الإنتاج. يمكن إنشاء التوائم الرقمية لجميع أنظمة التصنيع. البيانات التي تم جمعها ، من الموردين والمواد الخام إلى المنتج النهائي ، تجعل من الممكن التنبؤ بموعد الحاجة إلى الصيانة الوقائية. نتيجة لذلك ، تصبح عمليات التصنيع أسرع وأكثر كفاءة وأكثر موثوقية.

التوائم الرقمية للأنظمة

تقوم هذه التوائم الرقمية بمعالجة الأنظمة بأكملها رقميا لفهم العمليات أو خطوط الإنتاج. كما أنه يساعد على تحديد ما إذا كانت المزامنة بين جميع الأنظمة وظيفية وفعالة ، ولكن أيضا لتحسين كفاءة نظام الإنتاج بأكمله والمنتج.

التوأم الرقمي يظهر لأول مرة في صناعة البناء

تشبه تقنية التوأم الرقمي الجمع بين BMS (نظام إدارة المباني) و BIM (نمذجة معلومات البناء) في صناعة البناء.

BIM (نمذجة معلومات البناء)

BIM يخلق نموذجا رقميا للمبنى يهدف إلى مركزية جميع البيانات والمعلومات المتعلقة بمشروع البناء في نموذج 3D ذكي وتفاعلي. لا يحتوي هذا النموذج على نموذج 3D معقد للمبنى فحسب ، بل يحتوي أيضا على خصائص غير هندسيةمثل المواد والتكاليف والمواعيد النهائية وأداء الطاقة وبيانات التشغيل والصيانة. يمكن لأصحاب المصلحة المختلفين التفاعل في الوقت الفعلي على نفس النموذج ومشاركة الكثير من المعلومات المتنوعة. إنها طريقة لمحاكاة وتصور المشروع قبل أن يبدأ من أجل تحديد أوجه القصور والفجوات في التكلفة والموارد. BIM له طابع إشرافي يجعل من الممكن تصحيح الأخطاء في المشروع قبل تنفيذه. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحديثه طوال دورة حياته بهدف إدارة المباني بأفضل طريقة ممكنة.

BMS (نظام إدارة المباني)

تتم الإدارة الفعالة للوظائف الفنية والمعدات والموارد بفضل تقنية BMS. هذا يقلل من استهلاك الطاقة للمبنى ، الذي يطلق عليه آنذاك “المبنى الذكي” ، عندما يكون قيد التشغيل. ومن الأمثلة على الأنظمة المعنية أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والإضاءة وأنظمة الأمن. الطريقة التي تدار بها هذه المباني لها تأثير مباشر على أداء الطاقة وراحة السكان.

تكامل التوائم الرقمية

وبالتالي فإن هاتين التقنيتين متكاملتان وتقدمان تحسينا أفضل لأداء المبنى عند دمجهما. في الواقع ، يركز BIM على إنشاء وإدارة نموذج رقمي تعاوني في جميع أنحاء مشروع البناء ، ودمج معلومات التصميم والبناء. من ناحية أخرى ، يركز BMS على إدارة الأنظمة التقنية للمبنى قيد التشغيل لزيادة كفاءتها. ويؤدي الجمع بين هذين النهجين إلى تحسين تخطيط المباني وتصميمها وتشييدها وتشغيلها وصيانتها بطريقة أكثر كفاءة وتكاملا.

التوائم الرقمية لمركز البيانات

يشبه التوأم الرقمي لمركز البيانات اندماج BIM و BMS لأنه مجهز بجميع وظائف هاتين التقنيتين ، مما يجعله مكتملا بشكل خاص ويحتوي على الكثير من المعلومات.

مراقبة مركز البيانات

مقارنة: مراقبة مركز البيانات مع أو بدون توأم رقمي

مراقبة مركز البيانات ممكنة بدون توأم رقمي. يتم ذلك من خلال أنظمة الإدارة والمراقبة التقليدية. يتم جمع وتحليل بيانات درجة الحرارة والرطوبة واستهلاك الطاقة والأداء من أجهزة الاستشعار المختلفة لمراقبة حالة مركز البيانات.

ستكون هذه المراقبة أقل كفاءة وأقل كفاءة من المراقبة باستخدام التوأم الرقمي. وذلك لأن التوأم الرقمي هو تمثيل افتراضي في الوقت الفعلي لجميع البيانات المادية والتشغيلية لمركز البيانات ، مما يسمح بمراقبة كاملة ومفصلة لأدائه. يوفر استخدامه العديد من المزايا:

دقة

بدون التوأم الرقمي ، يصبح من الصعب الحصول على عرض كامل ودقيق لجميع البيانات التشغيلية والتفاعلات المعقدة بين معدات مركز البيانات. نتيجة لذلك ، قد يؤدي ذلك إلى مراقبة جزئية ومنع اكتشاف بعض المشكلات المحتملة.

التفاعلية

يمكن أن يكون اكتشاف المشكلة أبطأ عندما لا تكون المراقبة في الوقت الفعلي ، مما قد يؤدي إلى تأخير في التدخل وحل المشكلة.

تحسين الأداء

تعد القدرة على التنبؤ بالسيناريوهات بناء على بيانات المستشعر الحالية والسابقة فريدة من نوعها بالنسبة للتوأم الرقمي. بدون هذه القدرة ، يكون تحسين الأداء أكثر محدودية وأقل دقة.

دور التوأم الرقمي في مركز البيانات

التوأم الرقمي هو تقنية ثورية لمراكز البيانات لأنه يساعد على تحسين كفاءة مركز البيانات وإدارة الموارد والأمان واتخاذ القرار.

منع الصيانة

يتيح جمع وتحليل بيانات المعدات بواسطة التوأم الرقمي مراقبة الظروف البيئية ، مثل الرطوبة ودرجة الحرارة واستهلاك الطاقة. من الممكن بعد ذلك معرفة حالة الجهاز في جميع الأوقات وبالتالي اكتشاف العلامات المبكرة لفشل المعدات. الصيانة ممكنة بعد ذلك قبل حدوث مشكلة كبيرة. بنفس الطريقة ، يحدد التوأم الرقمي مقدما فوائد الاستهلاك المستقبلية للأنظمة المختلفة التي يتكون منها مركز البيانات ، مثل التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وأنظمة الإضاءة والأمن. يوفر هذا المنظور طريقة لإدارة سعة مركز البيانات من أجل توسيع أو تعزيز بنيته التحتية إذا لزم الأمر.

تحسين الطاقة

يتم تحقيق استهلاك الطاقة لمركز البيانات من خلال استهلاك جميع المعدات والأنظمة التي يحتوي عليها. التوأم الرقمي قادر على تحليل هذا الاستهلاك وبالتالي تحديد المناطق الأقل كفاءة. وهذا يساعد على تنفيذ استراتيجيات تحسين الطاقة لتقليل التكاليف والبصمة البيئية.

أداة للتنبؤ والتخطيط

بفضل القوة التنبؤية للتوأم الرقمي ، يمكن استخدامه للاختبار. والغرض منه هو التنبؤ بحالات التغيير حتى قبل إجراء تكوينات جديدة للأجهزة أو البرامج. ومن الأمثلة على التغييرات إعداد آلات جديدة ، وإعادة تنظيم الأسلاك ، وضبط تكييف الهواء ، وما إلى ذلك. إن تنبؤاتها بمخاطر الأخطاء والاختلالاتالتي قد تظهر تجعل من الممكن التحقق من صحة أو عدم التحقق من صحة بعض التغييرات قبل أن تتحقق فعليا.

دراسة CFD لمراكز البيانات

محاكاة انقطاع مركز البيانات: كيف يستعد التوأم الرقمي لما هو غير متوقع؟

التوأم الرقمي قادر على إجراء دراسات حرارية لمراكز البيانات. تماما مثل محاكاة CFD ، يمكنه البحث عن النقاط الساخنة الفضائية وتقديم حجم مناخي محسن. كما أنها قادرة على اقتراح تحسينات الطاقة. وذلك لأن التوأم الرقمي يمكنه تحديد درجة الحرارة المثالية للأجهزة لتزويدها باستخدام محاكاته لسيناريوهات الشحن والتبريد المختلفة. سيؤدي خفض درجة الحرارة هذه إلى انخفاض الطاقة المطلوبة للأجهزة وتقليل التكاليف المرتبطة بها.

أحد الأدوار الرئيسية للتوأم الرقمي هو تحليله النقدي. تتكون هذه التحليلات النقدية من محاكاة العديد من سيناريوهات الفشل ، أي إغلاق نظام واحد أو أكثر ، ومراقبة ما يحدث. في حالة فشل النظام ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة كبيرة ، لذلك من المهم أن يكون لديك أنظمة كافية لتقليل درجة الحرارة هذه مسبقا.

Recirculation des calories dans un data center
دراسة CFD الداخلية لمركز البيانات

دراسة بدء الحريق والسلامة من الحرائق:

يمكن أيضا استخدام التوائم الرقمية لتحليل وقت اكتشاف الحرائق ومعدل انتشار الدخان ودرجة الحرارة والرؤية والمعلمات الهامة الأخرى.

باستخدام نماذج مفصلة تستند إلى قوانين الفيزياء وبيانات محددة عن مواد ومعدات وأنظمة السلامة من الحرائق ، يمكن للمهندسين الحصول على تنبؤات دقيقة حول سلوك الحريق وتقييم فعالية تدابير السلامة الموضوعة.

تتبع سرعات الهواء أثناء اندلاع حريق
مراقبة درجات الحرارة أثناء اندلاع حريق

دراسة CFD الخارجية لمراكز البيانات

أهمية دراسات CFD الخارجية في مرونة مركز البيانات للظروف القاسية

تتكون الدراسات الحرارية الخارجية لمراكز البيانات ، التي أجريت من CFD ، من دراسة حركة الهواء والرياح خارج مركز البيانات.

تؤثر الظروف الخارجية على أداء المعدات المختلفة التي يتكون منها مركز البيانات.

تقوم EOLIOS بإجراء هذه الدراسات الخارجية من أجل ضمان التشغيل الأمثل لمركز البيانات حتى في أقسى الظروف.

دراسة CFD الخارجية لمركز البيانات

للقيام بذلك ، يتم تنفيذ العديد من السيناريوهات في أوضاع تشغيلية مختلفة وظروف جوية مختلفة. هذه الدراسات CFD الخارجية تجعل من الممكن أكمل تقييم المخاطر ، وقم بتحسين التصميم ، وتقليل استهلاك الطاقة لمركز البيانات.

التحديات المحتملة للتوائم الرقمية التي لا ينبغي إغفالها

بينما تقدم التوائم الرقمية العديد من الفوائد لإدارة مركز البيانات ، فإن استخدامها يمكن أن يمثل أيضا تحديات محتملة.

  • تكلفة مقدمة عالية : يمكن أن يكون إنشاء توأم رقمي عملية مكلفة ، تتطلب استثمارات في معدات وبرامج محاكاة متطورة ، خاصة فيما يتعلق بميكانيكا الموائع والعقود مقابل الفروقات.
Effet de boucle data center - augmentation des températures
دراسة CFD لمركز البيانات
  • التعقيد : مراكز البيانات هي بيئات معقدة ، مع العديد من المعدات والأنظمة المترابطة. يمكن أن يكون إنشاء توأم رقمي دقيق عملية معقدة تتطلب فهما عميقا للبنية التحتية وتفاعلاتها.
  • الحاجة إلى بيانات دقيقة : لكي تكون فعالة ، يجب أن يكون التوأم الرقمي مدعوما ببيانات دقيقة ومحدثة. قد يتطلب ذلك مراقبة مستمرة للبنية التحتية وجمع البيانات آليا ، والتي قد يكون من الصعب تنفيذها.
  • التكامل مع الأنظمة الحالية : قد يكون دمج التوأم الرقمي في أنظمة الإدارة الحالية أمرا صعبا ، حيث قد يتطلب تغييرات كبيرة في العمليات والأدوات الحالية.
  • الخصوصية والأمان : يمكن أن تكون البيانات التي يتم جمعها بواسطة التوأم الرقمي حساسة ويجب حمايتها من الوصول غير المصرح به.

6SigmaRoom نظرة عامة على البرنامج

يستخدم EOLIOS محاكاة CFD لحساب وتصور في 3D تدفقات الهواء في الفضاء. نحن نقدم مساعدات اتخاذ القرار من خلال توفير مؤشرات الأداء من أجل تحسين كفاءة تبريد الغرفة . من خلال تجنب النقاط الساخنة وتوفير الكمية المناسبة من الهواء لتبريد الإلكترونيات ، يضمن البرنامج التشغيل السلس. يوفر نموذج مركز البيانات الكامل الذي صنعته 6SigmaRoom إدارة العديد من الجوانب الأخرى للموقع مثل كابلات الشبكةأو سلسلة التوزيع الكهربائية.

6SigmaRoom هي الأداة الأكثر استخداما لمراكز بيانات CFD من أي حجم. إنه برنامج كامل للتوأم الرقمي. هذا CFD الحل قادر على جعل تمثيل 3D الرقمية لمركز البيانات المادية. وهو مسؤول عن تصميم وتشغيل مراكز البيانات. يمكن استخدامه لمحاكاة تأثير تغيير واحد أو أكثر على السعة المادية وكفاءة التبريد لمركز البيانات وبالتالي لمحاكاة الفشل. هدفها هو تصميم بنية تحتية موثوقة ومرنة وقادرة على العمل بأقصى سعةمع تحسين كفاءة الطاقة.

التوائم الرقمية لمركز البيانات باختصار

أخيرا ، توفر التوائم الرقمية إمكانات هائلة لتحسين أداء وإدارة مراكز البيانات. باستخدام البيانات التي تم جمعها من أجهزة الاستشعار وعلى النظام الفعلي ، يمكن أن تساعد التوائم الرقمية في منع انقطاع التيار الكهربائي وتحسين كفاءة الطاقة. يمكن لمراكز البيانات التي تعتمد هذه التقنية الاستفادة من مراقبة أكثر دقة وتكاليف تشغيل أقل واستدامة أفضل على المدى الطويل.

مراكز البيانات: حول نفس الموضوع