Июль 2021 г. Мнение гостей:в облако или не в облако; Перекресток для руководителей, управляющих сетями OT

  28 июля 2021 г.  

За последние несколько десятилетий вычислительная функциональность изменилась от централизованной (помните платформы, такие как мэйнфреймы и тонкие клиенты?) к распределенной. В последнее время появилось много сообщений о росте пограничных вычислений. Это не конечное состояние, а еще одна веха в продолжающейся эволюции системной архитектуры. В этой статье я собираюсь привести аргументы в пользу сдвига со временем обратно в сторону облака.

Когда началась Индустрия 4.0, основная концепция действительно заключалась в программном обеспечении всего. Ожидалось, что четвертая промышленная революция обеспечит даже большую автоматизацию, чем третья революция, за счет объединения физического и цифрового миров. Для этого потребовался переход от централизованного фиксированного управления производством к средствам, которые могут адаптироваться к меняющимся потребностям рынка и / или обратной связи с самой окружающей средой. Это означало переход к программно-определяемым системам. ПЛК, которые задумывались как физический ввод с вводом-выводом, теперь будут рабочей нагрузкой контейнера на большой платформе. На гораздо более высоком уровне это по сути меняет то, как физическое, цифровое и человеческое взаимодействие взаимодействуют друг с другом. Машины, состоящие из выделенных контроллеров, которые не обновляются или не меняются, теперь будут управляться программно определяемыми промышленными ПК, которые могут управлять машинами, понимать и адаптироваться к окружающей среде.

В настоящее время провайдеры облачных услуг претерпевают большие инновации. Можно сказать, что мы находимся в Cloud Wars. Если на мгновение сосредоточиться на Северной Америке и Европе (т.е. исключить экосистему Китая с Али-Бабой, Baidu и Tencent), три ведущих поставщика облачных услуг будут продвигаться вперед, предлагая все более инновационные и полные продукты. Они также осознали обеспокоенность конечных потребителей по поводу привязки к единому облачному провайдеру. Например, программная платформа Google Anthos, анонсированная в 2019 году, предлагает единый согласованный способ управления рабочими нагрузками Kubernetes в локальной и общедоступной облачной среде.

Для руководителя OT подключение к этому типу функций предлагает заманчивые перспективы повышения эффективности системы за счет доступа к различным службам, включая озера данных, потоковую аналитику, хранение данных, управление безопасностью IoT и мониторинг. Мы слышим от клиентов, что реализация аналогичной функциональности на месте может быть в два-три раза дороже. Мы считаем, что разрыв в расходах будет продолжать расти.

ИТ-организации почти во всех отраслях переходят или уже перешли на использование облачных сервисов. Однако операторы ОТ не спешили внедрять облачные технологии. Несмотря на то, что переход в облако освобождает оператора OT от таких задач обслуживания, как подготовка, установка, обновления и исправления, они по-прежнему хотят сохранять контроль и ограничивать угрозу уязвимостей кибербезопасности. Отчасти потому, что этот разговор вступает в противоречие с укоренившейся в лидерах OT культурой держаться подальше от влияния ИТ-организаций и оставаться независимыми в вопросах поддержки закупок и управления своей технологической инфраструктурой.

Некоторые операторы понимают, что перед лицом растущего ценового давления переход на облако может упростить их операции и позволить им быть более гибкими при увеличении и уменьшении масштабов. В производственной отрасли мы видели больше общедоступных продуктов от Microsoft и ее клиентской базы, основанной на многолетнем опыте работы и осведомленности поставщиков о технологии Windows®. Первоначально это было сосредоточено на сценариях использования профилактического обслуживания и повышения качества.

1. Пищевая промышленность, пионер упаковки Tetra Pak, использует новые цифровые инструменты, которые позволяют подключенным к облачным технологиям устройствам точно прогнозировать, когда оборудование нуждается в обслуживании. Подключая упаковочные линии к Microsoft Azure Cloud, Tetra Pak может собирать операционные данные, чтобы помочь спрогнозировать обоснованное время обслуживания.
   
   
2. Производители используют новый подход к поддержанию качества в условиях массового производства благодаря появлению компетентного и экономичного искусственного интеллекта (ИИ). Операторы могут анализировать потоки с камер в режиме реального времени, чтобы идентифицировать неисправные виджеты и помечать их физически или виртуально. Потенциально стало возможным проверять каждую деталь, сходящую с конвейера, что было ни экономично, ни практично с использованием людей-операторов. Это решение особенно ценно при производстве сложных автомобильных компонентов, чувствительных к цене, больших объемов и часто критичных с точки зрения безопасности.

Облачные операторы предложили различные стратегии IoT, направленные на решение проблем, но операторы OT по-прежнему видят пропасть между тем, что необходимо для удовлетворения их требований, и доступными архитектурами. К счастью, новые архитектуры могут позволить операторам съесть свой пирог и съесть его. Выбор правильной системной архитектуры гарантирует, что их текущие операции не будут затронуты, и при этом они получат выгоду от всей оптимизации на основе данных, а именно:

1. За счет разделения программного и аппаратного обеспечения стоимость обслуживания и обновления значительно снижается.
2. Системы могут быть намного более гибкими и реагировать на меняющиеся требования со значительно меньшими затратами, рисками и временем.
3. Системы становятся наблюдаемыми, что открывает возможность сбора данных, предоставления уникальных аналитических данных и оптимизации с обратной связью.

Задача состоит в том, чтобы предоставить эти возможности, сохранив при этом жизненно важные атрибуты сети ОТ, включая время безотказной работы системы, детерминированную функциональность в реальном времени и невосприимчивость к кибератакам.

Архитектура, в которой требуется этот тип системы, - это то, что мы называем «Mission Critical Edge», которая надежно объединяет преимущества масштабирования ИТ-инфраструктуры с надежностью и детерминированным поведением встраиваемых платформ в реальном времени. Атрибуты включают;

1. Воздухозаборники :Системные архитекторы должны точно определять и выделять ресурсы ЦП, памяти и ввода-вывода для конкретных виртуальных машин. Эти виртуальные машины должны быть изолированы друг от друга, включая подключение к северу и югу. Это позволяет OT и облачным приложениям размещаться в одной системе.
2. Управляемость OT :Система должна быть гибкой в ​​отношении управления и контроля конфигурации и настройки. Хотя система должна управляться локально, определенные рабочие нагрузки должны обновляться и управляться облаком.
3. Производительность :Должна быть гарантирована производительность в реальном времени для таких рабочих нагрузок, как ПЛК, PAC и ECU. Это означает, что система, в которой размещаются облачные рабочие нагрузки в цеху, также может иметь выделенный раздел, который может быть резервным для физического ПЛК.
4. Высокая доступность :Высокая доступность, реализованная на разных уровнях, в рамках одной системы, в двух системах в ячейке и во всей производственной линии.
5. Интеграция фреймворка оркестровки :Пограничные системы должны работать либо с локальной, либо с облачной структурой управления. Например, системы фабрики должны выделять часть своей рабочей нагрузки на формирование кластеров Kubernetes.

В заключение отметим, что критически важная периферийная архитектура может позволить операторам OT развертывать облачные сервисы и рабочие нагрузки на своих производственных площадках, не влияя на их текущие операции. Это достигается за счет того, что пограничные системы на заводе могут запускать несколько рабочих нагрузок без доступа к сети, в том числе в реальном времени, AI / ML, безопасность и т. Д. Кроме того, рабочие нагрузки с автономным доступом могут быть объединены для выполнения рабочих нагрузок, связанных с управляемыми контейнерами Kubernetes.

Паван Сингх, вице-президент по управлению продуктами, Lynx Software Technologies