Julio de 2021 Opinión de los huéspedes:a la nube o no a la nube; Una encrucijada para ejecutivos que administran redes OT

  28 de julio de 2021  

El cambio de dónde se produce la funcionalidad informática ha variado en las últimas décadas de centralizado (¿recuerdas plataformas como mainframes y clientes ligeros?) a distribuido. Últimamente, ha habido mucho sobre el auge de Edge Computing. Más que un estado final, este es solo otro hito en la evolución en curso de los sistemas de arquitecturas de sistemas. En este artículo, voy a presentar un argumento a favor de un cambio, con el tiempo, de regreso a la nube.

Cuando comenzó la Industria 4.0, el concepto principal era realmente todo definido por software. Se esperaba que la cuarta revolución industrial ofreciera incluso más automatización que la tercera revolución al tender un puente entre el mundo físico y el digital. Lograr esto requirió un cambio de controles industriales fijos y centralizados a aquellos que pudieran adaptarse a las necesidades cambiantes del mercado y / o la retroalimentación del propio entorno. Lo que esto significó fue un cambio hacia sistemas definidos por software. Los PLC que se imaginaron como una entrada física con IO, ahora serán una carga de trabajo de contenedor en una gran plataforma. En un nivel mucho más alto, esto cambia inherentemente la forma en que interactúan lo físico, lo digital y los humanos. Las máquinas compuestas por controladores dedicados que no se actualizan o cambian ahora serán controladas por PC industriales definidas por software que pueden conducir las máquinas y comprender y adaptarse a su entorno.

Hay una gran innovación en marcha con los proveedores de la nube en este momento. Se podría decir que estamos en las Guerras de las Nubes. Si me concentro en América del Norte y Europa por un momento (es decir, excluyo el ecosistema en China con Ali Baba, Baidu y Tencent), los tres proveedores de nube líderes avanzan con productos cada vez más innovadores y completos. También han reconocido la preocupación de los clientes finales de estar vinculados a un único proveedor de nube. Por ejemplo, la plataforma de software Anthos de Google, anunciada en 2019, ofrece una forma única y coherente de administrar las cargas de trabajo de Kubernetes en entornos de nube pública y local.

Para el ejecutivo de OT, la conectividad a este tipo de funcionalidad ofrece perspectivas tentadoras para la efectividad del sistema a través del acceso a varios servicios, incluidos lagos de datos, análisis de transmisión, almacenamiento de datos, administración de seguridad de IoT y monitoreo. Los clientes nos dicen que la implementación de una funcionalidad similar en las instalaciones puede ser de dos a tres veces más cara. Creemos que la brecha de costos seguirá creciendo.

Las organizaciones de TI de casi todas las industrias están en transición o han hecho la transición para aprovechar los servicios en la nube. Los operadores de OT, sin embargo, han tardado en adoptar técnicas basadas en la nube. Si bien el traslado a la nube libera al operador de OT de las tareas de mantenimiento como el aprovisionamiento, la instalación, las actualizaciones y los parches, aún desea mantener el control y limitar la amenaza de las vulnerabilidades de la ciberseguridad. En parte, se debe a que esta conversación choca con la cultura arraigada en los líderes de TO de mantenerse alejados de la influencia de las organizaciones de TI y seguir siendo independientes para el soporte de adquisiciones y la gestión de su infraestructura tecnológica.

Algunos de los operadores se dan cuenta de que, frente a las crecientes presiones de los costos, el cambio a la nube podría simplificar sus operaciones y permitirles ser más flexibles a la hora de escalar hacia arriba y hacia abajo. En la industria de fabricación, hemos visto más en el dominio público de Microsoft y su base de clientes que se basa en una base de décadas de familiaridad con los negocios y los proveedores en torno a la tecnología Windows®. Esto se ha centrado inicialmente en casos de uso de mantenimiento predictivo y mejora de la calidad.

1. La industria alimentaria, pionera en el envasado de Tetra Pak, emplea nuevas herramientas digitales que permiten a sus máquinas conectadas a la nube predecir exactamente cuándo los equipos necesitan mantenimiento. Al conectar las líneas de envasado a la nube de Microsoft Azure, Tetra Pak puede recopilar datos operativos para ayudar a predecir el tiempo de mantenimiento informado.
   
   
2. Los fabricantes tienen un nuevo enfoque para mantener la calidad en entornos de fabricación de gran volumen gracias a la llegada de la inteligencia artificial (IA) competente y rentable. Los operadores pueden analizar las imágenes de las cámaras en tiempo real para identificar y etiquetar los widgets defectuosos, ya sea física o virtualmente. Potencialmente, se ha hecho posible inspeccionar todas las piezas que salen de la línea, algo que no era económico ni práctico utilizando operadores humanos. Esta solución es particularmente valiosa en la fabricación de componentes automotrices complejos, sensibles al precio, de gran volumen y con frecuencia críticos para la seguridad.

Los operadores de la nube han ofrecido varias estrategias de IoT destinadas a abordar las preocupaciones, pero los operadores de OT aún ven un abismo entre lo que se necesita para cumplir con sus requisitos y las arquitecturas disponibles. Afortunadamente, las nuevas arquitecturas pueden permitir a los operadores tener su pastel y comérselo también. La elección de la arquitectura del sistema correcta garantizará que sus operaciones actuales no se vean afectadas y, sin embargo, se beneficiarán de toda la optimización basada en datos, a saber:

1. Al desacoplar el software y el hardware, el costo de mantenimiento y actualización disminuye significativamente
2. Los sistemas pueden ser mucho más flexibles y responder a los requisitos cambiantes con un costo, riesgo y tiempo significativamente más bajos.
3. Los sistemas se vuelven observables, lo que abre la capacidad de recopilar datos, brindar información única y optimizaciones de ciclo cerrado.

El desafío es brindar estas capacidades mientras se mantienen los atributos esenciales de la red OT, incluido el tiempo de actividad del sistema, la funcionalidad determinista en tiempo real y la inmunidad a los ciberataques.

La arquitectura que requiere este tipo de sistema es lo que llamamos “Mission Critical Edge” que combina de forma segura los beneficios de escalamiento de la infraestructura de TI con la confiabilidad, el comportamiento determinista en tiempo real de las plataformas integradas. Los atributos incluyen;

1. Espacio de aire :Los arquitectos de sistemas deben definir y dedicar con precisión recursos de CPU, memoria y E / S a máquinas virtuales específicas. Estas máquinas virtuales deben aislarse entre sí, incluida la conectividad hacia el norte y hacia el sur. Esto permite que las aplicaciones de OT y en la nube residan en el mismo sistema
2. Capacidad de gestión de OT :El sistema debe ser flexible en la gestión y el control de la configuración y la instalación. Si bien el sistema debe administrarse localmente, la nube debe actualizar y administrar cargas de trabajo específicas.
3. Rendimiento :Debe garantizarse el rendimiento en tiempo real para las cargas de trabajo como PLC, PAC y ECU. Esto significa que el sistema que aloja las cargas de trabajo en la nube en el taller también puede tener una partición dedicada que puede ser la copia de seguridad de un PLC físico.
4. Alta disponibilidad :Alta disponibilidad implementada en diferentes niveles, dentro de un solo sistema, en dos sistemas en una celda y en toda una línea de producción.
5. Integración del marco de orquestación :Los sistemas de borde deben funcionar con un marco de gestión local o basado en la nube. Por ejemplo, los sistemas de una fábrica deben dedicar una parte de su carga de trabajo a formar clústeres de Kubernetes.

En conclusión, la arquitectura de borde de misión crítica puede permitir a los operadores de OT implementar cargas de trabajo y servicios conectados a la nube en su fábrica sin afectar sus operaciones actuales. Esto se logra al permitir que los sistemas perimetrales en la fábrica ejecuten múltiples cargas de trabajo con espacio de aire, incluidos en tiempo real, AI / ML, seguridad, etc. Además, las cargas de trabajo con espacio de aire se pueden combinar para ejecutar cargas de trabajo de contenedores orquestadas por Kubernetes.

Pavan Singh, vicepresidente de gestión de productos, Lynx Software Technologies