Opinión invitada julio 2021: ¿Deberían los ejecutivos OT adoptar la nube? Una decisión estratégica para redes modernas

28 de julio de 2021

El cambio de dónde ocurre la funcionalidad de computación ha variado en las últimas décadas desde centralizado (¿recuerdas plataformas como mainframes y clientes ligeros?) a distribuido. Recientemente, ha habido mucho sobre el auge del Edge Computing. Más que un estado final, esto es solo otro hito en la evolución continua de arquitecturas de sistema de sistemas. En este artículo, voy a argumentar a favor de un cambio, con el tiempo, de vuelta hacia la Nube.

Cuando empezó la Industria 4.0, el concepto principal era realmente sobre todo definido por software. La cuarta revolución industrial se esperaba que entregara aún más automatización que la tercera revolución al tender puentes entre los mundos físico y digital. Lograr esto requería un cambio desde controles industriales centralizados y fijos a aquellos que pudieran adaptarse a necesidades cambiantes del mercado y/o retroalimentación del entorno mismo. Lo que esto significaba era un cambio hacia sistemas definidos por software. Los PLCs que se imaginaban como una entrada física con IOs, ahora serán una carga de trabajo en contenedor en una gran plataforma. En un nivel mucho más alto, esto cambia inherentemente cómo lo físico, lo digital y los humanos interactúan. Las máquinas compuestas por controladores dedicados que no se actualizan o cambian ahora serán impulsadas por PCs industriales definidas por software que pueden tanto impulsar las máquinas como entender y adaptarse a su entorno.

Hay gran innovación en marcha con proveedores cloud ahora mismo. Se podría decir que estamos en las Guerras de la Nube. Si me enfoco en Norteamérica y Europa por un momento (es decir, excluyendo el ecosistema en China con Ali Baba, Baidu y Tencent), los tres principales proveedores cloud impulsan hacia adelante con productos cada vez más innovadores y completos. También han reconocido la preocupación de los clientes finales de estar atados a un solo proveedor cloud. Como ejemplo, la plataforma de software Anthos de Google, anunciada en 2019, ofrece una forma única y consistente de gestionar cargas de trabajo Kubernetes a través de entornos on-prem y cloud públicos.

Para el ejecutivo OT, la conectividad a este tipo de funcionalidad ofrece perspectivas tentadoras para la efectividad del sistema a través de acceso a varios servicios, incluyendo lagos de datos, analíticas de streaming, almacenamiento de datos, gestión de seguridad IoT, y monitorización. Estamos escuchando de clientes que la implementación de funcionalidad similar on-prem puede ser dos o tres veces más cara. Creemos que la brecha de coste seguirá creciendo.

Las organizaciones de TI en casi todas las industrias están transitando o han transitado a aprovechar servicios cloud. Los operadores OT han sido, sin embargo, lentos en adoptar técnicas basadas en cloud. Aunque moverse a la Nube alivia al operador OT de tareas de mantenimiento como aprovisionamiento, instalación, actualizaciones, y parches, todavía quieren mantener el control y limitar la amenaza de vulnerabilidades de ciberseguridad. En parte, es porque esta conversación choca con la cultura arraigada en líderes OT de mantenerse alejados de la influencia de organizaciones de TI y permanecer lo más independientes posible para soporte de adquisiciones y gestión de su infraestructura tecnológica.

Algunos operadores se dan cuenta que frente a presiones de coste crecientes, moverse a Cloud podría simplificar sus operaciones y permitirles ser más flexibles escalando arriba y abajo. En la industria manufacturera, hemos visto más en el dominio público de Microsoft y su base de clientes que construye sobre una base de décadas de familiaridad de negocio y proveedores alrededor de tecnología Windows®. Esto se ha centrado inicialmente en casos de uso de mantenimiento predictivo y mejora de calidad.

1. La industria alimentaria, el pionero del envasado Tetra Pak, emplea nuevas herramientas digitales que permiten a sus máquinas conectadas a cloud predecir exactamente cuándo el equipo necesita mantenimiento. Al conectar líneas de envasado a Microsoft Azure Cloud, Tetra Pak puede recopilar datos operativos para ayudar a predecir tiempos de mantenimiento informados.
   
   
2. Los fabricantes tienen un nuevo enfoque para mantener la calidad en entornos de manufactura de alto volumen gracias a la llegada de inteligencia artificial (IA) competente y rentable. Los operadores pueden analizar feeds de cámara en tiempo real para tener widgets defectuosos identificados y etiquetados ya sea física o virtualmente. Potencialmente, se ha vuelto posible inspeccionar cada pieza que sale de la línea —algo que no era ni económico ni práctico usando operadores humanos. Esta solución es particularmente valiosa en manufactura de componentes automotrices complejos, sensibles al precio, alto volumen y frecuentemente críticos para la seguridad.

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

1. Al desacoplar software y hardware, el coste de mantenimiento y actualización disminuye significativamente
2. Los sistemas pueden ser mucho más flexibles y responder a requisitos cambiantes con coste, riesgo y tiempo significativamente menores.
3. Los sistemas se vuelven observables, lo que abre la capacidad de recopilar datos, entregar insights únicos y optimizaciones de bucle cerrado.

El desafío es entregar estas capacidades mientras se mantienen los atributos vitalmente esenciales de la red OT, incluyendo tiempo de actividad del sistema, funcionalidad determinista en tiempo real e inmunidad a ciberataques.

La arquitectura que este tipo de sistema requiere es a lo que nos referimos como "Edge de Misión Crítica" combinando de forma segura los beneficios de escalado de infraestructura TI con la fiabilidad, comportamiento determinista en tiempo real de plataformas embebidas. Atributos incluyen;

1. Airgapping: Los arquitectos de sistema deben definir y dedicar precisamente CPU, memoria y recursos IO a máquinas virtuales específicas. Estas VMs necesitan estar aisladas entre sí incluyendo la conectividad northbound y southbound. Esto permite que aplicaciones OT y cloud residan en el mismo sistema
2. Gestionabilidad OT: El sistema debería ser flexible en la gestión y control de la configuración y setup. Mientras el sistema debería ser gestionado localmente, cargas de trabajo específicas deberían ser actualizadas y gestionadas por la Nube.
3. Rendimiento: El rendimiento en tiempo real debe garantizarse para cargas de trabajo como PLCs, PACs y ECUs. Esto significa que el sistema que aloja las cargas de trabajo cloud en la planta también puede tener una partición dedicada que puede ser el respaldo para un PLC físico.
4. Alta Disponibilidad: Alta disponibilidad implementada en diferentes niveles, dentro de un solo sistema, a través de dos sistemas en una celda y a través de una línea de producción completa.
5. Integración de Marco de Orquestación: Los sistemas edge necesitan trabajar con marco de gestión ya sea local o cloud-based. Por ejemplo, sistemas a través de una fábrica deberían dedicar una porción de su carga de trabajo para formar clústeres Kubernetes.

En conclusión, la arquitectura edge de misión crítica puede permitir a los operadores OT desplegar servicios y cargas de trabajo conectados a Cloud en su planta de fábrica sin afectar sus operaciones actuales. Esto se logra permitiendo que los sistemas edge en la planta de fábrica ejecuten múltiples cargas de trabajo airgapped incluyendo tiempo real, IA/ML, seguridad etc. Además, de las cargas de trabajo airgapped pueden combinarse para ejecutar cargas de trabajo de contenedores orquestados por Kubernetes.

Pavan Singh, VP Gestión de Producto, Lynx Software Technologies