Julho de 2021 Opinião do Visitante:Para Cloud ou não para Cloud; Uma encruzilhada para executivos que gerenciam redes OT

  28 de julho de 2021  

A mudança de onde ocorre a funcionalidade de computação variou nas últimas décadas de centralizada (lembra-se de plataformas como mainframes e thin clients?) para distribuída. Ultimamente, tem havido muito sobre a ascensão da Edge Computing. Em vez de um estado final, este é apenas mais um marco na evolução contínua do sistema de arquiteturas de sistema. Neste artigo, vou apresentar um argumento para uma mudança, ao longo do tempo, de volta para a nuvem.

Quando a Indústria 4.0 começou, o conceito principal era realmente sobre tudo definido por software. Esperava-se que a quarta revolução industrial proporcionasse ainda mais automação do que a terceira, criando uma ponte entre os mundos físico e digital. Conseguir isso exigiu uma mudança de controles industriais fixos e centralizados para aqueles que poderiam se adaptar às mudanças nas necessidades do mercado e / ou feedback do próprio ambiente. O que isso significou foi uma mudança em direção aos sistemas definidos por software. Os PLCs que eram imaginados como uma entrada física com IOs, agora serão uma carga de trabalho de contêiner em uma grande plataforma. Em um nível muito mais alto, isso muda inerentemente a forma como o físico, o digital e os humanos interagem. As máquinas compostas por controladores dedicados que não são atualizados ou alterados agora serão acionadas por PCs industriais definidos por software que podem tanto acionar as máquinas quanto entender e se adaptar ao ambiente.

Há uma grande inovação em andamento com os provedores de nuvem agora. Pode-se dizer que estamos na Guerra das Nuvens. Se eu me concentrar na América do Norte e na Europa por um momento (ou seja, excluir o ecossistema da China com Ali Baba, Baidu e Tencent), os três principais provedores de nuvem avançam com produtos cada vez mais inovadores e completos. Eles também reconheceram a preocupação dos clientes finais de estarem vinculados a um único provedor de nuvem. Por exemplo, a plataforma de software Anthos do Google, anunciada em 2019, oferece uma maneira única e consistente de gerenciar cargas de trabalho do Kubernetes em ambientes de nuvem pública e local.

Para o executivo de OT, a conectividade com esse tipo de funcionalidade oferece perspectivas tentadoras para a eficácia do sistema por meio do acesso a vários serviços, incluindo data lakes, streaming analytics, armazenamento de dados, gerenciamento de segurança IoT e monitoramento. Estamos ouvindo de clientes que a implementação local de funcionalidade semelhante pode ser duas a três vezes mais cara. Acreditamos que a lacuna de custos continuará crescendo.

As organizações de TI em quase todos os setores estão em transição ou já migraram para o aproveitamento de serviços em nuvem. Os operadores de OT têm, entretanto, sido lentos em adotar técnicas baseadas em nuvem. Mesmo que a mudança para a nuvem libere o operador de OT de tarefas de manutenção, como provisionamento, instalação, atualizações e patches, ele ainda deseja manter o controle e limitar a ameaça de vulnerabilidades de segurança cibernética. Em parte, é porque essa conversa entra em conflito com a cultura enraizada nos líderes de OT de ficar longe da influência das organizações de TI e permanecer tão independente para suporte de compras e gerenciamento de sua infraestrutura de tecnologia.

Algumas das operadoras percebem que, em face das crescentes pressões de custo, a mudança para a nuvem pode simplificar suas operações e permitir que sejam mais flexíveis na ampliação e redução. Na indústria de manufatura, vimos mais coisas de domínio público da Microsoft e de sua base de clientes, que se baseiam em uma base de décadas de negócios e familiaridade com fornecedores em torno da tecnologia Windows®. Isso foi inicialmente focado em casos de uso de manutenção preditiva e melhoria de qualidade.

1. A indústria de alimentos, pioneira em embalagens Tetra Pak, emprega novas ferramentas digitais que permitem que suas máquinas conectadas à nuvem prevejam exatamente quando o equipamento precisa de manutenção. Ao conectar as linhas de empacotamento à nuvem do Microsoft Azure, a Tetra Pak pode coletar dados operacionais para ajudar a prever o tempo de manutenção informado.
   
   
2. Os fabricantes têm uma nova abordagem para manter a qualidade em ambientes de manufatura de alto volume, graças à chegada de inteligência artificial (IA) competente e econômica. Os operadores podem analisar as imagens das câmeras em tempo real para identificar e marcar widgets com defeito, seja física ou virtualmente. Potencialmente, tornou-se possível inspecionar cada peça que sai da linha - algo que não era econômico nem prático usando operadores humanos. Esta solução é particularmente valiosa na fabricação de componentes automotivos complexos, sensíveis ao preço, de alto volume e frequentemente críticos para a segurança.

Os operadores de nuvem ofereceram várias estratégias de IoT destinadas a abordar as preocupações, mas os operadores de OT ainda veem um abismo entre o que é necessário para atender aos seus requisitos e as arquiteturas disponíveis. Felizmente, novas arquiteturas podem permitir que os operadores tenham seu bolo e comê-lo. A escolha da arquitetura de sistema certa irá garantir que suas operações atuais não sejam afetadas e ainda assim eles podem se beneficiar de toda a otimização baseada em dados, a saber:

1. Ao desacoplar software e hardware, o custo de manutenção e atualização diminui significativamente
2. Os sistemas podem ser muito mais flexíveis e responder às mudanças de requisitos com custo, risco e tempo significativamente mais baixos.
3. Os sistemas se tornam observáveis, o que abre a capacidade de coletar dados, fornecer percepções exclusivas e otimizações de ciclo fechado.

O desafio é fornecer esses recursos enquanto mantém os atributos essenciais da rede OT, incluindo tempo de atividade do sistema, funcionalidade determinística em tempo real e imunidade a ataques cibernéticos.

A arquitetura que esse tipo de sistema exige é o que chamamos de “Missão Crítica Edge”, combinando com segurança os benefícios de dimensionamento da infraestrutura de TI com a confiabilidade e o comportamento determinístico em tempo real das plataformas embarcadas. Os atributos incluem;

1. Airgapping :Os arquitetos de sistema devem definir e dedicar com precisão recursos de CPU, memória e E / S a máquinas virtuais específicas. Essas VMs precisam ser isoladas umas das outras, incluindo a conectividade norte e sul. Isso permite que os aplicativos OT e em nuvem residam no mesmo sistema
2. Gerenciabilidade OT :O sistema deve ser flexível no gerenciamento e controle da configuração e instalação. Embora o sistema deva ser gerenciado localmente, cargas de trabalho específicas devem ser atualizadas e gerenciadas pela nuvem.
3. Desempenho :O desempenho em tempo real deve ser garantido para as cargas de trabalho, como PLCs, PACs e ECUs. Isso significa que o sistema que hospeda as cargas de trabalho em nuvem na fábrica também pode ter uma partição dedicada que pode ser o backup de um PLC físico.
4. Alta disponibilidade :Alta disponibilidade implementada em diferentes níveis, dentro de um único sistema, em dois sistemas em uma célula e em uma linha de produção inteira.
5. Integração da estrutura de orquestração :Os sistemas de ponta precisam trabalhar com uma estrutura de gerenciamento local ou baseada em nuvem. Por exemplo, os sistemas em uma fábrica devem dedicar uma parte de sua carga de trabalho para formar clusters Kubernetes.

Em conclusão, a arquitetura de ponta de missão crítica pode permitir que os operadores de OT implantem serviços e cargas de trabalho conectados à nuvem em seu chão de fábrica sem afetar suas operações atuais. Isso é conseguido permitindo que os sistemas de borda no chão de fábrica executem várias cargas de trabalho com intervalo de ar, incluindo tempo real, AI / ML, segurança etc. Além disso, as cargas de trabalho com intervalo de ar podem ser combinadas para executar cargas de trabalho de contêiner orquestradas do Kubernetes.

Pavan Singh, vice-presidente de gerenciamento de produtos, Lynx Software Technologies