Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Wirtualne środowisko produkcyjne - 4 stopnie przemiany

-- czwartek, 05 styczeń 2017

Myśląc o przejściu do wirtualnego środowiska produkcyjnego, należy rozważyć kilka aspektów: harmonogram przeprowadzania modernizacji, oszacowanie potrzeb i ograniczeń, a także minimalizowanie ryzyka awarii.

Gdyby zapytać dyrektorów z branży IT, jakie priorytety działań wyznaczyli dla swoich działów na obecny rok, na długiej liście znaleźlibyśmy – oprócz bezpieczeństwa, aktualizacji systemów operacyjnych, poprawy organizacji i współpracy oraz zapewnienia lepszych możliwości działania pracownikom mobilnym – również zwiększone wykorzystanie aplikacji wirtualnych serwerów. W ankiecie, jaką w 2013 r. przeprowadził wśród 3200 kierowników działów IT portal IT Manager Daily, 53% badanych podało wirtualizację jako jeden z priorytetów, przyznając jej drugie miejsce, zaraz po ochronie danych. Wirtualizacja prowadzi do zerwania bezpośredniego połączenia pomiędzy systemami operacyjnymi a fizycznym sprzętem, na którym uruchamiane są aplikacje. Pozwala na wielokrotne użycie systemu operacyjnego z wykorzystaniem niezależnych aplikacji na tym samym sprzęcie, a także oferuje możliwość zmiany fizycznego urządzenia, bez konieczności wymiany systemu operacyjnego czy aplikacji.

Gwałtowny rozwój technologii wirtualizacji, jaki obserwujemy w ostatnich latach, jest z pewnością całkowicie zrozumiały, zważywszy na korzyści – m.in. ograniczenie kosztów i zwiększenie wydajności – jakie zyskują zakłady produkcyjne i inne podmioty decydujące się na wprowadzenie tego typu zmian w organizacji swoich działań. Pod względem wdrażania nowych technologii wiele przedsiębiorstw produkcyjnych wciąż ma jednak wiele do zrobienia – widać znaczne zróżnicowanie w zakresie zrozumienia technologii i dostępności wiedzy fachowej. Prawdopodobnie jest to związane z różnicami w procedurach roboczych, które mogą mieć wpływ na realizację projektów wirtualizacji.

Gdy pojawiają się nowinki technologiczne, które oferują tak namacalne korzyści, rozmaite podmioty od razu chcą się włączyć w nurt zmian i skorzystać z otwierających się możliwości. Niestety, często zdarza się, że podejmują one zbyt pochopne decyzje, bez należytego rozważenia specyficznych wymagań, co przecież jest niezbędne, aby zapewnić pomyślne wdrożenie. Nabiera to szczególnego znaczenia w przypadku środowiska produkcyjnego. Przyjrzyjmy się zatem bliżej czterem kwestiom koniecznym do rozważenia w takich sytuacjach, a także możliwościom, które występują jedynie w przypadku wdrożenia technologii wirtualizacji środowisk produkcyjnych.

1. Właściwe rozumienie cykli modernizacji

Zazwyczaj cykl modernizacji przebiega znacznie dłużej dla urządzeń produkcyjnych niż dla większości urządzeń IT. Jednakże coraz większa liczba urządzeń w hali produkcyjnej, których działanie oparte jest na IT, znacznie utrudnia przedsiębiorcom prognozowanie i zarządzanie budżetem przeznaczonym na modernizację. Tradycyjnie modernizacja fabrycznego sprzętu opartego na IT, np. interfejsów HMI komputerów osobistych, wymagała również przeprowadzenia kosztownej aktualizacji oprogramowania. Ponieważ sprzęt fizyczny zwykle wymaga częstszej modernizacji w porównaniu z aktualizacjami oprogramowania, przedsiębiorcy nierzadko są zmuszani do przedwczesnej aktualizacji oprogramowania. Ponadto każda zmiana sprzętowa wymaga konsultacji inżynierskich, które wiążą się z dużymi kosztami, nie wspominając już o potencjalnych przestojach w pracy.

Wirtualizacja pomaga wydłużyć okres eksploatacji systemów sprzętowych wykorzystywanych w hali produkcyjnej. W rezultacie przedsiębiorcom znacznie łatwiej jest przygotować zaplanowane, ustalone cykle modernizacji. Obecnie serwery można modernizować bez konieczności wymiany oprogramowania czy korzystania z pomocy inżynierów. W ten sposób zyskuje się znacznie dłuższy okres eksploatacji systemów oprogramowania: z 35 do 1015 lat, a nawet dłużej. Ponadto wirtualizacja pozwala przedsiębiorcom na przeprowadzanie modernizacji systemów operacyjnych w takim momencie, który najbardziej im odpowiada, a nie wtedy, gdy sprzęt fizyczny jest już przestarzały.

2. Poznanie granic własnych możliwości

Fizyczne serwery znajdujące się w centrum danych mają zapewnione stabilne środowisko, przeznaczone specjalnie do tego celu. Producenci natomiast zmagają się z wieloma ograniczeniami dotyczącymi tych serwerów, które wiążą się z ilością dostępnego miejsca, dostępną mocą i możliwościami chłodzenia, a także zdolnością do zarządzania nimi. Wirtualizacja pozwala zakładom na konsolidację serwerów, owocującą wymiernymi korzyściami w obszarze IT, pod względem mniejszych wymagań przestrzennych oraz oszczędności energii. Dodatkowe ograniczenia związane ze środowiskami produkcyjnymi jeszcze bardziej zwiększają korzyści płynące z konsolidacji. Aby zminimalizować występowanie awarii w wielu maszynach naraz, producenci zwykle uruchamiają jedną aplikację na danym serwerze fizycznym. Nie tylko zwiększa to niepotrzebnie liczbę serwerów – z których każdy wymaga konserwacji, wytwarza ciepło i zużywa energię, ale również doprowadza do bardzo niskiego stopnia wykorzystania dostępnych w nich możliwości. Typowy serwer x86 wykorzystuje jedynie 1015% całkowitej wydajności jednostki centralnej CPU. Dzięki wirtualizacji producenci mogą w bezpieczny sposób używać wspólnych aplikacji na jednym serwerze, co pozwala na konsolidację serwerów, zapewniającą znacznie wyższy stopień ich wykorzystania. Konsolidacja również pomaga uprościć czynności konserwacyjne, zmniejsza ilość wytwarzanego ciepła, a także obniża koszty zużycia energii.

3. Analiza wymagań z zakresu zarządzania

Architektura sprzętowa wymagana w procesach produkcji cechuje się znacznie wyższym stopniem złożoności w porównaniu z innymi branżami przemysłu. Typowe instalacje znajdujące się w hali produkcyjnej stanowią zwykle kombinację starszych komputerów stacjonarnych, przemysłowych laptopów, klienckich terminali komputerowych (thin client) oraz tabletów. Używanie rozproszonych stacji roboczych pozwala producentom na zwiększenie mocy obliczeniowej, elastyczną kontrolę użytkownika oraz sprawia… przyjemność z korzystania z tych urządzeń. Z modelem tym wiąże się jednak również wiele utrudnień dotyczących zarządzania stacjami roboczymi, takich jak wysokie koszty operacyjne konfiguracji, zarządzanie poprawkami oraz pomoc techniczna. Co więcej, stanowi to zagrożenie dla bezpieczeństwa danych i zarządzania nimi.

Wirtualizacja pomaga scentralizować kontrolę oraz zarządzanie stacjami roboczymi operatorów i inżynierów, a to obniża koszty związane z obsługą i wsparciem technicznym sprzętu znajdującego się na stacjach roboczych. Od strony serwera monitorowanie wszystkich serwerów hosta oraz maszyn wirtualnych jest scentralizowane, a nowe maszyny wirtualne można wprowadzać, wykorzystując ustalony szablon. Centralizacja znacznie upraszcza sposób zarządzania zainstalowanymi aplikacjami, a także daje użytkownikom możliwość szybkiego wyłączenia lub resetowania maszyn wirtualnych, bez konieczności fizycznej obecności w hali produkcyjnej.

Z korzyści płynących z wirtualizacji serwerów mogą też skorzystać klienci. Takie podejście sprawia, że oprogramowanie staje się niezależne od sprzętu, co oferuje znaczną elastyczność przy wyborze urządzeń. Szybki dostęp do stanu wszystkich bieżących klientów w systemie zapewnia lepszą przejrzystość tego, co się dzieje w hali produkcyjnej. Aktualizacje oprogramowania oraz poprawki mogą być instalowane centralnie. Problematyczne urządzenia da się zresetować, a nowe systemy zainstalować według ujednoliconych zasad i procedur. Również odzyskiwanie awaryjne jest scentralizowane, a zabezpieczenia są jeszcze doskonalsze dzięki możliwości centralnego nadawania lub odbierania uprawnień dostępu.

4. Minimalizowanie awaryjności

Jeśli przestoje to największy i zajadły wróg produkcji, wirtualizację można przedstawić jako walczącego z nim rycerza na białym koniu. Wprowadzenie tej technologii i podejścia organizacyjnego zapewnia lepszą dostępność, która przekłada się na większą niezawodność i krótszy czas przestojów. Dzięki wirtualizacji awaria maszyny nie oznacza automatycznie przestoju, jak to często bywa w przypadku fizycznych serwerów. Serwery hosta monitorują pod kątem wystąpienia awarii siebie nawzajem, a także maszyny wirtualne. W przypadku usterki maszyny wirtualnej następuje jej automatyczne ponowne uruchomienie w innej lokalizacji o dostępnych zasobach. Ponadto opcje odporności na błędy pozwalają na to, aby maszyny wirtualne działały jednocześnie na dwóch serwerach fizycznych, co zapewnia w razie potrzeby sprawne przejście na pracę awaryjną. W ten sposób powstaje całkiem sprawnie działający mechanizm redundancji w obsłudze aplikacji przemysłowych i produkcyjnych.

Pomyślne wdrożenie wirtualizacji w środowiskach produkcyjnych wymaga rozważenia wielu specyficznych czynników. Współpraca z wykwalifikowanymi specjalistami pomoże usprawnić ten proces – ci z nich, którzy oferują usługi sieci automatyki oraz bezpieczeństwa, mogą wyspecjalizować się w branży produkcji i IT. Taki zespół, fachowców od wirtualizacji, jest w stanie zapewnić usługi i wsparcie w zakresie:

→ oceny bieżącego stanu centrum danych przedsiębiorstwa,

→ zaprojektowania i zaplanowania infrastruktury wirtualnej,

→ zakupu, instalacji oraz konfiguracji wirtualnej infrastruktury.

Autor: Chris Di Biase jest głównym konsultantem ds. usług sieci i bezpieczeństwa w firmie Rockwell Automation.

Tekst pochodzi z nr 6/2016 magazynu "Control Engineering". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.


Przeczytaj także

Wykorzystanie IIoT do usprawnienia działań w zakładach przemysłowych
Więcej danych to po prostu więcej informacji do przetworzenia – i tyle. Kluczem do dobrej orientacji w funkcjonowaniu zakładu przemysłowego i do właściwego wykorzystania Przemysłowego Internetu... więcej »
Mobilne roboty przemysłowe Omron do błyskawicznego, niezawodnego i ekonomicznego przenoszenia materiałów w dynamicznych środowiskach
Firma Omron wprowadza z dniem 20 stycznia 2017 r. nową linię produktową — mobilne roboty przemysłowe, platformę LD. Mobilne roboty Omron zapewniają wyższą wydajność i większe oszczędności w procesach... więcej »
Do 2019 r. udomowimy 42 mln robotów. A w fabrykach wesprą nas coboty
W domu sprzątają i gotują, a w fabrykach usprawniają procesy produkcji, montażu czy transportu – według raportów Międzynarodowej Federacji Robotyki na świecie rośnie popyt na roboty, które... więcej »
Raport: Gdzie te Fabryki 4.0?
Gdy wszyscy dookoła mówią o nadciągającym Przemyśle 4.0, warto określić, ile z tej niemal mitycznej przyszłości, która na naszych oczach ma się stać teraźniejszością, już na polskim rynku... więcej »
18 mld dolarów – tyle wart będzie rynek rozwiązań klasy MES do 2022 roku
Zgodnie z raportem Markets & Markets Manufacturing Execution System Market, wartość globalnego rynku rozwiązań klasy MES będzie zwiększać się rok do roku średnio o 13%. W 2020 r. osiągnie poziom 18... więcej »
Finał konkursu „Leaders<40”
Redakcje magazynów Control Engineering Polska oraz Inżynieria i Utrzymanie Ruchu już po raz drugi wybrały wyróżniających się na polskim rynku inżynierów, którzy nie ukończyli czterdziestego roku... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Webinaria Rockwell Automation
2017-03-03 - 2017-06-16
Miejsce: Online
Targi ELEKTROTECHNIKA
2017-03-22 - 2017-03-24
Miejsce: Warszawa
NI Automotive Forum 2017
2017-04-06 - 2017-04-06
Miejsce: Katowice
Przemysł 4.0 Konferencja & wystawa
2017-04-11 - 2017-04-11
Miejsce: Warszawa

Katalog

Siemens sp. z o.o
Siemens sp. z o.o
Żupnicza 11
03-821 Warszawa
tel. +48 22 970 9542

ASTOR Sp. z o.o.
ASTOR Sp. z o.o.
Smoleńsk 29
31-112 Kraków
tel. 12 428 63 00

Balluff Sp. z o.o.
Balluff Sp. z o.o.
Graniczna 21A
54-516 Wrocław
tel. 71 338 49 29

Turck sp. z o.o.
Turck sp. z o.o.
Wrocławska 115
45-836 Opole
tel. 77 443 48 00

zobacz wszystkie




SONDA


tak
nie
nie wiem


Wydania specjalne

O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce