Architektura usieciowionego przedsiębiorstwa

Źródło: www.lnttechservices.com

Automatyka przemysłowa, konwencjonalne rozwiązanie dla osiągnięcia szczytowej wydajności produkcji, współcześnie w coraz większym stopniu wymaga wieloplatformowych połączeń sieciowych z odbiorcami informacji w całym przedsiębiorstwie, tak aby mogła wykorzystać zalety inteligentnej produkcji w erze Przemysłu 4.0. W jaki sposób? Przeanalizujmy uczestniczące w tym platformy, procesy, produkty i ludzi.

Rozwiązania techniczne i funkcje automatyki były tradycyjnie postrzegane i w szerokim stopniu zachwalane jako droga do osiągnięcia szczytowej wydajności produkcji. Wraz z pojawieniem się koncepcji Przemysłu 4.0 staje się coraz bardziej jasne, że fundamentem konstrukcyjnym inteligentnej produkcji jest usieciowienie przedsiębiorstw.

Niektóre organizacje chcą szybko przyłączyć się do tego trendu, inne zaś przyjmują bardziej pasywną postawę oczekiwania i obserwowania. Przy trendach takich jak usieciowione przedsiębiorstwo (interconnected enterprise) sposób działania w zakresie jego realizacji może być czymś pośrednim między tymi dwoma ekstremalnymi rozwiązaniami. Przykładem może być nasza niedawna kooperacja z pewnym producentem piwa. Klient ten okazał zainteresowanie inteligentnymi okularami (goglami) Microsoft Hololens, wykorzystującymi technologię rozszerzonej rzeczywistości (AR – augmented reality), które pomogą jego pracownikom w identyfikowaniu uszkodzonych, przeciekających zaworów w browarze.

Świat zmienia się szybko. W rzeczywistości sposób myślenia w samym przemyśle również nieco się zmienił. Liderzy branży przenieśli zainteresowanie od połączonych w sieci urządzeń do usieciowionych przedsiębiorstw, z całkowicie zmienionymi architekturami sieci i systemów, które są raczej dynamiczne i zintegrowane, niż bazujące na rozwiązaniach serwerowych, wielkich bazach danych z klientami sieciowymi. Przedsiębiorstwa te, wykorzystując strategię interconnection-first (wzajemnych połączeń na pierwszym miejscu) mogą łączyć swoich klientów, partnerów oraz innych kluczowych zainteresowanych ze wszystkim, wszędzie i na dowolnej platformie.

W związku z tymi korzyściami Jeremy Deutsch z firmy Equinix powiedział w ubiegłym roku, że liczba usieciowionych przedsiębiorstw zwiększy się ponad dwukrotnie. Ta prognoza łączy się też z oczekiwaniem rozrastania się cyfrowego świata – przewiduje się, że liczba danych na świecie wzrośnie do 44 zettabajtów w 2020 roku.

Koncepcja usieciowionych przedsiębiorstw w pewnym zakresie kwestionuje pogląd, że wydajność produkcji osiąga szczyt dzięki wykorzystaniu automatyki. Koncepcja ta oferuje bowiem nowe sposoby zwiększania produkcji, zróżnicowania wyrobów oraz rozrastania się przedsiębiorstw – przez przesyłanie informacji w czasie rzeczywistym między różnymi działami tych organizacji. Na przykład przedsiębiorstwa mogą przyśpieszyć opracowanie nowego produktu, ułatwić współpracę w łańcuchu dostaw, ulepszyć realizowane operacje oraz zwiększyć niezawodność maszyn, która obecnie wynosi średnio 78,3%, co znacznie odbiega od ideału 100%.

Podczas gdy dane czasu rzeczywistego zwykle pochodzą z technologii operacyjnych (OT – operational technology), to informacje transakcyjne dotyczące logistyki, magazynów, kontroli jakości oraz kondycji finansowej pochodzą z technologii informatycznych (IT – information technology). W usieciowionych przedsiębiorstwach ma miejsce konwergencja (zbieganie się) technologii OT i IT, co tworzy podstawę zwiększania konkurencyjności i wydajności produkcji tych firm.

Infonomika cyfrowa (digital infonomics, przyporządkowanie wartości ekonomicznej informacjom cyfrowym) jest kluczową częścią tego procesu. Z założenia ma ona służyć jako platforma dla podejmowania decyzji opartych na danych (data-driven decision making) na masową skalę. Chociaż ta koncepcja przemawia do wielu przedsiębiorstw, to nie została jeszcze w pełni wykorzystana, głównie z powodu braku niezawodnego planu wdrożenia i odpowiedniego podejścia w całym przedsiębiorstwie, które spoczywa na czterech filarach operacyjnych: platformie, ludziach, procesie i produkcie.

Usieciowione przedsiębiorstwo łączy sieci Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT – Industrial Internet of Things) z platformami technologii operacyjnej oraz informatycznej w celu zwiększenia produkcji, zróżnicowania wyrobów oraz wspierania rozrostu przedsiębiorstwa poprzez przepływ informacji w czasie rzeczywistym pomiędzy różnymi działami tej organizacji.

Tworzenie usieciowionych przedsiębiorstw

Dobrym punktem startowym dla utworzenia usieciowionego przedsiębiorstwa jest wybór i wykorzystanie odpowiednich technologii cyfrowych. Są to zaawansowane technologie, które zbierają w czasie rzeczywistym dane dotyczące odmian i wad produktu oraz ogólnej wydajności produkcji. Podczas gdy technologia cyfrowa wspiera bezpieczne, zgodne z normami i przepisami oraz niezawodne operacje, to wprowadza ona także nowe punkty połączeniowe. W wyniku tego wzrasta cyberzagrożenie dla środowiska produkcyjnego, co tworzy potrzebę posiadania cyberbezpiecznej infrastruktury sieciowej, która wykorzystuje Ethernet.

Przy przeciętnych pełnych kosztach ewentualnego wykradzenia danych wynoszących 4 mln USD, w pierwszej kolejności muszą być rozwiązane kwestie zapewnienia cyberbezpieczeństwa. Technologia łańcuchów blokowych oraz usługa SECaas (security-as-a-service, bezpieczeństwo jako usługa) to niektóre z opcji zabezpieczania usieciowionych przedsiębiorstw na poziomie ludzi, procesów, urządzeń i danych. W środowiskach publicznych chmur obliczeniowych programy zarządzania bezpieczeństwem danych są inną opcją, którą prawdopodobnie wykorzystało w 2018 roku około 20% organizacji.

Połączenia wzajemne: 4 warstwy

Wydaje się, że ostatecznie wdrożenie architektury zorientowanej na połączenia wzajemne (IOA – interconnection-oriented architecture) stanie się preferowaną drogą tworzenia usieciowionych przedsiębiorstw. Zapewnia ono bowiem nie tylko bezpieczne wzajemne połączenie pracowników, partnerów, chmur, lokalizacji i urządzeń, ale także stanowi fundament dla wymiany danych i handlu elektronicznego.

Aby posiadać architekturę IOA, przedsiębiorstwa będą musiały stworzyć w swoich systemach sieciowych cztery warstwy: sieciową, bezpieczeństwa, danych i aplikacji. Po usprawnieniu topologii sieci należy w kolejnym etapie opracować cyberzabezpieczenia. Na koniec aplikacje będą musiały zostać zintegrowane z różnymi punktami styku, takimi jak informatyczne systemy sterowania procesami produkcji (SCADA – supervisory control and data acquisition system) i systemy realizacji produkcji (MES – manufactiring execution system).

Operacje na krawędzi cyfrowej

W architekturze IOA chodzi tylko o stworzenie technologii przygotowawczej dla tzw. krawędzi cyfrowej (digital edge), czyli miejsca zbiegania się świata wirtualnego z rzeczywistym. Ponadto dla celów adopcji modelu krawędzi cyfrowej wymagana jest migracja aplikacji, danych i centrów danych do obszarów tej krawędzi, wraz ze wsparciem usług kolokacji centrów danych. Model ten skraca dystans pomiędzy przedsiębiorstwami, użytkownikami i partnerami, tworząc jeden „rynek” wymiany danych.

Posiadając taką jasną mapę drogową, 76% firm z Hongkongu zaplanowało wdrożenie architektury wzajemnych połączeń do 2017 roku, podczas gdy 84% z nich wdroży wzajemne połączenia z wieloma chmurami w ciągu następnych kilku lat. W Singapurze 84% organizacji zaczęło swą podróż ku usieciowieniu w 2017 roku częściowo dlatego, ponieważ ta strategia przyniosła ponad 10 mln USD zysków i oszczędności kosztów.

Wszystko to nie wygląda jednak całkiem różowo i obawy dotyczące zwrotu z inwestycji we wzajemnie połączone ekosystemy często pojawiają się na szczytach technologicznych oraz zebraniach zarządów firm na całym świecie. Pozostaje mieć tylko nadzieję, że ta fala nowych technologii zabierze nas kilka kroków dalej niż do miejsca, w które obiecywała zabrać ostatnia fala.


Amit Chadha – prezes, dyrektor ds. sprzedaży i rozwoju biznesu, członek zarządu firmy L&T Technology Services.