Jak informatyka wpływa na ewolucję układów sterowania?

Fot. Fotolia

W ciągu ostatniej dekady nastąpiło istotne przesunięcie paradygmatu dotyczącego roli i znaczenia działów informatyki (IT) oraz automatyki w strukturze organizacyjnej firm. Informatyka zwiększyła swój wpływ w niektórych obszarach, którymi tradycyjnie zajmowała się automatyka. To skutek konwergencji informatyki i technologii operacyjnej (OT) w aplikacjach przemysłowych.

Coraz więcej firm przy realizacji najważniejszej części projektów dotyczących układów automatyki i sterowania – zaopatrzenia oraz dopasowania do wymagań klienta – polega na swoim personelu działów informatycznych (IT). To przesunięcie w stronę klienta przekształca całą branżę. Producenci automatyki i sterowania oraz integratorzy systemów muszą reagować, modyfikując w rozmaity sposób własne podejście do rynku.

Ów zmieniający się rynek rodzi wyzwania i okazje – niektórym dostawcom nie uda się przystosować do nowych potrzeb i wymagań klientów, inni wykorzystają przesunięcie w sile nabywczej, aby lepiej konkurować w swoich branżach.

W zrozumieniu sposobu, w jaki informatyka zmienia obecnie rynek automatyki i sterowania, pomocna jest znajomość przyczyn tej transformacji.

Ethernet jako magistrala danych

Przez długi czas sieci Ethernet były podstawowym i standardowym informatycznym medium komunikacyjnym. Często spełniały rolę swego rodzaju linii podziału między firmowymi działami automatyki i informatyki. Tym, co wiązało się z Ethernetem, zajmował się dział informatyki, zaś wszystko, co było zorientowane na biznes i obsługę bezpośrednią urządzeń, stanowiło zakres działań zespołu automatyki. W ciągu ostatniej dekady bariera ta zniknęła.

Obecnie większość klientów preferuje standard Ethernet jako magistralę danych dla układów automatyki. Łatwo ją wdrożyć z pomocą personelu własnego lub wyspecjalizowanych firm. Co więcej, pasuje ona do istniejących infrastruktur, zaś pracownicy działów informatyki mogą zarządzać nią, wykorzystując klasyczne, sprawdzone narzędzia i praktyki.

W wyniku tego procesu osobne firmowe działy automatyki coraz częściej nie są już potrzebne do utrzymywania w ruchu sieci układów automatyki i sterowania. W wielu przypadkach rolę tę przejęli informatycy. Zazwyczaj współpracują oni bezpośrednio z integratorami systemów w projektowaniu sieci dla automatyki i sterowania oraz organizacji funkcji sterowania i monitoringu urządzeń.

Cyberbezpieczeństwo sprawą informatyki

Coraz częściej zdarzające się cyberataki na układy automatyki i sterowania spowodowały, że firmy ponownie zaczęły analizować swoje podejście do cyfrowego bezpieczeństwa. Niewiele z nich zatrudnia osobny personel, który by się tym zajmował. Firmy polegają na jedynym zespole, jaki w tej kwestii mają, czyli własnym dziale IT.

Niestety, mało jest podmiotów zewnętrznych, które mogłyby pomóc informatykom w tym obszarze. Cyberbezpieczeństwo w automatyce i sterowaniu jest wciąż nową dziedziną, dla której opracowano dotąd niewiele norm i standardów. Podejście do tego problemu polega obecnie na adaptowaniu procedur z jedynego obszaru, z jakiego można to uczynić, czyli standardów obowiązujących w zakresie informatyki.

Za architekturę rozwiązań dla projektów układów automatyki i sterowania ponoszą więc coraz częściej odpowiedzialność informatycy. Poza kwestiami bezpieczeństwa zobowiązanie to przynosi ze sobą wymagania wobec cyklu życia tworzonego rozwiązania. Aby spełnić te potrzeby, działy informatyków muszą zaangażować się w prace nad projektami układów automatyki i sterowania.

Redukcje personelu

Wszystkie firmy szukają sposobów na poprawę swoich wyników finansowych. Wiele z nich, aby zwiększyć zyski, zredukowało w niektórych obszarach personel. Zostały tym szczególnie dotknięte działy automatyki, których część zadań przydzielono informatykom.

To wywołało w niektórych firmach efekt „śnieżnej kuli” – kierownictwo obarcza mniejszą odpowiedzialnością swój zredukowany już personel działów automatyki, przekazuje zadania informatykom, a następnie znowu redukuje liczbę automatyków.

Ponieważ technologia zaciera linię podziału między tymi dwiema grupami specjalistów, automatycy zaczynają pracować pod presją ze strony informatyków. Wiele zespołów informatyków przeszło do modelu działań zdalnych, w którym personel nie musi już znajdować się na miejscu, w zakładzie. Pracownicy działów automatyki stają przed podobnymi wyzwaniami.

Czynniki finansowe a podejmowanie decyzji

Powyższe zmiany osiągnęły kulminację w postaci czynnika napędzającego: to informatyka kontroluje teraz środki finansowe przeznaczane na niektóre projekty wyższego poziomu. Gdy bowiem dział IT staje się podstawową komórką zainteresowaną projektami obejmującymi wykorzystanie komputerów i sieci w układach automatyki i sterowania, do jego budżetu trafia część środków, które poprzednio otrzymywali inżynierowie automatycy. W niektórych firmach dział informatyki stał się również podstawowym nabywcą sprzętu sieciowego i komputerowych układów sterowania dla personelu działu technologii operacyjnej (OT).

Informatyka głównym punktem odniesienia

Klienci zorientowani coraz bardziej na kwestie informatyczne modyfikują zakupowe trendy, co jednocześnie zmienia sposób, w jaki producenci projektują i wprowadzają na rynek swoje wyroby. Przekształcenia dotyczą też tego, jak integratorzy systemów sprzedają swoje usługi. Wszystko składa się na przedefiniowanie pojęcia „sukcesu” związanego z danym produktem – z punktu widzenia klienta. Poniżej podano kilka przykładów skutecznych działań tego typu, widzianych z perspektywy informatyków:

Wsparcie

To podstawowa rola zespołów informatyków. Inwestują oni w narzędzia i metody zarządzania działaniami, aby wesprzeć firmowe procesy – przy czym niektóre innowacje i standardy (takie jak zdalny dostęp do urządzeń) zredukowały obciążenie działów IT.

Zespoły IT oczekują teraz, aby produkty z kategorii automatyki i sterowania ułatwiały im realizację działań związanych ze wsparciem. Informatycy muszą być bowiem w stanie szybko rozwiązywać problemy.

Te najczęściej występujące powinny być łatwe do przezwyciężenia, nawet dla personelu wsparcia pierwszego poziomu. Produkty muszą więc dostarczać użyteczną diagnostykę, „podaną” w standardowy sposób – np. obsługę protokołu SNMP (Simple Network Management Protocol – prosty protokół zarządzania siecią), jak również umożliwiać rutynową konserwację, obserwację i aktualizację swojego oprogramowania układowego (firmware) za pomocą istniejących narzędzi, a także zapewniać łatwość wymiany, gdy nastąpi awaria.

W samym urządzeniu (np. w oparciu o standardy i zasoby Internetu) powinna być dostępna dokumentacja serwisowa. Produkty z kategorii automatyki i sterowania nie powinny stanowić dodatkowego obciążenia dla personelu, który je obsługuje.

Bezpieczeństwo

Adaptowanie norm cyberbezpieczeństwa w produktach automatyki i sterowania to powolny proces. Najważniejszą potrzebą jest ich integracja z popularnymi schematami uwierzytelniania. Aby móc kontrolować dostęp przez użytkowników, produkty powinny obsługiwać protokół LDAP (Light-weight Directory Access Protocol – lekki protokół dostępu do usług katalogowych). Drugą z najistotniejszych kwestii jest zarządzanie danymi logowania dla dużej liczby urządzeń – tych, które nie zapewniają integracji LDAP i mają swoje własne metody zabezpieczeń. Producenci powinni też masowo oferować prosty sposób aktualizacji informacji dotyczących zabezpieczeń.

Zaopatrzenie

Produkty z kategorii automatyki i sterowania mają często w swojej nazwie długie ciągi symboli/oznaczeń fabrycznych i istnieją w wielu wersjach, co utrudnia proces zaopatrzenia dla pracowników działów IT. Oczekują oni standardowych schematów zamawiania i mniej opcji produktów, aby uprościć proces zakupów. Proces ten może też być trudny dla działów OT, ponieważ niektóre z produktów komputerowych i sieciowych nie zawierają „wszystkiego w pudełku”. Zamiast tego klienci kupują każdy komponent jako osobną pozycję. Tymczasem informatycy często traktują swoje produkty raczej jako całe urządzenia niż zapakowane zbiory pozycji.

Przykładowo, produkty związane z branżą IT lub takie, które według oczekiwań zostaną zintegrowane z produktami komunikacyjnymi IT, powinny zapewniać wsparcie dla sieci Ethernet.

Wdrożenie

Personel działów IT często oczekuje, że nabyte urządzenia będą łatwe do zainstalowania i skonfigurowania. Powinny wręcz pomagać swoim użytkownikom podczas procesu instalacji, wykorzystując standardowe techniki (przykładem może być tzw. Wizard – aplikacja prowadząca przez proces instalacji i podstawowej konfiguracji). Produkty sieciowe powinny zawierać usługę automatycznego wykrywania (auto-discovery). Informatycy preferują bowiem działania oparte na schematach, scenariuszach dla poszczególnych aplikacji i wdrożeń, nie zaś wymagające każdorazowo szczegółowej konfiguracji parametrycznej.

W praktyce informatycy postrzegają konieczność obsługi zewnętrznych narzędzi do konfiguracji urządzeń automatyki i ich poprawnego wdrożenia aplikacyjnego jako dodatkową odpowiedzialność, która dotąd nie była ich udziałem. Dlatego też oczekują od nowych urządzeń automatyki, że będą one w coraz większym stopniu zintegrowane z serwerami WWW i hostowanymi aplikacjami internetowymi, tak aby były łatwe w zarządzaniu. Taka koncepcja pozwala informatykom na zredukowanie swoich prac związanych z utrzymaniem aplikacji oraz na zarządzanie urządzeniami w znany im, standardowy sposób.

Co dalej?

Sprawnie działający, elastyczni dostawcy produktów oraz zaawansowani integratorzy systemów wciąż mogą dobrze prosperować, mądrze wykorzystując dobrze już znane technologie informatyczne i obowiązujące standardy. Dzięki takiemu podejściu są w stanie sprostać nowym oczekiwaniom klientów oraz zespołów odpowiedzialnych za wdrożenia.

Corey Stefanczak jest starszym architektem systemów w firmie Leidos, specjalizującej się w integracji systemów.