Cloudový software pro průmyslové aplikace

Platforma Open Virtual Engineering Platform (Open VEP) společnosti Honeywell poskytuje příležitost off-line vyvíjet, testovat a validovat systém řízení procesů Experion PKS. Procesním a řídícím technikům to umožňuje vylepšovat nebo doplňovat stávající systém SCADA nebo řídicí systém. Platforma Open Virtual Engineering Platform (Open VEP) společnosti Honeywell poskytuje příležitost off-line vyvíjet, testovat a validovat systém řízení procesů Experion PKS. Procesním a řídícím technikům to umožňuje vylepšovat nebo doplňovat stávající systém SCADA nebo řídicí systém. Honeywell ProcessSolutions

Používání softwaru na bázi cloudu nebo kombinovaný přístup s lokální strategií mohou přinést úspory nákladů, zvýšení provozní efektivity a posílení zabezpečení. 

Stále více dodavatelů technologií nabízí cloudový software pro aplikace automatizace, řízení a přístrojové techniky. Je na konečných uživatelích rozhodnout se, kde by měl být automatizační software umístěn. Mají „vlastnit“ software v tradičním smyslu, nebo pro konkrétní aplikaci dává větší smysl využívat software jako službu (Software-as-a-Service – SaaS) či platformu jako službu (Platform-as-a-Service – PaaS)?

Mnoho průmyslových řídicích systémů (Industrial Control Systems – ICS) běží i 30 a více let s minimálními změnami hardwaru nebo softwaru. Využívání Ethernetu (v nejrůznějších médiích, pro sítě závodu) potenciálně vystavuje automatizační systémy na jakémkoli místě – ať už v cloudu, nebo v závodě – neoprávněnému přístupu. (Lokální architektury se také často zkráceně označují jako místní nebo provozní). 

Vzestup cloud computingu

S cloud computingem jsou spojeny značné přínosy, například: 

  • dostupnost standardizovaného prostředí pro vývoj a testování/simulace snižuje náklady na sestavení a konfiguraci infrastruktury;
  • flexibilní využívání distribuovaných technických zdrojů dovolující víceprojektovou a víceuživatelskou konfiguraci, navíc nezávislou na lokalitě;
  • možnost uvolnit si ruce a soustředit se na hlavní kompetence při využívání výrobních prostředků a snížit místní nároky na prostor, hardware, software a údržbu;
  • dostupnost odborných znalostí pro udržování aktuálního stavu systému a aplikaci nejvhodnějších řešení kybernetického zabezpečení pro zajištění bezpečnosti a ochranu duševního vlastnictví;
  • cenový model na bázi poptávky snižující investiční náklady podle míry skutečného využívání. 

Potenciál cloud computingu pro navrhování a provoz průmyslových řídicích systémů využívá stále více výrobců – včetně služeb SaaS a PaaS. 

Rostoucí využívání služeb SaaS a PaaS

SaaS je modelem distribuce softwaru, v němž je vývojář hostitelem aplikací a zpřístupňuje je zákazníkům po internetu. Začlenění SaaS do světa procesního řízení znamená přidání schopností sběru, integrace a/nebo distribuce dat nad rámec omezení většiny stávajících lokálních systémů.

SaaS může rozšířit přístup k datům závodu, což podporuje monitorování procesů v reálném čase. Poskytuje také velká data nezbytná pro programy prediktivní údržby. Poskytuje rovněž celozávodní nebo celopodnikový přehled o klíčových výkonnostních ukazatelích (KPI) v reálném čase a přehledové panely, které upozorňují na to, co je důležité, a i dalšími způsoby využívá hodnotu nových nebo stávajících investic do systémů SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition).

Při správné implementaci může služba SaaS přinést výrazné úspory nákladů oproti tradičnímu modelu vlastnictví softwaru. Tento model cloudových služeb nabízí minimalizaci nákladů na hardware a nastavení softwaru, přestože zároveň poskytuje redundanci a vysokou dostupnost, což umožňuje údržbu běžících aplikací. Koneční uživatelé pak už nemusejí spravovat a řídit podkladovou infrastrukturu informačních technologií (IT). Zabezpečení, síťové propojení, výpočetní kapacita a veškeré softwarové licence jsou jako balíček placeny měsíčním nebo ročním poplatkem, což odstraňuje nebo značně snižuje investiční výdaje. Namísto toho je zde jednorázový náklad na přístup k jakýmkoli požadovaným službám. Organizace platí za to, co používají, a často mohou flexibilně přidávat nebo odstraňovat služby podle potřeby.

Dalším přínosem SaaS je to, že poskytovatel automatizačních služeb obvykle zahrnuje i aktualizace softwarových aplikací. Poskytovatel ve spolupráci se zákazníkem koordinuje instalaci aktualizací příslušných softwarových verzí záplat na veškerý instalovaný software podle potřeb aplikace a zajišťuje, aby fungovaly správně. Poskytovatel přijímá tuto další odpovědnost, protože je přínosné, když zákazníci používají nejnovější software, čímž se snižují náklady na podporu a posiluje zabezpečení.

PaaS je ideální pro účinné poskytování programovacího prostředí a vývojářských nástrojů průmyslovým organizacím, které vyvíjejí a testují softwarové a databázové aplikace. Poskytuje kompletní a centralizované vývojové prostředí, které je přístupné na vyžádání.

Některá prostředí na bázi cloudu budou zahrnovat sofistikovaná simulační prostředí pro kompletní testování projektových aplikací, dříve než se zavedou do výrobního systému. Softwarovými a databázovými aplikacemi mohou být zakázkové aplikace, které průmyslové organizace využívaly v minulosti, avšak nyní běží na virtuálních počítačích (Virtual Machine – VM) v cloudu. Mohou to být také aplikace vytvořené zcela od začátku v cloudu, jež využívají platformu a nástroje nabízené poskytovatelem automatizačních služeb.

cloud prumysl 2Automatizační a řídicí systémy musejí být flexibilnější a agilnější. ExperionElevate společnosti Honeywell ProcessSolutions je procesním výrobním systémem pro vzdálené aplikace systému SCADA v případě, že uživatel chce monitorovat a/nebo řídit geograficky rozptýlené výrobní prostředky

V některých případech je možno využívat stejný software pro aplikace SaaS i PaaS. Řídicí a procesní technici mohou využívat model PaaS pro vývoj aplikace a SaaS pro své výrobní prostředí. Například software pro automatizaci, řízení a systém SCADA, tradičně nabízený pouze v závodě zákazníka, je dostupný jako prostředí pro vývoj a simulaci mimo proces (Open VEP) nebo jako software SCADA optimalizovaný k zajištění spolehlivosti na podnikové úrovni a k zabezpečení při monitorování a řízení široce distribuovaných řídicích prostředků.

Umístění takového softwaru do datového centra s přímým vysokorychlostním připojením k telekomunikacím a internetu umožňuje vysokorychlostní a spolehlivou konektivitu ke všem vzdáleným zařízením a k vizualizaci celkového chodu firmy. 

Systémy SCADA na bázi cloudu

Tradičním způsobem implementace systému SCADA je jeho plné vlastnictví a lokální umístění vyžadující vyhrazené pracovníky podpory a značné investiční a provozní výdaje. Tyto náklady pokrývají zabezpečení a firewally, síťové vybavení, stejně jako fyzické počítačové servery a software. Nicméně lokální implementace má omezenou flexibilitu a svazuje cenné zdroje, které by byly lépe využity jinde. Co je asi ještě důležitější, tato lokální řešení je nutno každých 4 až 5 let modernizovat. Migrace stávajících řešení na nový hardware je často obtížnější než počáteční instalace, zejména pokud nebyla na začátku virtualizována.

Aby zákazníkům pomohli vyrovnat se s těmito provozními a obchodními výzvami, vyvinuli přední dodavatelé automatizace software SCADA pro hostované cloudové prostředí. Nové systémy SCADA na bázi cloudu představují přirozený vývoj softwaru v éře IIoT. Přemístění funkčnosti do cloudu znamená, že koneční uživatelé mohou přejít z investičního modelu na předvídatelný model provozních nákladů. Funkční systém SCADA mohou mít k dispozici během pár dnů. 

Implementace modelu cloudových služeb

Výrobci si musejí položit otázku, zda má pro ně smysl přesunout část řídicího a monitorovacího softwaru do cloudového prostředí nebo jestli má zůstat lokální. Implementace modelu cloudových služeb nemusí být nutná pro organizace jen s jedním výrobním závodem. Avšak výrobci s mnoha závody mohou v rámci celkové cloudové implementace shromažďovat data z různých lokalit. Někteří výrobci mohou tento dohledový systém zavést za účelem vizualizace aktuálního stavu plnění firemních priorit, pro koordinaci zdrojů a lepší rozhodování na celopodnikové úrovni.

Výhodou tradičního lokálního umístění je jeho rychlost a jednoduchost. Odpadají také náklady na licenci pro vzdálené služby. Na druhou stranu hostování v cloudu umožňuje větší míru spolupráce a přístup k řídicím datům odkudkoli, a to bez nutnosti starat se o softwarové licence na jednotlivých počítačích. Zaměstnanci mohou pracovat odkudkoli, a přesto budou mít zajištěn svůj jedinečný rozsah odpovědnosti. Ostatní mohou sledovat pokrok dosažený v rámci určitého projektu, takže jsou schopni pokračovat v práci na aktuální verzi.

cloud prumysl 3Globální přístup: Ke službě PaaS společnosti Honeywell lze přistupovat odkudkoli, z automatizačního systému jakékoli verze, konfigurace a velikosti; disponuje zabezpečením, firewally, síťovým propojením a licencemi pro omezení nákladů na tvorbu architektury, nákup hardwaru a softwaru a údržbu

Flexibilita používat distribuované technické zdroje usnadňuje rozdělení automatizačních úkolů mezi specialisty na určité oblasti bez ohledu na to, kde se nacházejí. Firmy mohou značně omezit cestovní náklady a zároveň pracovníkům umožnit pracovat vzdáleně a uvádět produkty na trh rychleji. Navíc to umožňuje zapojit odborníky do podpory kteréhokoli závodu pro snížení doby odstávek a dosažení konzistence mezi různými závody.

Rozhodnutí mezi cloudem a lokální aplikací často závisí na tom, co se řídí a kde se to nachází. Stále roste potřeba koordinovat pracovníky při jejich pracovních procesech, na rozdíl od autonomního fungování se softwarem na jejich vlastních počítačích – často s nedostatečně zajištěnými zálohami kritického programového vybavení. Výrobci provozující závody v jednom státě nebo zemi budou pravděpodobně chtít, aby cloudová řešení byla hostována v jejich geografickém regionu. Pokud je však zapotřebí monitorovat výrobní prostředky, které jsou široce nebo globálně distribuovány, může být rozumné využívat několik cloudových strategií s možností přepojení na jinou lokalitu v případě výpadku.

S nárůstem popularity cloud computingu nabízejí velcí dodavatelé automatizace cloudový hosting a lokální řídicí software. Jedním z důvodů, proč nabízet oba přístupy, je zajistit soulad s předpisy a splňovat kritické požadavky na data. Každý přístup má své výhody a nevýhody.

Zákazníci mohou ve spolupráci s dodavatelem automatizačních technologií zvolit správnou cestu na základě svých provozních a obchodních požadavků. Celkovou strategií může být i jejich kombinace. Znalosti a zkušenosti v oblasti automatizace mají zásadní význam pro volbu nejlepšího rozhodnutí pro danou firmu.

Asi největší příležitostí, kterou cloudové technologie nabízejí, je vzdálené monitorování podnikových operací. Například cloudové řešení využívající SaaS je vhodné, když chce vedení podniku monitorovat stav všech závodů a vzdálených výrobních prostředků. Tento přístup nabízí jednotnou sadu přehledových panelů, klíčových ukazatelů KPI a dalších vykazovacích možností přispívajících k pochopení situace v celém podniku. Umožňuje to konzistentní přehled o aktuální situaci a dovoluje agregovat data ze stovek lokalit a jejich následnou vizuální prezentaci sloužící k upozorňování rozhodujících pracovníků napříč celou organizací a k jejich lepšímu rozhodování. 

Vícevrstevná strategie kybernetického zabezpečení

Navzdory obavám o zabezpečení dat z prostředí průmyslového závodu hostovaných v cloudu vyvinuli velcí dodavatelé technologií důsledné strategie hloubkové obrany pro ochranu softwaru působící hluboko v mnoha vrstvách fyzického a kybernetického zabezpečení. To dává odborníkům na zabezpečení čas rozpoznat a eliminovat průniky, dříve než mohou mít dopad na kritické řídicí prostředky.

Pro zvýšení zabezpečení je možno vyvinout také flexibilní řešení využívající dodatečné firewally a pokročilé šifrování pro zajištění zabezpečeného přístupu k řídicí infrastruktuře zákazníka a jeho duševnímu vlastnictví.

Průmyslové organizace mohou nyní využívat stejný software – lokálně nebo v cloudu – k realizaci všech výhod pro řídicí nebo automatizační aplikace. Modely cloudových služeb nabízejí značný přínos pro spolupráci a mobilní přístup, avšak konečný uživatel musí při volbě řídicího softwaru nebo platformy brát v úvahu své specifické požadavky. 

Chad McGraw je marketingový manažer společnosti Honeywell pro hostovaná řešení a produktový manažer pro produkty Open VEP. Upravila Emily Guentherová, zástupkyně obsahového ředitele, CFE Media, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.

Control Engineering Česko

Control Engineering Česko je přední časopis o průmyslové automatizaci. Je vydáván v licenci amerického Control Engineering, které poskytuje novinky z této oblasti více než 60 let.

www.controlengcesko.com