Co přináší cloud výrobním podnikům?

Co přináší cloud výrobním podnikům?

V minulosti byly aplikace MOM (Manufacturing Operations Management), kam patří např. MES, nasazeny buď přímo na serverech ve výrobním závodě nebo v centralizovaných on-premise datových centrech obsluhujících více závodů jedné společnosti. Rozhodnutí o místním nasazení (uvnitř výrobních závodů) bylo dáno především obavami o bezpečnost a dostupnost internetového připojení.

To se však postupem doby výrazně změnilo. Robustní internetové propojení je dnes v mnoha lokalitách dostupnější a poskytovatelé veřejných cloudů vyvinuli hybridní architektury, které tyto obavy řeší. Kromě toho cloudové verze aplikací jako jsou ERP, PLM, Office365, ServiceNow a Salesforce, prokázaly, že uživatelům vyhovují a nabízí stejnou míru uživatelské přívětivosti jako on-premise aplikace.

S Pavlem Vrbou, který se ve společnosti Accenture věnuje oblasti digitalizace výroby, jsme hovořili o stavu cloudu ve výrobě a o tom, jaké výhody cloud nabízí.

Pavle, cloud je dnes velké téma v mnohých odvětvích. Vnímají to podobně i výrobní podniky?

Dobrá zpráva je, že poskytovatelé cloudu nabízí celou řadu technologií, které mohou výrobním podnikům pomoci zavést taková IT řešení, která byla ještě nedávno považována za velmi složitá nebo příliš drahá. Rozpoznávání hlasu, zpracování obrazu, strojové učení nebo zpracování prostorových dat (geoprocessing) jsou jen některé z nových nástrojů, které mohou operátorům a vedoucím výroby poskytnout pomoc při rozhodování.

Tato skutečnost je možná hlavní hnací silou motivující k přijetí cloudu, mimo již dobře známých přínosů jakými jsou snížení uhlíkové stopy, lepší poměr mezi cenou a výkonem, zvýšená bezpečnost atd. Cloud již nadále není futuristickou záležitostí, a to zejména v regionech, kde je dostupná dostatečně odolná a výkonná síťová infrastruktura. Je však nutné zdůraznit, že trend adopce cloudu zatím není patrný na nižších úrovních řízení výroby, tj. na úrovních 1 (sensory a PLC) nebo 2 (SCADA) podle standardu ANSI/ISA-95, tj. těch, které jsou blízko fyzickým výrobním zařízením.

A jaké výhody poskytují cloudové výpočty výrobním podnikům?

Cloud přináší dvě skupiny výhod: efektivitu v podnikání a efektivitu v IT.

Z hlediska podnikání umožňuje cloud lepší spolupráci tím, že odstraňuje datová sila a umožňuje expertům z různých oblastí spolupracovat napříč závody v různých regionech. Poskytovatelé cloudu zprostředkovávají snadný přístup k softwarovým inovacím, jako jsou umělá inteligence, analytika, průmyslový internet věcí, platformy No-Code/Low-Code, mobilita, geoprocessing a mnoho dalších. S pomocí těchto služeb mohou výrobci využít například tzv. algoritmy strojového učení pro předpovídání selhání zařízení, případně pomohou objasnit proč k selhání došlo.  Dále mohou využívat pokročilou datovou analytiku k vytváření interaktivních dashboardů a ty pak sdílet s dalšími společnostmi napříč dodavatelským řetězcem.

Pokud jde o IT, přináší hostování služeb v cloudu snížení ekologické stopy IT infrastruktury ve výrobních závodech, schopnost navyšovat či snižovat kapacitu dle aktuální potřeby (namísto vlastnictví zbytečně předimenzované on-premise infrastruktury), rychlejší obnovu provozu po havárii a automatizovanou správu.

Pokud však jde o iniciativy zavedení cloudu ve výrobě, existují zde určitá rizika a překážky, které je třeba brát v potaz.

O jakých rizicích a překážkách se bavíme?

Pokud jde o výrobní podniky, pak na rozdíl od mnoha jiných podnikových aplikací jsou výrobní systémy obvykle propojeny s fyzickým zařízením pracoviště. To může pro vzdálený hosting znamenat problém kvůli možným výpadkům sítě nebo kvůli nízké latenci. Nepřetržité fungování těchto aplikací je naprosto zásadní, náklady plynoucí z neplánovaných výpadků znamenají velké ztráty a způsobují nežádoucí problémy v dodávkách koncovým zákazníkům. Zároveň je třeba myslet na správné zabezpečení a ochranu dat, neboť v případě úspěšného hackerského útoku může dojít k odstavení výrobních linek či k odcizení duševního vlastnictví společnosti.  

Tato rizika jsou organizacím obvykle dobře známa. Způsoby, jak se jim vyhnout či jak je zmírnit, však již méně, neboť většina nápravných opatření je nová. Díky technologickému vývoji je cloud jednou z nejbezpečnějších a nejspolehlivějších hostingových možností a poskytovatelé cloudu nabízejí množství služeb, aby lépe zabezpečili aplikace a data, která ukládají.

Příkladem jsou integrovaná řešení jako Azure AD pro podporu ověřování a autorizace, aplikacemi definované firewally pro vynucování zásad konektivity a nástroje prevence proti distribuovaným útokům odepření služby (Denial of Service) jako je AWS Shield. Nemluvě o hybridních součástech, jako jsou AWS Outposts, Google Anthos nebo Microsoft Azure Stack, které umožňují zpřístupnění cloudových služeb, API a nástrojů uvnitř samotných datových center výrobce a vyhnutí se tak případným potížím s nedostupností veřejného cloudu.

Jak tedy výrobní firmy přistupují ke cloudu?

Jsem rád, že jste se na to zeptal, protože v rámci této diskuse často dochází k nepochopením. Neočekávám, že v krátkodobém horizontu uvidíme výrobní firmy masivně přesouvat své řídicí systémy do cloudu.  Přijetí cloudu se obvykle odehrává nejprve na úrovni 4 standardu ISA95, tj. na úrovni podnikových systémů a poté se postupně přesunují některé aplikace z úrovně 3, tj. aplikace ze skupiny Manufacturing Operations Management (MOM) jako je např. systém MES. Právě v kategorii MES systémů vidíme zásadní posun – začíná se objevovat nová kategorie MES systémů, tzv. Light MES, které jsou provozované v cloudu formou SaaS, jako např. EZ-MES běžící na cloudu AWS nebo obdobné řešení od české společnosti Aimtec. Ty sice mají omezenější funkcionalitu než plnohodnotné MES systémy, ale pro mnoho malých a středních podniků jsou naprosto dostačující.

Zdá se, že rozlišujete mezi cloudovou migrací a cloudovou adopcí, respektive přijetím cloudu?

Přesně tak. Nemusíte migrovat své systémy do cloudu, abyste snížili náklady, zvýšili bezpečnost, maximalizovali výtěžek atd. Cloud je významným urychlovačem, umožňujícím řešení nedostatků ve službách, které IT nebo technické organizace v současnosti výrobě neposkytují. Přínosu lze dosáhnout zavedením nových funkcí v cloudu, aniž byste museli migrovat stávající software. To je právě příklad již zmíněného MES systému, který v mnohých společnostech buď úplně chybí nebo je jeho funkce nevhodně implementována v jiných systémech, např v ERP.

Samozřejmě, že přijetí cloudu, ať už prostřednictvím zavedení nových služeb nebo migrace úloh na externí poskytovatele, vyžaduje konkrétní strategii a vizi. Protože poskytovatelé cloudu umožňují snáze experimentovat, je snadné pouštět se do různých malých projektů. Ty jsou sice často dobře míněné a pro inovace zásadní, ale bez důkladně připravené strategie většina z těchto iniciativ nakonec nepřinese očekávané výsledky. Z našeho nedávného průzkumů vyplývá, že pouze třetina firem dosáhla očekávaných přínosů, které si od migrace do cloudu slibovala.

Co by měli výrobci dělat, aby se těmto pastem vyhnuli?

Cesta by měla začít identifikací obchodních cílů, kterých chcete dosáhnout. Jakmile je cíl jasný, dalším krokem je vyhodnocení efektivity stávajících aplikací. Zde vyvstává řada otázek. Které aplikace už pro náš byznys nejsou relevantní nebo nám nepřináší požadovanou hodnotu? Které je lepší si ponechat? Které z nich se funkčně překrývají s jinými existujícími aplikacemi, případně mohou být nahrazeny běžně dostupnými komerčními balíčky? Jaké aplikace je třeba změnit, ať už jde o drobný upgrade nebo kompletní reinstalaci? Které z nich lze zabalit do tzv. virtuálních kontejnerů či virtuálních strojů a přesunout je do cloudu? A konečně – které z nich se mohou ukázat jako zastaralé v okamžiku, kdy výroba začne fungovat úplně jiným způsobem v důsledku celkové přeměny pracovních procesů?

Předpokládám, že podobné úvahy vyžadují množství technických znalostí…

Přesně tak. Mnoho společností, které dnes využívají cloud, má tzv. multi-cloudovou strategii, tedy využívá služeb více, třeba pěti, poskytovatelů naráz. To znamená, že na základě vyhodnocení vytížení může ta která aplikace migrovat mezi různými cloudy, jako AWS, GCP, Azure, Oracle nebo fungovat na jiné platformě jako virtuální stroj, kontejner nebo serverless, nebo může být dokonce nahrazena jinou možností.

Samozřejmě, že chcete dělat rozhodnutí, která mohou být v budoucnu revidována, a tady se koncept přenositelnosti hodí. Na rozdíl od scénářů tzv. vendor lock-in, kdy byl software vázán na proprietární hardware a operační systémy (např. VAX/VMS), je dnes přenositelnost aplikací mezi cloudy, především díky kontejnerizaci snazší a levnější.

Jak jste řekl, pochopení stále se měnících technických aspektů je důležité, ale pro správné rozhodování je ještě důležitější pochopení potřeb podniku a znalost celého výrobního procesu.  

V první řadě je tedy třeba nastavit si správnou strategii?

O strategii jde především. A opět je třeba si položit několik otázek: Jakého obchodního výsledku chcete dosáhnout? Je cloud správným řešením? Pokud ano, jak cloudové řešení přijmout? Když se na to podíváme holisticky, musíme si uvědomit, že přijetí cloudu není jasně ohraničený projekt, který má začátek a konec. Jakmile je firma jednou v cloudu, musí neustále pracovat na tom, aby si z toho plynoucí výhody udržela.

Vezměme si třeba provozní model fungování výrobní společnosti. Tradiční model řízení kapacit nákupem a provozem hardwaru v cloudu nefunguje. Místo toho musí výrobci nepřetržitě řídit spotřebu a náklady. Vyžaduje to velmi odlišné dovednosti a také nové provozní funkce. Doporučujeme, aby výrobci, kteří využívají cloud, zřídili cloudová centra excelence, která budou fungovat jako jednotné styčné místo pro OT i IT. To může výrazně urychlit přijetí cloudu a s ním spojenou realizaci zamýšlených obchodních cílů. Centrum excellence přináší jednotnou architekturu a správu cloudu, což je potřeba zejména v souvislosti s komplexitou distribuovaných a multi-cloudových řešení. Také to zabraňuje zmatkům, které mohou nastat, pokud by se jednotlivé části výrobní organizace vydaly při své cestě ke cloudu různými směry.

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