Juli 2021 Mening van gasten:naar de cloud of niet naar de cloud; Een kruispunt voor leidinggevenden die OT-netwerken beheren

28 juli 2021 

De verschuiving van waar rekenfunctionaliteit plaatsvindt, is de afgelopen decennia gevarieerd van gecentraliseerd (denk aan platforms zoals mainframes en thin clients?) naar gedistribueerd. De laatste tijd is er veel te doen geweest over de opkomst van Edge Computing. In plaats van een eindtoestand, is dit gewoon een nieuwe mijlpaal in de voortdurende evolutie van systeem- of systeemarchitecturen. In dit artikel ga ik pleiten voor een verschuiving, na verloop van tijd, terug naar de cloud.

Toen Industrie 4.0 begon, ging het primaire concept eigenlijk over alles door software gedefinieerd. Verwacht werd dat de vierde industriële revolutie nog meer automatisering zou opleveren dan de derde revolutie door een brug te slaan tussen de fysieke en de digitale wereld. Om dit te bereiken was een verschuiving nodig van gecentraliseerde, vaste industriële controles naar controles die konden worden aangepast aan veranderende marktbehoeften en/of feedback van de omgeving zelf. Dit betekende een verschuiving naar softwaregedefinieerde systemen. De PLC's die werden voorgesteld als fysieke input met IO's, zullen nu een containerworkload zijn op een groot platform. Op een veel hoger niveau verandert dit inherent de manier waarop het fysieke, het digitale en de mens met elkaar omgaan. De machines die bestaan ​​uit speciale controllers die niet worden bijgewerkt of gewijzigd, worden nu aangestuurd door softwaregedefinieerde industriële pc's die zowel de machines kunnen aansturen als hun omgeving kunnen begrijpen en aanpassen.

Er is op dit moment grote innovatie gaande met cloudproviders. Je zou kunnen zeggen dat we in de Cloud Wars zitten. Als ik me even richt op Noord-Amerika en Europa (d.w.z. het ecosysteem in China uitsluiten met Ali Baba, Baidu en Tencent), gaan de drie toonaangevende cloudproviders door met steeds innovatievere en completere producten. Ze erkennen ook de bezorgdheid van eindklanten om gebonden te zijn aan één enkele cloudprovider. Het Anthos-softwareplatform van Google, aangekondigd in 2019, biedt bijvoorbeeld een enkele, consistente manier om Kubernetes-workloads te beheren in on-premises en openbare cloudomgevingen.

Voor de OT-manager biedt connectiviteit met dit soort functionaliteit verleidelijke vooruitzichten voor systeemeffectiviteit door toegang tot verschillende services, waaronder datameren, streaminganalyse, gegevensopslag, IoT-beveiligingsbeheer en monitoring. We horen van klanten dat de implementatie van vergelijkbare functionaliteit op locatie twee tot drie keer duurder kan zijn. We zijn van mening dat de kostenkloof zal blijven groeien.

IT-organisaties in bijna elke branche zijn overgestapt of zijn overgestapt op het gebruik van cloudservices. OT-operators zijn echter traag geweest met het toepassen van cloudgebaseerde technieken. Hoewel de overstap naar de cloud de OT-operator ontlast van onderhoudstaken zoals provisioning, installatie, updates en patches, willen ze toch de controle behouden en de dreiging van kwetsbaarheden in de cyberbeveiliging beperken. Voor een deel is het omdat dit gesprek in strijd is met de cultuur die ingebakken zit in OT-leiders om weg te blijven van de invloed van IT-organisaties en zo onafhankelijk te blijven voor inkoopondersteuning en beheer van hun technologie-infrastructuur.

Sommige operators realiseren zich dat de overstap naar de cloud, gezien de toenemende kostendruk, hun activiteiten zou kunnen vereenvoudigen en hen in staat zou stellen flexibeler op en neer te schalen. In de maakindustrie hebben we in het publieke domein meer gezien van Microsoft en zijn klantenbestand dat voortbouwt op een fundament van tientallen jaren zakelijke en leverancierskennis rond Windows®-technologie. Dit was aanvankelijk gericht op gebruiksscenario's voor voorspellend onderhoud en kwaliteitsverbetering.

1. De voedingsindustrie, verpakkingspionier Tetra Pak, maakt gebruik van nieuwe, digitale tools waarmee de met de cloud verbonden machines precies kunnen voorspellen wanneer apparatuur onderhoud nodig heeft. Door verpakkingslijnen te verbinden met de Microsoft Azure Cloud, kan Tetra Pak operationele gegevens verzamelen om geïnformeerde onderhoudstiming te helpen voorspellen.
   
   
2. Fabrikanten hebben een nieuwe benadering voor het handhaven van kwaliteit in productieomgevingen met grote volumes dankzij de komst van competente en kosteneffectieve kunstmatige intelligentie (AI). Operators kunnen camerafeeds in realtime analyseren om defecte widgets fysiek of virtueel te identificeren en te taggen. Potentieel is het mogelijk geworden om elk onderdeel dat van de lijn komt te inspecteren - iets dat noch economisch noch praktisch was met menselijke operators. Deze oplossing is bijzonder waardevol bij de productie van complexe auto-onderdelen, prijsgevoelig, hoog volume en vaak veiligheidskritiek.

De cloudoperators hebben verschillende IoT-strategieën aangeboden om de zorgen weg te nemen, maar de OT-operators zien nog steeds een kloof tussen wat nodig is om aan hun eisen te voldoen en de beschikbare architecturen. Gelukkig kunnen nieuwe architecturen de operators in staat stellen hun taart te eten en op te eten. De keuze van de juiste systeemarchitectuur zorgt ervoor dat hun huidige activiteiten niet worden beïnvloed en toch kunnen ze profiteren van alle op gegevens gebaseerde optimalisatie, namelijk:

1. Door software en hardware te ontkoppelen, worden de onderhouds- en upgradekosten aanzienlijk verlaagd
2. Systemen kunnen veel flexibeler zijn en reageren op veranderende vereisten met aanzienlijk lagere kosten, risico's en tijd.
3. Systemen worden waarneembaar, wat de mogelijkheid opent om gegevens te verzamelen, unieke inzichten en closed-loop-optimalisaties te leveren.

De uitdaging is om deze mogelijkheden te leveren met behoud van de essentiële kenmerken van het OT-netwerk, inclusief systeemuptime, deterministische realtime functionaliteit en immuniteit voor cyberaanvallen.

De architectuur die dit type systeem vereist, is wat we 'Mission Critical Edge' noemen, waarbij de schaalvoordelen van de IT-infrastructuur veilig worden gecombineerd met het betrouwbare, deterministische realtime gedrag van embedded platforms. Kenmerken omvatten;

1. Airgapping :Systeemarchitecten moeten CPU-, geheugen- en IO-bronnen nauwkeurig definiëren en toewijzen aan specifieke virtuele machines. Deze VM's moeten van elkaar worden geïsoleerd, inclusief de connectiviteit in noordelijke en zuidelijke richting. Hierdoor kunnen OT- en cloud-applicaties zich op hetzelfde systeem bevinden
2. OT Beheerbaarheid :Het systeem moet flexibel zijn in het beheer en de controle van de configuratie en setup. Hoewel het systeem lokaal moet worden beheerd, moeten specifieke workloads worden bijgewerkt en beheerd door de cloud.
3. Prestaties :Voor de workloads zoals PLC's, PAC's en ECU's moet realtime performance gegarandeerd zijn. Dit betekent dat het systeem dat de cloudworkloads op de werkvloer host, ook een speciale partitie kan hebben die de back-up kan zijn voor een fysieke PLC.
4. Hoge beschikbaarheid :Hoge beschikbaarheid geïmplementeerd op verschillende niveaus, binnen één systeem, over twee systemen in een cel en over een hele productielijn.
5. Orchestration Framework-integratie :De edge-systemen moeten werken met een lokaal of cloudgebaseerd beheerframework. Systemen in een fabriek zouden bijvoorbeeld een deel van hun werklast moeten besteden aan het vormen van Kubernetes-clusters.

Concluderend kan de bedrijfskritieke edge-architectuur de OT-operators in staat stellen om Cloud-verbonden services en workloads op hun fabrieksvloer te implementeren zonder hun huidige activiteiten te beïnvloeden. Dit wordt bereikt door de edge-systemen op de fabrieksvloer in staat te stellen meerdere airgapped workloads uit te voeren, waaronder realtime, AI/ML, beveiliging enz. Bovendien kunnen de airgapped workloads worden gecombineerd om Kubernetes georkestreerde containerworkloads uit te voeren.

Pavan Singh, VP Product Management, Lynx Software Technologies