L'ammodernamento dei sistemi esistenti presenta numerose sfide specifiche. Pianificare una strategia moderna per la gestione dei dati può essere complicato quando si lavora con apparecchiature obsolete, ma non è certamente impossibile.Non tutti gli ingegneri dell'automazione hanno la possibilità di ripartire da zero con un progetto greenfield. A volte, la sfida consiste nell'integrare un nuovo hardware di progettazione in un sistema pieno di apparecchiature obsolete. Affinché questa integrazione sia efficace, il team di progettazione deve pianificare attentamente la gestione del flusso di dati per evitare silos di dati e infrastrutture fragili, due delle insidie più comuni quando si ha a che fare con sistemi esistenti o brownfield.Sfide del sistema esistentePrima di riprogettare un sistema esistente, ci sono diverse attività e domande da porsi durante la fase di progettazione e pianificazione. Innanzitutto, viene utilizzato un sistema di auditing per valutare l'infrastruttura attuale. Successivamente, si valutano i flussi di dati per determinare dove vengono inviati e se tali destinazioni sono appropriate o necessitano di modifiche. Infine, si analizzano i rischi associati ai sistemi legacy sensibili o fragili che devono rimanere operativi, rafforzando al contempo le misure di sicurezza per garantire che questi sistemi non diventino potenziali punti di accesso per attacchi informatici.Esecuzione di un audit di sistemaPrima di sostituire le apparecchiature o investire in nuovo hardware, software, infrastrutture e risorse correlate, il primo passo nello sviluppo di un sistema di gestione del flusso di dati è eseguire un audit di sistema. L'audit di sistema consente ai progettisti di sapere quale hardware è già presente, quali strutture dati e protocolli sono in atto e dove potrebbero esserci punti critici nell'integrazione.Un audit approfondito include tutti i sistemi hardware e software che faranno parte del sistema di gestione del flusso di dati aggiornato e completo. Poche problematiche sono più gravi dello scoprire, in una fase avanzata del processo, che un componente hardware legacy non può connettersi al nuovo sistema, soprattutto quando avrebbe potuto farlo se fossero state prese in precedenza decisioni di progettazione diverse.Dove vanno a finire i dati attualmente?È probabile che il sistema di automazione esistente raccolga e memorizzi già dati in qualche forma, aggiungendo valore al processo produttivo. Tuttavia, i sistemi legacy sono spesso progettati in modo frammentario, con componenti aggiunti in momenti diversi, da fornitori diversi e in vari stati di patch e aggiornamenti.Per questi sistemi, è importante capire dove vengono inviati i dati e come vengono utilizzati. In questo modo, la nuova strategia può esaminare ogni singolo dato e determinare se è necessario, se deve essere inviato altrove e come ogni dato si inserisce nel sistema unificato e aggiornato.In alcuni casi, i dati dovrebbero fluire verticalmente. Ciò significa che i dati fluiscono lungo la catena o la gerarchia, dal piano operativo ai sistemi IT aziendali per scopi decisionali più ampi, al fine di soddisfare i KPI. In altri casi, i dati dovrebbero fluire orizzontalmente. Il flusso orizzontale si riferisce al trasferimento di dati tra macchine o sistemi che operano allo stesso livello, in modo da poter pianificare efficacemente la manutenzione e ridurre i colli di bottiglia.Come devono essere trasferiti i dati?Uno degli aspetti più complessi della gestione del flusso di dati con i sistemi OT/IT esistenti è determinare come i dati debbano essere trasferiti. Idealmente, l'hardware dovrebbe utilizzare piattaforme aperte, utilizzando gli stessi protocolli in modo che tutti i componenti si integrino facilmente. Tuttavia, la realtà è molto più complessa. I sistemi esistenti utilizzano spesso apparecchiature legacy o proprietarie, protocolli misti e altre problematiche simili. Esistono diversi approcci comuni per integrare il trasferimento dati.OPC-UA può essere utilizzato per trasferire dati tra sistemi hardware e software OT. Fornisce metodi di comunicazione sicuri e indipendenti dalla piattaforma per strutture e modelli di dati complessi. OPC-UA viene in genere utilizzato per il trasferimento dati punto-punto.Un'altra strategia consiste nell'utilizzare Message Queueing and Telemetry Transport (MQTT). In questo sistema, i dati non vengono trattati come contatti punto-punto, ma operano secondo un modello di "pubblicazione e sottoscrizione". I sensori producono e "pubblicano" i dati e i dispositivi che necessitano di visualizzarli possono "sottoscriversi" al servizio dati. MQTT è inoltre indipendente dalla piattaforma ed è ideale per situazioni di larghezza di banda ridotta e per i casi in cui alcuni dispositivi necessitano di aggiornamenti dei dati più frequenti di altri. I gateway edge possono essere posizionati vicino all'hardware legacy per convertire i dati nel formato MQTT. In questo modo, l'hardware legacy funge di fatto da editore di dati MQTT.I database SQL sono un altro strumento popolare per la gestione dei dati. Sono ideali per archiviare dati in formati specifici, come le metriche degli strumenti su più macchine. In caso di problemi, è possibile richiamare il database e analizzare i dati archiviati. I database SQL sono più adatti per l'archiviazione dei dati a lungo termine e non sono consigliati per lo streaming di dati e per decisioni rapide sul controllo dei processi. Sono particolarmente utili quando i dati hanno una struttura o un modello ben definiti.Le API REST utilizzano un approccio simile al modello publish/subscribe. Sono perfette per creare dashboard per gli operatori, in cui l'API interroga i dati e mostra all'utente solo quelli rilevanti. Basate su HTTP, si integrano facilmente con i servizi cloud, sono altamente personalizzabili e offrono supporto multi-dispositivo. Non sono progettate per dataset di grandi dimensioni e interrogazioni rapide, ma consentono di visualizzare le metriche a colpo d'occhio.Esistono alcuni middleware e DataOps che fungono da hub centrale per l'instradamento, la conversione e il controllo del flusso di dati. Questi pacchetti software sono solitamente disponibili sul mercato e non necessitano di sviluppo interno.L'idea non è quella di trovare un approccio "universale" per il trasferimento dati, ma piuttosto di sfruttare alcune o tutte queste tecniche in base alle esigenze aziendali. Forse MQTT con edge computing rappresenta la spina dorsale, ma i database SQL mantengono i dati archiviati per le metriche delle macchine.Riduzione al minimo dell'impatto non necessario sui dispositivi e sui sistemi legacyI dispositivi obsoleti, come i PLC più vecchi, potrebbero non consentire un polling più rapido e una conversione dei dati integrata. Forse un giorno questi sistemi saranno gradualmente eliminati dagli impianti, ma di solito sono stabili, quindi è consigliabile mantenerli in funzione anziché sostituirli.È qui che l'utilizzo dell'edge computing può offrire il vero vantaggio. L'edge computer si trova vicino al dispositivo, convertendo i dati da formati proprietari e legacy in qualcosa di molto più facile da integrare. Dietro le quinte, il trasferimento dei dati è più pulito e organizzato, ma l'interfaccia utente/esperienza utente (UI/UX) non deve cambiare. Le dashboard possono rimanere le stesse, il che significa che non è necessario formare gli utenti finali sull'utilizzo di nuovi software.Grazie a Ignition!, le interfacce utente (HMI) e i cruscotti, anche di dispositivi legacy, possono essere resi portatili. Immagine utilizzata per gentile concessione di Inductive Automation.Un metodo possibile, sebbene rischioso, consiste nel raccogliere dati da SCADA e utilizzare OPC-UA per elaborarli indipendentemente dalla piattaforma. Può essere efficace, a condizione che il carico aggiuntivo sul sistema SCADA non sia già al limite della sua capacità. Potrebbe anche richiedere l'installazione e la configurazione di un server SCADA aggiuntivo, il che non rappresenta necessariamente un ostacolo, ma un ulteriore fattore da considerare.Mantenere il sistema sicuroSviluppare una strategia di gestione del flusso di dati significa maggiore sicurezza, poiché la gestione delle minacce può essere integrata nel sistema. Questo vale anche se un sistema legacy non è mai stato vittima di un attacco.L'edge computing aggiunge un nuovo livello di sicurezza in grado di proteggere i dispositivi legacy e creare un'ulteriore barriera tra le minacce e il sistema. Può fornire percorsi sicuri e di sola lettura, non disponibili nelle configurazioni precedenti. Anche l'uso oculato di firewall e segmentazione della rete può proteggere le risorse.Per maggiori informazioniIn definitiva, l'obiettivo dell'integrazione e dell'organizzazione del flusso di dati tra i sistemi esistenti è trasferire i dati dove sono necessari per prendere decisioni aziendali più ottimizzate. Sono i dati a guidare lo sviluppo del sistema, piuttosto che il software o l'hardware, sebbene i progettisti di sistema potrebbero dover aggirare alcune limitazioni pratiche di uno o entrambi.I recenti sviluppi nell'edge computing consentono una conversione dei dati più semplice e strategie di gestione del flusso di dati più intelligenti ed efficienti. Per scoprire come sviluppare una nuova strategia di gestione del flusso di dati mantenendo l'integrità del sistema con dispositivi legacy, contatta gli esperti di Inductive Automation. Il team vanta anni di esperienza nello sviluppo di sistemi integrati di gestione del flusso di dati e può aiutarti a comprendere tutti i dettagli tecnici per far funzionare efficacemente il tuo impianto.
