Het moderniseren van bestaande systemen brengt veel unieke uitdagingen met zich mee. Het plannen van een moderne strategie voor gegevensbeheer kan lastig zijn bij het werken met verouderde apparatuur, maar zeker niet onmogelijk.Niet elke automatiseringsingenieur krijgt de kans om helemaal vanaf nul te beginnen met een greenfield-project. Soms is de uitdaging het integreren van nieuwe hardware in een systeem dat vol zit met verouderde apparatuur. Om deze integratie effectief te laten verlopen, moet het ontwerpteam het dataflowmanagement zorgvuldig plannen om datasilo's en een kwetsbare infrastructuur te voorkomen, twee van de meest voorkomende valkuilen bij het werken met bestaande systemen.Uitdagingen van het bestaande systeemVoordat een bestaand systeem opnieuw wordt ontworpen, zijn er verschillende taken en vragen die tijdens de ontwerp- en planningsfase moeten worden gesteld. Ten eerste wordt een auditsysteem gebruikt om de huidige infrastructuur te beoordelen. Vervolgens worden de gegevensstromen geëvalueerd om te bepalen waar de gegevens naartoe worden gestuurd en of die bestemmingen geschikt zijn of moeten worden aangepast. Daarna worden de risico's geanalyseerd die verbonden zijn aan gevoelige of kwetsbare legacy-systemen die in bedrijf moeten blijven, terwijl de beveiligingsmaatregelen worden verbeterd om ervoor te zorgen dat deze systemen geen potentiële toegangspunten voor cyberaanvallen worden.Een systeemaudit uitvoerenVoordat apparatuur wordt vervangen of er wordt geïnvesteerd in nieuwe hardware, software, infrastructuur en aanverwante middelen, is de eerste stap in de ontwikkeling van een dataflowmanagementsysteem het uitvoeren van een systeemaudit. De systeemaudit stelt de ontwerpers in staat om te weten welke hardware al aanwezig is, welke datastructuren en protocollen er zijn en waar de knelpunten in de integratie zich mogelijk bevinden.Een grondige audit omvat alle hardware- en softwaresystemen die deel zullen uitmaken van het geüpgrade, uitgebreide dataflowmanagementsysteem. Weinig problemen zijn zo problematisch als er laat in het proces achter te komen dat een stuk verouderde hardware niet kan worden aangesloten op het nieuwe systeem, vooral wanneer dit wel mogelijk was geweest als er eerder andere ontwerpbeslissingen waren genomen.Waar gaan de gegevens momenteel naartoe?Het is waarschijnlijk dat het bestaande automatiseringssysteem al gegevens verzamelt en opslaat in een of andere vorm, wat waarde toevoegt aan het productieproces. Oudere systemen zijn echter vaak stapsgewijs ontworpen, met componenten die op verschillende tijdstippen, van verschillende leveranciers en in verschillende stadia van patches en upgrades zijn toegevoegd.Voor deze systemen is het belangrijk te begrijpen waar die data naartoe wordt gestuurd en hoe deze wordt gebruikt. Op die manier kan de nieuwe strategie elk stukje data analyseren en bepalen of het nodig is, of het ergens anders naartoe moet worden gestuurd en hoe elk stukje data past in het verbeterde, uniforme systeem.In sommige gevallen moet data verticaal stromen. Dit betekent dat data de keten of hiërarchie doorloopt, van de werkvloer naar de IT-systemen voor belangrijke besluitvormingsdoeleinden en het behalen van KPI's. In andere gevallen moet data horizontaal stromen. Horizontale datastroom verwijst naar de overdracht van data tussen machines of systemen die op hetzelfde niveau werken, zodat onderhoud effectief kan worden ingepland en knelpunten kunnen worden verminderd.Hoe moeten gegevens worden overgedragen?Een van de lastigste aspecten van dataflowmanagement binnen bestaande OT/IT-systemen is het bepalen van de wijze waarop data moet worden overgedragen. Idealiter maakt alle hardware gebruik van open platforms en dezelfde protocollen, zodat alle componenten eenvoudig kunnen worden geïntegreerd. De realiteit is echter veel complexer. Bestaande systemen maken vaak gebruik van verouderde of propriëtaire apparatuur, gemengde protocollen en andere dergelijke problemen. Er zijn verschillende gangbare benaderingen voor het integreren van dataoverdracht.OPC-UA kan worden gebruikt om gegevens uit te wisselen tussen OT-hardware en -softwaresystemen. Het biedt veilige, platformonafhankelijke communicatiemethoden voor complexe datastructuren en -modellen. OPC-UA wordt doorgaans gebruikt voor punt-naar-punt-gegevensoverdracht.Een andere strategie is het gebruik van Message Queueing and Telemetry Transport (MQTT). In dit systeem wordt data niet behandeld als een rechtstreeks contact, maar werkt het volgens een 'publiceren en abonneren'-model. Sensoren produceren en 'publiceren' data, en apparaten die de data nodig hebben, kunnen zich 'abonneren' op de dataservice. MQTT is bovendien platformonafhankelijk en is zeer geschikt voor situaties met een lage bandbreedte en gevallen waarin sommige apparaten vaker data-updates nodig hebben dan andere. Edge gateways kunnen in de buurt van bestaande hardware worden geplaatst om de data naar het MQTT-formaat te converteren. Op die manier fungeert de bestaande hardware in feite als een MQTT-datapublisher.SQL-databases zijn een ander populair hulpmiddel voor gegevensbeheer. Ze zijn uitstekend geschikt voor het archiveren van gegevens in specifieke formaten, zoals meetgegevens van tools over meerdere machines. Als er zich dan een probleem voordoet, kan de database worden geraadpleegd en de gearchiveerde gegevens worden geanalyseerd. SQL-databases zijn het meest geschikt voor langdurige gegevensopslag en worden niet aanbevolen voor het streamen van gegevens en snelle beslissingen in procesbeheer. Ze zijn het meest nuttig wanneer de gegevens een goed gedefinieerde structuur of sjabloon hebben.REST API's gebruiken een vergelijkbare aanpak als het publish/subscribe-model. Ze zijn perfect voor het maken van dashboards voor operators, waarbij de API gegevens opvraagt en alleen de relevante gegevens aan de gebruiker toont. Omdat ze gebaseerd zijn op HTTP, integreren ze gemakkelijk met cloudservices, zijn ze zeer aanpasbaar en bieden ze ondersteuning voor meerdere apparaten. Ze zijn niet echt ontworpen voor grote datasets en snelle polling, maar ze maken het wel mogelijk om statistieken in één oogopslag weer te geven.Er zijn middleware- en DataOps-oplossingen die fungeren als centrale hub voor het routeren, converteren en beheren van de datastroom. Deze softwarepakketten zijn doorgaans kant-en-klaar verkrijgbaar en hoeven niet intern ontwikkeld te worden.Het idee is niet om een universele aanpak voor gegevensoverdracht te vinden, maar om een aantal of alle van deze technieken te benutten, afhankelijk van de behoeften van de organisatie. Misschien vormt MQTT met edge computing de basis, terwijl SQL-databases gearchiveerde gegevens bewaren voor machinestatistieken.Het minimaliseren van onnodige impact op bestaande apparaten en systemen.Oudere apparaten, zoals PLC's, ondersteunen mogelijk geen snellere polling en dataomzetting. Misschien komt er een dag dat deze systemen uit fabrieken worden uitgefaseerd, maar ze zijn doorgaans stabiel, dus het is verstandig om ze te blijven gebruiken in plaats van ze te vervangen.Dit is waar edge computing echt een voordeel kan bieden. De edgecomputer bevindt zich dicht bij het apparaat en zet de gegevens om van eigen, verouderde formaten naar een formaat dat veel gemakkelijker te integreren is. Achter de schermen verloopt de gegevensoverdracht schoner en beter georganiseerd, terwijl de gebruikersinterface/gebruikerservaring (UI/UX) niet hoeft te veranderen. Dashboards kunnen hetzelfde blijven, waardoor het niet nodig is om eindgebruikers te trainen in nieuwe software.Met Ignition! kunnen HMI's en dashboards, zelfs van oudere apparaten, draagbaar worden gemaakt. Afbeelding met dank aan Inductive Automation.Een mogelijke methode, hoewel deze enkele risico's met zich meebrengt, is het verzamelen van gegevens uit SCADA-systemen en het gebruik van OPC-UA om met deze gegevens te werken, onafhankelijk van het platform. Dit kan effectief zijn, mits de extra belasting op het SCADA-systeem niet al op volle capaciteit draait. Het kan ook de installatie en configuratie van een extra SCADA-server vereisen, wat niet per se een belemmering hoeft te zijn, maar wel iets om rekening mee te houden.Het systeem veilig houdenHet ontwikkelen van een dataflowmanagementstrategie betekent meer veiligheid, omdat de afhandeling van bedreigingen in het systeem kan worden ingebouwd. Dit geldt zelfs als een bestaand systeem nog nooit het slachtoffer is geweest van een aanval.Edge computing voegt een nieuwe beveiligingslaag toe die bestaande apparaten kan beschermen en een extra barrière vormt tussen bedreigingen en het systeem. Het kan veilige, alleen-lezen paden bieden die in eerdere configuraties niet beschikbaar waren. Verstandig gebruik van firewalls en netwerksegmentatie kan ook waardevolle assets beschermen.Voor meer informatieHet uiteindelijke doel van het integreren en organiseren van de datastroom tussen bestaande systemen is om data over te brengen naar de plekken waar deze nodig is om geoptimaliseerde zakelijke beslissingen te nemen. De data moeten de systeemontwikkeling sturen, in plaats van de software of hardware, hoewel de systeemontwerpers mogelijk rekening moeten houden met praktische beperkingen van een van beide of beide.Recente ontwikkelingen in edge computing maken dataconversie eenvoudiger en zorgen voor slimmere en efficiëntere strategieën voor dataflowmanagement. Wilt u weten hoe u een nieuwe dataflowmanagementstrategie kunt ontwikkelen met behoud van systeemintegriteit, ook met bestaande apparaten? Neem dan contact op met de experts van Inductive Automation. Het team heeft jarenlange ervaring met het ontwikkelen van geïntegreerde dataflowmanagementsystemen en kan u helpen alle technische details te doorgronden, zodat uw fabriek optimaal functioneert.
