Avis d'invité de juillet 2021 :vers le cloud ou pas vers le cloud ; Un carrefour pour les dirigeants gérant les réseaux OT

28 juillet 2021 

Le déplacement de l'emplacement des fonctionnalités de calcul a varié au cours des dernières décennies, passant de centralisé (vous vous souvenez des plates-formes comme les mainframes et les clients légers ?) À distribué. Ces derniers temps, il y a eu beaucoup de choses sur l'essor de l'Edge Computing. Plutôt qu'un état final, il s'agit simplement d'une autre étape importante dans l'évolution continue des architectures de système de système. Dans cet article, je vais argumenter en faveur d'un retour, dans le temps, vers le Cloud.

Lorsque l'Industrie 4.0 a démarré, le concept principal concernait vraiment tout ce qui était défini par logiciel. La quatrième révolution industrielle devait offrir encore plus d'automatisation que la troisième révolution en reliant les mondes physique et numérique. Pour y parvenir, il a fallu passer des contrôles industriels fixes et centralisés à ceux qui pouvaient s'adapter aux besoins changeants du marché et/ou aux retours d'information de l'environnement lui-même. Cela signifiait une évolution vers des systèmes définis par logiciel. Les automates qui étaient imaginés comme une entrée physique avec des E/S, seront désormais une charge de travail de conteneur sur une grande plate-forme. À un niveau beaucoup plus élevé, cela change intrinsèquement la façon dont le physique, le numérique et les humains interagissent. Les machines composées de contrôleurs dédiés qui ne sont pas mis à jour ou modifiés seront désormais pilotées par des PC industriels définis par logiciel qui peuvent à la fois piloter les machines et comprendre et s'adapter à leur environnement.

Il y a une grande innovation en cours avec les fournisseurs de cloud en ce moment. On pourrait dire que nous sommes dans la guerre des nuages. Si je me concentre un instant sur l'Amérique du Nord et l'Europe (c'est-à-dire en excluant l'écosystème en Chine avec Ali Baba, Baidu et Tencent), les trois principaux fournisseurs de cloud vont de l'avant avec des produits de plus en plus innovants et complets. Ils ont également reconnu la préoccupation des clients finaux d'être liés à un seul fournisseur de cloud. À titre d'exemple, la plate-forme logicielle Anthos de Google, annoncée en 2019, offre un moyen unique et cohérent de gérer les charges de travail Kubernetes dans les environnements de cloud public et sur site.

Pour l'exécutif OT, la connectivité à ce type de fonctionnalité offre des perspectives alléchantes d'efficacité du système grâce à l'accès à divers services, notamment les lacs de données, l'analyse en continu, le stockage de données, la gestion de la sécurité IoT et la surveillance. Des clients nous disent que la mise en œuvre de fonctionnalités similaires sur site peut être deux à trois fois plus chère. Nous pensons que l'écart de coûts va continuer à se creuser.

Les organisations informatiques de presque tous les secteurs sont en transition ou sont passées à tirer parti des services cloud. Les opérateurs OT ont cependant mis du temps à adopter des techniques basées sur le cloud. Même si le passage au Cloud soulage l'opérateur OT des tâches de maintenance telles que le provisionnement, l'installation, les mises à jour et les correctifs, il souhaite toujours garder le contrôle et limiter la menace des vulnérabilités de cybersécurité. Cela s'explique en partie par le fait que cette conversation se heurte à la culture ancrée chez les dirigeants OT de rester à l'écart de l'influence des organisations informatiques et de rester aussi indépendants pour le support des achats et la gestion de leur infrastructure technologique.

Certains opérateurs se rendent compte que face aux pressions croissantes sur les coûts, le passage au Cloud pourrait simplifier leurs opérations et leur permettre d'être plus flexibles dans l'évolution vers le haut et vers le bas. Dans l'industrie manufacturière, nous avons vu davantage dans le domaine public de la part de Microsoft et de sa clientèle qui s'appuie sur des décennies de familiarité des entreprises et des fournisseurs avec la technologie Windows®. Cela s'est initialement concentré sur les cas d'utilisation de la maintenance prédictive et de l'amélioration de la qualité.

1. L'industrie alimentaire, pionnière de l'emballage, Tetra Pak, utilise de nouveaux outils numériques qui permettent à ses machines connectées au cloud de prédire exactement quand l'équipement a besoin d'être entretenu. En connectant les lignes d'emballage au cloud Microsoft Azure, Tetra Pak peut collecter des données opérationnelles pour aider à prévoir un calendrier de maintenance informé.
   
   
2. Les fabricants ont une nouvelle approche pour maintenir la qualité dans les environnements de fabrication à haut volume grâce à l'arrivée d'une intelligence artificielle (IA) compétente et rentable. Les opérateurs peuvent analyser les flux de caméras en temps réel pour identifier et marquer les widgets défectueux physiquement ou virtuellement. Potentiellement, il est devenu possible d'inspecter chaque pièce sortant de la chaîne - ce qui n'était ni économique ni pratique en utilisant des opérateurs humains. Cette solution est particulièrement utile dans la fabrication de composants automobiles complexes, sensibles au prix, à volume élevé et souvent critiques pour la sécurité.

Les opérateurs de cloud ont proposé diverses stratégies IoT destinées à répondre aux préoccupations, mais les opérateurs OT voient toujours un gouffre entre ce qui est nécessaire pour répondre à leurs besoins et les architectures disponibles. Heureusement, les nouvelles architectures peuvent permettre aux opérateurs d'avoir leur gâteau et de le manger aussi. Le choix de la bonne architecture système garantira que leurs opérations actuelles ne sont pas affectées tout en bénéficiant de toutes les optimisations basées sur les données, à savoir :

1. En découplant le logiciel et le matériel, les coûts de maintenance et de mise à niveau diminuent considérablement
2. Les systèmes peuvent être beaucoup plus flexibles et répondre à des exigences changeantes avec des coûts, des risques et des délais considérablement réduits.
3. Les systèmes deviennent observables, ce qui ouvre la possibilité de collecter des données, de fournir des informations uniques et des optimisations en boucle fermée.

Le défi consiste à fournir ces capacités tout en maintenant les attributs essentiels du réseau OT, y compris la disponibilité du système, la fonctionnalité déterministe en temps réel et l'immunité aux cyberattaques.

L'architecture requise par ce type de système est ce que nous appelons « Mission Critical Edge » combinant en toute sécurité les avantages d'évolutivité de l'infrastructure informatique avec la fiabilité et le comportement déterministe en temps réel des plates-formes embarquées. Les attributs incluent ;

1. Écart d'air :Les architectes système doivent définir et dédier avec précision les ressources CPU, mémoire et E/S à des machines virtuelles spécifiques. Ces machines virtuelles doivent être isolées les unes des autres, y compris la connectivité vers le nord et vers le sud. Cela permet aux applications OT et cloud de résider sur le même système
2. Gestion OT :Le système doit être flexible sur la gestion et le contrôle de la configuration et de l'installation. Alors que le système doit être géré localement, des charges de travail spécifiques doivent être mises à jour et gérées par le Cloud.
3. Performances :Les performances en temps réel doivent être garanties pour les charges de travail telles que les automates, les PAC et les calculateurs. Cela signifie que le système qui héberge les charges de travail cloud dans l'atelier peut également avoir une partition dédiée qui peut être la sauvegarde d'un automate physique.
4. Haute disponibilité  : Haute disponibilité mise en œuvre à différents niveaux, au sein d'un même système, sur deux systèmes dans une cellule et sur l'ensemble d'une ligne de production.
5. Intégration du cadre d'orchestration :Les systèmes de périphérie doivent fonctionner avec un cadre de gestion local ou basé sur le cloud. Par exemple, les systèmes d'une usine doivent consacrer une partie de leur charge de travail à la formation de clusters Kubernetes.

En conclusion, l'architecture de périphérie critique peut permettre aux opérateurs OT de déployer des services et des charges de travail connectés au cloud dans leur usine sans affecter leurs opérations actuelles. Ceci est réalisé en permettant aux systèmes de périphérie de l'usine d'exécuter plusieurs charges de travail à espacement, y compris en temps réel, AI/ML, sécurité, etc. De plus, les charges de travail à espacement peuvent être combinées pour exécuter des charges de travail de conteneur orchestrées par Kubernetes.

Pavan Singh, VP Gestion des produits, Lynx Software Technologies