Juillet 2021 - Opinion d'expert : Les dirigeants OT devraient-ils adopter le Cloud ? Une décision stratégique pour les réseaux modernes

28 juillet 2021

Le déplacement de l'endroit où se produit la fonctionnalité de calcul a varié au cours des dernières décennies, du centralisé (rappelons les plateformes comme les mainframes et clients légers ?) au distribué. Récemment, beaucoup a été dit sur l'essor de l'Edge Computing. Plutôt qu'un état final, c'est juste une autre étape dans l'évolution continue des architectures de système de systèmes. Dans cet article, je vais argumenter en faveur d'un déplacement, au fil du temps, de retour vers le Cloud.

Quand l'Industrie 4.0 a commencé, le concept principal était vraiment le « tout logiciel-defined ». La quatrième révolution industrielle devait fournir encore plus d'automatisation que la troisième en comblant les mondes physique et numérique. L'accomplir nécessitait un passage de contrôles industriels centralisés et fixes à ceux qui pouvaient s'adapter aux besoins changeants du marché et/ou au feedback de l'environnement lui-même. Cela signifiait un passage vers des systèmes software-defined. Les automates programmables (API) qui étaient imaginés comme une entrée physique avec E/S, seront maintenant une charge de travail conteneurisée sur une grande plateforme. À un niveau bien 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 maintenant pilotées par des PCs industriels software-defined qui peuvent à la fois piloter les machines et comprendre et s'adapter à leur environnement.

Il y a une grande innovation en cours chez les fournisseurs cloud en ce moment. On pourrait dire que nous sommes dans les « Cloud Wars ». Si je me concentre sur l'Amérique du Nord et l'Europe un instant (c.-à-d. exclure l'écosystème chinois avec Alibaba, Baidu et Tencent), les trois principaux fournisseurs cloud poussent vers des produits de plus en plus innovants et complets. Ils ont aussi reconnu la préoccupation des clients finaux d'être enfermés chez un seul fournisseur cloud. Par exemple, la plateforme logicielle Anthos de Google, annoncée en 2019, offre un moyen unique et cohérent de gérer des charges de travail Kubernetes à travers des environnements on-prem et cloud public.

Pour le dirigeant OT, la connectivité à ce type de fonctionnalité offre des perspectives alléchantes pour l'efficacité système via l'accès à divers services, incluant les data lakes, l'analytique streaming, le stockage de données, la gestion de sécurité IoT, et la surveillance. Nous entendons des clients que l'implémentation de fonctionnalités similaires on-prem peut être deux à trois fois plus chère. Nous pensons que l'écart de coûts continuera de croître.

Les organisations IT dans presque toutes les industries sont en transition ou ont transitionné vers l'utilisation de services cloud. Les opérateurs OT ont, cependant, été lents à adopter les techniques basées sur le cloud. Même si le passage au Cloud soulage l'opérateur OT des tâches de maintenance comme le provisioning, l'installation, les mises à jour et les correctifs, ils veulent toujours garder le contrôle et limiter la menace de vulnérabilités cyber. En partie, c'est parce que cette conversation entre en conflit avec la culture ancrée chez les dirigeants OT de rester à l'écart de l'influence des organisations IT et de rester aussi indépendants que possible pour le support d'approvisionnement et la gestion de leur infrastructure technologique.

Certains opérateurs réalisent que face à des pressions de coûts croissantes, le passage au Cloud pourrait simplifier leurs opérations et leur permettre d'être plus flexibles dans le scaling up et down. Dans l'industrie manufacturière, nous avons vu plus dans le domaine public de Microsoft et sa base client qui s'appuie sur une base de décennies de familiarité commerciale et fournisseur autour de la technologie Windows®. Cela a été initialement focalisé sur les cas d'usage de maintenance prédictive et d'amélioration de la qualité.

1. L'industrie alimentaire, le pionnier de l'emballage Tetra Pak, utilise de nouveaux outils digitaux qui permettent à ses machines connectées au cloud de prédire exactement quand l'équipement a besoin de maintenance. En connectant les lignes d'emballage au Microsoft Azure Cloud, Tetra Pak peut collecter des données opérationnelles pour aider à prédire le moment 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 caméra en temps réel pour identifier et étiqueter les pièces défectueuses soit physiquement soit virtuellement. Potentiellement, il est devenu possible d'inspecter chaque pièce sortant de la ligne — ce qui n'était ni économique ni pratique avec des opérateurs humains. Cette solution est particulièrement précieuse dans la fabrication de composants automobiles complexes, sensibles au prix, à haut volume et fréquemment critiques pour la sécurité.

Les opérateurs cloud ont offert diverses stratégies IoT destinées à adresser les préoccupations, mais les opérateurs OT voient encore un fossé entre ce qui est nécessaire pour répondre à leurs exigences et les architectures disponibles. Heureusement, de nouvelles architectures peuvent permettre aux opérateurs d'avoir le beurre et l'argent du beurre. Le choix de la bonne architecture système garantira que leurs opérations actuelles ne sont pas impactées et pourtant ils bénéficieront de toute l'optimisation basée sur les données, à savoir :

1. En découplant logiciel et matériel, le coût de maintenance et de mise à jour diminue significativement
2. Les systèmes peuvent être beaucoup plus flexibles et répondre aux exigences changeantes avec un coût, risque et temps significativement plus faibles.
3. Les systèmes deviennent observables, ce qui ouvre la capacité de collecter des données, délivrer des insights uniques et des optimisations en boucle fermée.

Le défi est de délivrer ces capacités tout en maintenant les attributs vitaux essentiels du réseau OT, incluant la disponibilité système, la fonctionnalité temps réel déterministe et l'immunité aux cyberattaques.

L'architecture que ce type de système requiert est ce que nous appelons « Mission Critical Edge » combinant de manière sécurisée les bénéfices de scaling de l'infrastructure IT avec la fiabilité, le comportement temps réel déterministe des plateformes embarquées. Les attributs incluent :

1. Airgapping : Les architectes système doivent définir précisément et dédier les ressources CPU, mémoire et E/S à des machines virtuelles spécifiques. Ces VMs doivent être isolées les unes des autres y compris la connectivité nord et sud. Cela permet aux applications OT et cloud de résider sur le même système
2. Gestion OT : Le système devrait être flexible sur la gestion et le contrôle de la configuration et du setup. Bien que le système doive être géré localement, des charges de travail spécifiques devraient être mises à jour et gérées par le Cloud.
3. Performance : La performance temps réel doit être garantie pour les charges de travail comme les API, PAC et ECU. Cela signifie que le système qui héberge les charges de travail cloud sur le shop floor peut aussi avoir une partition dédiée qui peut servir de backup pour un API physique.
4. Haute Disponibilité : Haute disponibilité implémentée à différents niveaux, au sein d'un seul système, à travers deux systèmes dans une cellule et à travers une ligne de production entière.
5. Intégration Framework Orchestration : Les systèmes edge doivent pouvoir fonctionner avec soit un framework de gestion local ou cloud-based. Par exemple, les systèmes à travers une usine devraient dédier une portion de leur charge de travail pour former des clusters Kubernetes.

En conclusion, l'architecture mission-critical edge peut permettre aux opérateurs OT de déployer des services et charges de travail connectés au Cloud sur leur shop floor sans affecter leurs opérations actuelles. Cela est réalisé en permettant aux systèmes edge sur le shop floor d'exécuter plusieurs charges de travail airgappées incluant temps réel, IA/ML, sécurité etc. En plus, les charges de travail airgappées peuvent être combinées pour exécuter des charges de travail conteneurisées orchestées Kubernetes.

Pavan Singh, VP Product Management, Lynx Software Technologies