การผจญภัยในการอัปเกรด: การจัดการการไหลของข้อมูลสำหรับระบบที่มีอยู่เดิม

การปรับปรุงระบบที่มีอยู่เดิมนั้นมีความท้าทายเฉพาะตัวหลายประการ การวางแผนกลยุทธ์ที่ทันสมัยสำหรับการจัดการข้อมูลอาจเป็นเรื่องยากเมื่อต้องทำงานกับอุปกรณ์รุ่นเก่า แต่ก็ไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้อย่างแน่นอนไม่ใช่ว่าวิศวกรระบบอัตโนมัติทุกคนจะได้เริ่มต้นโครงการใหม่ตั้งแต่ต้นเสมอไป บางครั้ง ความท้าทายคือการบูรณาการฮาร์ดแวร์ที่ออกแบบใหม่เข้ากับระบบที่เต็มไปด้วยอุปกรณ์เก่า เพื่อให้การบูรณาการนี้มีประสิทธิภาพ ทีมออกแบบต้องวางแผนการจัดการการไหลของข้อมูลอย่างรอบคอบเพื่อป้องกันการแยกส่วนของข้อมูลและโครงสร้างพื้นฐานที่เปราะบาง ซึ่งเป็นสองข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดเมื่อต้องจัดการกับระบบที่มีอยู่หรือระบบที่ปรับปรุงใหม่แล้วความท้าทายของระบบที่มีอยู่ก่อนที่จะออกแบบระบบที่มีอยู่ใหม่ มีหลายสิ่งหลายอย่างและคำถามที่ต้องถามในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและการวางแผน ขั้นแรก จะใช้ระบบตรวจสอบเพื่อประเมินโครงสร้างพื้นฐานปัจจุบัน ต่อมา ประเมินการไหลของข้อมูลเพื่อพิจารณาว่าข้อมูลถูกส่งไปที่ใด และปลายทางเหล่านั้นเหมาะสมหรือไม่ หรือจำเป็นต้องปรับเปลี่ยน หลังจากนั้น วิเคราะห์ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับระบบเก่าที่มีความอ่อนไหวหรือเปราะบางซึ่งต้องใช้งานต่อไป ในขณะเดียวกันก็ต้องเพิ่มมาตรการรักษาความปลอดภัยเพื่อให้แน่ใจว่าระบบเหล่านี้จะไม่กลายเป็นจุดเข้าโจมตีทางไซเบอร์การตรวจสอบระบบก่อนที่จะเปลี่ยนอุปกรณ์หรือลงทุนในฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ โครงสร้างพื้นฐาน และทรัพยากรที่เกี่ยวข้องใหม่ ขั้นตอนแรกในการพัฒนาระบบการจัดการการไหลของข้อมูลคือการตรวจสอบระบบ การตรวจสอบระบบช่วยให้วิศวกรออกแบบทราบว่ามีฮาร์ดแวร์อะไรอยู่แล้วบ้าง โครงสร้างข้อมูลและโปรโตคอลใดที่ใช้งานอยู่ และจุดที่อาจเกิดปัญหาในการบูรณาการอยู่ที่ใดการตรวจสอบอย่างละเอียดครอบคลุมถึงระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั้งหมดที่จะเป็นส่วนหนึ่งของระบบการจัดการการไหลของข้อมูลแบบครบวงจรที่ได้รับการอัปเกรดแล้ว ปัญหาที่ยุ่งยากที่สุดคือการค้นพบในภายหลังว่าฮาร์ดแวร์เก่าชิ้นหนึ่งไม่สามารถเชื่อมต่อกับระบบใหม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่อาจเชื่อมต่อได้หากมีการตัดสินใจออกแบบที่แตกต่างออกไปตั้งแต่แรกปัจจุบันข้อมูลกำลังถูกส่งไปที่ไหน?เป็นไปได้ว่าระบบอัตโนมัติที่มีอยู่แล้วนั้นได้รวบรวมและจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งอยู่แล้ว ซึ่งเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับกระบวนการผลิต อย่างไรก็ตาม ระบบเดิมมักได้รับการออกแบบแบบแยกส่วน โดยมีการเพิ่มส่วนประกอบต่างๆ ในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน จากผู้จำหน่ายที่แตกต่างกัน และอยู่ในสถานะของการแก้ไขและอัปเกรดที่หลากหลายสำหรับระบบเหล่านี้ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าข้อมูลถูกส่งไปที่ใดและถูกนำไปใช้อย่างไร ด้วยวิธีนี้ กลยุทธ์ใหม่จะสามารถตรวจสอบข้อมูลแต่ละส่วนและพิจารณาว่าจำเป็นหรือไม่ ควรส่งไปที่อื่นหรือไม่ และแต่ละส่วนเข้ากับระบบที่เป็นหนึ่งเดียวที่ได้รับการปรับปรุงแล้วได้อย่างไรในบางกรณี ข้อมูลควรไหลในแนวตั้ง ซึ่งหมายความว่าข้อมูลจะไหลขึ้นไปตามลำดับชั้น จากฝ่ายปฏิบัติการไปยังระบบไอทีของธุรกิจ เพื่อการตัดสินใจในระดับที่ใหญ่ขึ้นและบรรลุเป้าหมาย KPI ในกรณีอื่นๆ ข้อมูลควรไหลในแนวนอน การไหลในแนวนอนหมายถึงการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างเครื่องจักรหรือระบบที่ทำงานในระดับเดียวกัน เพื่อให้สามารถวางแผนการบำรุงรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดปัญหาคอขวดควรถ่ายโอนข้อมูลอย่างไร?หนึ่งในส่วนที่ยากที่สุดสำหรับการจัดการการไหลของข้อมูลในระบบ OT/IT ที่มีอยู่คือ การกำหนดวิธีการถ่ายโอนข้อมูล ในอุดมคติแล้ว ฮาร์ดแวร์ควรใช้แพลตฟอร์มแบบเปิดทั้งหมด โดยใช้โปรโตคอลเดียวกัน เพื่อให้ส่วนประกอบทั้งหมดสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม ความเป็นจริงนั้นซับซ้อนกว่ามาก ระบบที่มีอยู่มักใช้อุปกรณ์รุ่นเก่าหรืออุปกรณ์เฉพาะ โปรโตคอลที่หลากหลาย และปัญหาอื่นๆ อีกมากมาย มีแนวทางทั่วไปหลายประการในการบูรณาการการถ่ายโอนข้อมูลOPC-UA สามารถใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ด้าน OT ได้ โดยให้วิธีการสื่อสารที่ปลอดภัยและไม่ขึ้นกับแพลตฟอร์ม สำหรับโครงสร้างข้อมูลและแบบจำลองที่ซับซ้อน โดยทั่วไปแล้ว OPC-UA จะใช้สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลแบบจุดต่อจุดอีกกลยุทธ์หนึ่งคือการใช้ Message Queueing and Telemetry Transport (MQTT) ในระบบนี้ ข้อมูลจะไม่ถูกจัดการในรูปแบบการติดต่อแบบจุดต่อจุด แต่จะทำงานในรูปแบบ "เผยแพร่และสมัครรับข้อมูล" เซ็นเซอร์จะสร้างและ "เผยแพร่" ข้อมูล และอุปกรณ์ที่ต้องการดูข้อมูลสามารถ "สมัครรับข้อมูล" จากบริการข้อมูลได้ MQTT ยังเป็นอิสระจากแพลตฟอร์มและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่มีแบนด์วิดท์ต่ำและกรณีที่อุปกรณ์บางอย่างต้องการการอัปเดตข้อมูลบ่อยกว่าอุปกรณ์อื่น เกตเวย์แบบ Edge สามารถวางไว้ใกล้กับฮาร์ดแวร์รุ่นเก่าเพื่อแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบ MQTT ด้วยวิธีนี้ ฮาร์ดแวร์รุ่นเก่าจึงทำหน้าที่เป็นผู้เผยแพร่ข้อมูล MQTT ไปโดยปริยายฐานข้อมูล SQL เป็นอีกหนึ่งเครื่องมือยอดนิยมสำหรับการจัดการข้อมูล เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบที่กำหนด เช่น ตัวชี้วัดประสิทธิภาพของเครื่องมือจากหลายเครื่อง จากนั้น หากเกิดปัญหาขึ้น ก็สามารถเรียกใช้ฐานข้อมูลและวิเคราะห์ข้อมูลที่จัดเก็บไว้ได้ ฐานข้อมูล SQL เหมาะที่สุดสำหรับการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว และไม่แนะนำสำหรับข้อมูลแบบเรียลไทม์และการตัดสินใจควบคุมกระบวนการอย่างรวดเร็ว มีประโยชน์มากที่สุดเมื่อข้อมูลมีโครงสร้างหรือแม่แบบที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนREST API ใช้แนวทางที่คล้ายกับโมเดลการเผยแพร่/สมัครรับข้อมูล เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างแดชบอร์ดสำหรับผู้ปฏิบัติงาน โดยที่ API จะดึงข้อมูลและแสดงเฉพาะข้อมูลที่เกี่ยวข้องให้กับผู้ใช้ เนื่องจากใช้โปรโตคอล HTTP จึงสามารถผสานรวมกับบริการคลาวด์ได้อย่างง่ายดาย ปรับแต่งได้สูง และรองรับอุปกรณ์หลากหลายประเภท อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้ออกแบบมาสำหรับชุดข้อมูลขนาดใหญ่และการดึงข้อมูลอย่างรวดเร็ว แต่ช่วยให้สามารถแสดงตัวชี้วัดต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วมีมิดเดิลแวร์และซอฟต์แวร์ DataOps บางตัวที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการกำหนดเส้นทาง แปลง และควบคุมการไหลของข้อมูล ซอฟต์แวร์เหล่านี้มักมีวางจำหน่ายทั่วไปและไม่จำเป็นต้องพัฒนาขึ้นเองภายในองค์กรแนวคิดนี้ไม่ใช่การหาวิธีการถ่ายโอนข้อมูลที่ “เหมาะกับทุกสถานการณ์” แต่เป็นการใช้ประโยชน์จากเทคนิคเหล่านี้บางส่วนหรือทั้งหมดตามความเหมาะสมกับความต้องการทางธุรกิจขององค์กร บางที MQTT ร่วมกับการประมวลผลแบบ Edge Computing อาจเป็นแกนหลัก แต่ฐานข้อมูล SQL อาจเก็บรักษาข้อมูลเมตริกของเครื่องจักรไว้ลดผลกระทบที่ไม่จำเป็นต่ออุปกรณ์และระบบเดิมให้น้อยที่สุดอุปกรณ์รุ่นเก่า เช่น PLC รุ่นเก่า อาจไม่รองรับการตรวจสอบสถานะและการแปลงข้อมูลภายในเครื่องที่รวดเร็ว อาจมีสักวันที่ระบบเหล่านี้จะถูกทยอยเลิกใช้ในโรงงาน แต่โดยทั่วไปแล้วระบบเหล่านี้มีความเสถียร ดังนั้นจึงควรใช้งานต่อไปแทนที่จะเปลี่ยนใหม่นี่คือจุดที่การใช้ประโยชน์จาก Edge Computing สามารถให้ประโยชน์อย่างแท้จริง คอมพิวเตอร์ Edge จะอยู่ใกล้กับอุปกรณ์ และแปลงข้อมูลจากรูปแบบเฉพาะแบบเก่าให้เป็นรูปแบบที่ง่ายต่อการผสานรวมมากขึ้น เบื้องหลัง การถ่ายโอนข้อมูลจะสะอาดและเป็นระเบียบมากขึ้น แต่ส่วนติดต่อผู้ใช้/ประสบการณ์ผู้ใช้ (UI/UX) ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลง แดชบอร์ดอาจยังคงเหมือนเดิม ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องฝึกอบรมผู้ใช้ปลายทางเกี่ยวกับซอฟต์แวร์ใหม่ด้วยเทคโนโลยี Ignition! ทำให้ HMI และแดชบอร์ด แม้แต่จากอุปกรณ์รุ่นเก่า ก็สามารถพกพาได้สะดวก (ภาพประกอบได้รับความอนุเคราะห์จาก Inductive Automation)วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ แม้ว่าจะมีความเสี่ยงอยู่บ้าง คือการรวบรวมข้อมูลจากระบบ SCADA และใช้ OPC-UA ในการประมวลผลข้อมูลโดยไม่ขึ้นอยู่กับแพลตฟอร์ม วิธีนี้อาจได้ผลดี หากภาระงานเพิ่มเติมบนระบบ SCADA ยังไม่ถึงขีดจำกัดสูงสุด นอกจากนี้ อาจต้องมีการติดตั้งและกำหนดค่าเซิร์ฟเวอร์ SCADA เพิ่มเติม ซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นอุปสรรค แต่เป็นสิ่งที่ต้องพิจารณาอีกประการหนึ่งการรักษาความปลอดภัยของระบบการพัฒนากลยุทธ์การจัดการการไหลของข้อมูลหมายถึงความปลอดภัยที่มากขึ้น เนื่องจากสามารถสร้างระบบรับมือกับภัยคุกคามได้ แม้ว่าระบบเดิมนั้นจะไม่เคยตกเป็นเหยื่อของการโจมตีมาก่อนก็ตามการประมวลผลแบบ Edge computing เพิ่มชั้นความปลอดภัยใหม่ที่สามารถปกป้องอุปกรณ์รุ่นเก่าและสร้างเกราะป้องกันอีกชั้นระหว่างภัยคุกคามกับระบบได้ นอกจากนี้ยังสามารถสร้างเส้นทางที่ปลอดภัยแบบอ่านอย่างเดียวซึ่งไม่มีในระบบเดิม การใช้ไฟร์วอลล์และการแบ่งส่วนเครือข่ายอย่างชาญฉลาดก็สามารถปกป้องทรัพย์สินได้เช่นกันสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโดยสรุปแล้ว เป้าหมายของการบูรณาการและจัดระเบียบการไหลของข้อมูลข้ามระบบที่มีอยู่คือการถ่ายโอนข้อมูลไปยังที่ที่จำเป็นเพื่อให้สามารถตัดสินใจทางธุรกิจได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ข้อมูลควรเป็นตัวขับเคลื่อนการพัฒนาระบบมากกว่าซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์ แม้ว่าผู้ออกแบบระบบอาจต้องทำงานภายใต้ข้อจำกัดบางประการของทั้งสองอย่างก็ตามความก้าวหน้าล่าสุดในด้าน Edge Computing ช่วยให้การแปลงข้อมูลทำได้ง่ายขึ้น และมีกลยุทธ์การจัดการการไหลของข้อมูลที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น หากต้องการทราบวิธีการพัฒนากลยุทธ์การจัดการการไหลของข้อมูลใหม่ ในขณะที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของระบบด้วยอุปกรณ์เดิม โปรดติดต่อผู้เชี่ยวชาญที่ Inductive Automation ทีมงานมีประสบการณ์หลายปีในการพัฒนาระบบการจัดการการไหลของข้อมูลแบบบูรณาการ และสามารถช่วยคุณทำความเข้าใจรายละเอียดทางเทคนิคทั้งหมดเพื่อให้โรงงานของคุณทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ