2021년 7월 게스트 의견:클라우드로 할지 말지; OT 네트워크를 관리하는 경영진을 위한 교차로

2021년 7월 28일 

컴퓨팅 기능이 발생하는 위치의 이동은 중앙 집중식(메인프레임 및 씬 클라이언트와 같은 플랫폼을 기억하십니까?)에서 분산형으로 지난 수십 년 동안 다양했습니다. 최근 Edge Computing의 부상에 대해 많은 이야기가 있었습니다. 이는 최종 상태라기보다는 시스템 아키텍처 시스템의 지속적인 진화에서 또 다른 이정표일 뿐입니다. 이 기사에서는 시간이 지남에 따라 클라우드로 다시 돌아가야 한다는 주장을 하려고 합니다.

인더스트리 4.0이 시작되었을 때 기본 개념은 실제로 소프트웨어 정의 모든 것에 관한 것이었습니다. 4차 산업 혁명은 물리적 세계와 디지털 세계를 연결하여 3차 혁명보다 훨씬 더 많은 자동화를 제공할 것으로 예상되었습니다. 이를 달성하려면 중앙 집중식 고정 산업 제어에서 변화하는 시장 요구 및/또는 환경 자체의 피드백에 적응할 수 있는 제어로 전환해야 했습니다. 이것이 의미하는 바는 소프트웨어 정의 시스템으로의 전환이었습니다. IO가 있는 물리적 입력으로 상상되었던 PLC는 이제 대규모 플랫폼의 컨테이너 워크로드가 될 것입니다. 훨씬 더 높은 수준에서 이것은 본질적으로 물리적, 디지털 및 인간이 상호 작용하는 방식을 변경합니다. 업데이트되거나 변경되지 않은 전용 컨트롤러로 구성된 기계는 이제 기계를 구동하고 주변 환경을 이해하고 적응할 수 있는 소프트웨어 정의 산업용 PC에 의해 구동됩니다.

현재 클라우드 제공업체와 함께 엄청난 혁신이 진행 중입니다. 우리는 클라우드 전쟁에 있다고 말할 수 있습니다. 내가 잠시 북미와 유럽에 집중한다면(즉, Ali Baba, Baidu 및 Tencent가 있는 중국의 생태계는 제외) 3대 클라우드 제공업체는 점점 더 혁신적이고 완전한 제품을 추진합니다. 그들은 또한 단일 클라우드 제공업체에 묶인 최종 고객의 우려를 인식했습니다. 예를 들어 2019년에 발표된 Google의 Anthos 소프트웨어 플랫폼은 온프레미스 및 퍼블릭 클라우드 환경에서 Kubernetes 워크로드를 관리하는 단일하고 일관된 방법을 제공합니다.

OT 경영진의 경우 이러한 유형의 기능에 대한 연결은 데이터 레이크, 스트리밍 분석, 데이터 저장, IoT 보안 관리 및 모니터링을 포함한 다양한 서비스에 대한 액세스를 통해 시스템 효율성에 대한 감명을 주는 전망을 제공합니다. 우리는 유사한 기능을 온프레미스에 구현하는 비용이 2~3배 더 비쌀 수 있다는 고객의 의견을 듣고 있습니다. 우리는 비용 격차가 계속 커질 것이라고 믿습니다.

거의 모든 산업 분야의 IT 조직이 클라우드 서비스를 활용하는 방식으로 전환 중이거나 전환했습니다. 그러나 OT 운영자는 클라우드 기반 기술을 더디게 채택하고 있습니다. 클라우드로 이전하면 OT 운영자가 프로비저닝, 설치, 업데이트 및 패치와 같은 유지 관리 작업을 덜어주지만 여전히 제어를 유지하고 사이버 보안 취약성의 위협을 제한하기를 원합니다. 부분적으로는 이 대화가 IT 조직의 영향을 멀리하고 기술 인프라의 조달 지원 및 관리에 대해 독립적인 상태를 유지하려는 OT 리더의 문화와 충돌하기 때문입니다.

일부 운영자는 증가하는 비용 압박에 직면하여 클라우드로 이전하면 운영을 단순화하고 확장 및 축소에 있어 더 유연하게 할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 제조 산업에서 우리는 Windows® 기술에 대한 수십 년 간의 비즈니스 및 공급업체 친숙성을 기반으로 구축된 Microsoft 및 고객 기반의 공개 영역에서 더 많은 것을 보았습니다. 이것은 처음에 예측 유지 관리 및 품질 개선 사용 사례에 중점을 두었습니다.

1. 포장의 선구자인 Tetra Pak은 클라우드 연결 기계가 장비 유지 관리가 필요한 시점을 정확히 예측할 수 있도록 하는 새로운 디지털 도구를 사용합니다. 포장 라인을 Microsoft Azure Cloud에 연결함으로써 Tetra Pak은 운영 데이터를 수집하여 정보에 입각한 유지 관리 시기를 예측할 수 있습니다.
   
   
2. 제조업체는 유능하고 비용 효율적인 인공 지능(AI)의 등장으로 대량 제조 환경에서 품질을 유지하기 위한 새로운 접근 방식을 갖게 되었습니다. 운영자는 카메라 피드를 실시간으로 분석하여 물리적 또는 가상으로 결함이 있는 위젯을 식별하고 태그를 지정할 수 있습니다. 잠재적으로 라인에서 나오는 모든 부품을 검사하는 것이 가능해졌습니다. 이는 인간 작업자를 사용하여 경제적이거나 실용적이지 않은 것입니다. 이 솔루션은 가격에 민감하고 대량으로 안전이 중요한 복잡한 자동차 부품을 제조하는 데 특히 유용합니다.

클라우드 운영자는 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 IoT 전략을 제공했지만 OT 운영자는 여전히 요구 사항을 충족하는 데 필요한 것과 사용 가능한 아키텍처 사이에 틈이 있다고 봅니다. 다행스럽게도 새로운 아키텍처를 통해 운영자는 케이크를 먹고 먹을 수 있습니다. 올바른 시스템 아키텍처를 선택하면 현재 운영에 영향을 미치지 않으면서도 다음과 같은 모든 데이터 기반 최적화의 이점을 누릴 수 있습니다.

과제는 시스템 가동 시간, 결정적 실시간 기능 및 사이버 공격에 대한 내성을 포함하여 OT 네트워크의 필수 속성을 유지하면서 이러한 기능을 제공하는 것입니다.

이러한 유형의 시스템에 필요한 아키텍처는 IT 인프라의 확장성 이점과 임베디드 플랫폼의 신뢰성, 결정론적 실시간 동작을 안전하게 결합한 "미션 크리티컬 에지"입니다. 속성에는 다음이 포함됩니다.

1. 에어갭 :시스템 설계자는 CPU, 메모리 및 IO 리소스를 정확하게 정의하고 특정 가상 머신에 할당해야 합니다. 이러한 VM은 북향 및 남향 연결을 포함하여 서로 격리되어야 합니다. 이를 통해 OT 및 클라우드 애플리케이션이 동일한 시스템에 상주할 수 있습니다.
2. OT 관리 용이성 :시스템은 구성 및 설정의 관리 및 제어에 유연해야 합니다. 시스템은 로컬에서 관리해야 하지만 특정 워크로드는 클라우드에서 업데이트 및 관리해야 합니다.
3. 실적 :PLC, PAC, ECU와 같은 워크로드에 대한 실시간 성능이 보장되어야 합니다. 즉, 작업 현장에서 클라우드 워크로드를 호스팅하는 시스템이 물리적 PLC의 백업이 될 수 있는 전용 파티션을 가질 수도 있습니다.
4. 고가용성 :단일 시스템 내, 셀의 두 시스템 및 전체 생산 라인에 걸쳐 서로 다른 수준에서 구현된 고가용성.
5. 오케스트레이션 프레임워크 통합 :에지 시스템은 로컬 또는 클라우드 기반 관리 프레임워크와 함께 작동해야 합니다. 예를 들어 공장 전체의 시스템은 작업 부하의 일부를 Kubernetes 클러스터를 형성하는 데 할당해야 합니다.

결론적으로, 미션 크리티컬 에지 아키텍처는 OT 운영자가 현재 운영에 영향을 주지 않고 공장 현장에 클라우드 연결 서비스 및 워크로드를 배포할 수 있도록 합니다. 이는 공장 현장의 에지 시스템이 실시간, AI/ML, 보안 등을 포함한 여러 에어갭 워크로드를 실행할 수 있도록 함으로써 달성됩니다. 또한 에어갭 워크로드 중 Kubernetes 오케스트레이션 컨테이너 워크로드를 실행하기 위해 결합될 수 있습니다.

Pavan Singh, 제품 관리 부사장, Lynx Software Technologies