Informe técnico. Elevar el nivel de escalabilidad. Qué contiene:

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1 Informe técnico Elevar el nivel de escalabilidad Autor: Phil Couling, Director de Comercialización de Productos, Supervisión HMI, Invensys Operations Management Qué contiene: 1. Introducción 2. El desafío 3. Escalabilidad funcional 4. Escalabilidad de soluciones 5. Escalabilidad vertical 6. Escalabilidad horizontal 7. Escalabilidad incorporada 8. Resumen

2 1. Introducción El término escalabilidad ha sido usado en exceso para referirse a los sistemas de software industriales, por lo que la mayoría de los usuarios, integradores y encargados de tomar decisiones están totalmente desensibilizados a la hora de usarlo. Esos mismos individuos, sin embargo, se preocupan mucho por la escalabilidad. La escalabilidad no es simplemente empezar siendo pequeños y luego crecer. Hay muchas dimensiones a tener en cuenta y la mayoría son críticas a la verdadera protección de inversiones para el usuario final. Este informe técnico analizará estas dimensiones de escalabilidad y establecerá, con optimismo, una nueva expectativa de escalabilidad para las decisiones de compra de sistemas de software industriales en el futuro mediante una elevación del nivel de escalabilidad. 2. El desafío La automatización y los sistemas de información representan una inversión importante para todas las empresas industriales, grandes o chicas. La protección a largo plazo de esa inversión es una consideración importante a la hora de seleccionar un socio y un sistema. A través de la tecnología los ciclos de vida pueden provocar cambios; es esencial poder desarrollar soluciones en el tiempo, expandirlas a áreas antes imprevistas e integrarlas con otros sistemas que pueden o no estar ya implementados. En muchos casos, es importante también considerar las ramificaciones de una actividad de fusión o adquisición potencial y la manera en que los sistemas pueden verse afectados por esa eventualidad. Mientras tanto, las empresas deben seguir centrándose en proteger la propiedad intelectual, minimizar las interrupciones en las operaciones y en hacer todo de manera rentable. Estos requisitos se ajustan a las características del sistema según las dimensiones de escalabilidad, desde chicas hasta grandes, una hasta varias, actuales hasta futuras, simples hasta complejas, de un solo equipo hasta la empresa en su totalidad. Cumplir con esos requisitos requiere de un nivel de diseño arquitectónico de automatización y sistemas de información que se construyen expresamente para sustentar la escalabilidad en todas las dimensiones. Ese tipo de requisitos no puede cumplirse apilando interfaces unas sobre otras, repitiendo trabajos de diseño costosos o tácticas de eliminar y reemplazar. El resultado sería inadecuado e intolerablemente costoso. Para abordar ese desafío, Invensys, a través de su empresa Wonderware emprendió el desarrollo de la tecnología ArchestrA, una arquitectura de software diseñada para ser inherentemente escalable en todas las dimensiones significativas. Las soluciones de software de Wonderware impulsan las capacidades sólidas de la tecnología ArchestrA, garantizando una notable facilidad de uso y escalabilidad. 3. Escalabilidad funcional Los proyectos chicos tradicionales implican un costo inicial bajo, un riesgo reducido y un tiempo de implementación corto, todas características importantes. Sin embargo, muchos proyectos pequeños son difíciles de extender funcionalmente y de escalar. Por el contrario, los proyectos largos tradicionales son más completos funcionalmente y cuentan con una implementación a gran escala, pero tienen costos iniciales mucho más altos, requieren de un tiempo de implementación mucho más largo e implican un riesgo mucho más alto. No sería bueno empezar con una implementación pequeña y crecer al tamaño que se necesita, cuando se necesita, con un modesto esfuerzo incremental y sin riesgo incremental? Tradicionalmente, la plataforma subyacente del software ha sido un enorme impedimento; los sistemas pequeños simplemente no han sido diseñados para crecer hacia sistemas grandes sin reemplazar completamente la arquitectura subyacente (ver figura 1, página 2). Wonderware rompe con esta tradición con una plataforma de software verdaderamente escalable llamada ArchestrA, que efectivamente elimina estos impedimentos y permite una evolución fluida de la solución de software de pequeña a grande, según lo requiera la empresa, sin reemplazar la tecnología subyacente. En el corazón de ArchestrA hay un modelo de planta que sostiene la evolución gradual de una aplicación permitiendo agregar atributos adicionales y funcionalidad a la solución e implementarlos a lo largo de la operación desde cualquier estación de desarrollo determinada. Página 1

3 Escala y funcionalidad del sistema Plataforma del sistema pequeño Plataforma del sistema grande Plataforma del sistema escalable Wonderware Es imposible llegar desde aquí hasta aquí sin reemplazar la plataforma subyacente Inversión en el sistema 4. Escalabilidad de soluciones Figura 1 El desafío de una escalabilidad funcional Hacer crecer un sistema de pequeño a grande requiere de otra dimensión de escalabilidad además de la funcionalidad. La verdadera escalabilidad requiere que una solución pueda ser extendida de una simple aplicación, quizás una sola máquina, a una solución integral en red que satisface las necesidades de una empresa industrial de múltiples plantas en su totalidad. Y si fuera necesario tener múltiples aplicaciones de supervisión que sean diferentes pero que tengan componentes similares y que deban mantenerse por separado pero que se beneficien una del diseño de la otra? Y si las aplicaciones fueran capaces de funcionar, cambiar y crecer independientemente? Esta es una situación hipotética del mundo real para el que la arquitectura de ArchestrA y ArchestrA System Platform fueron diseñadas. Wonderware ha combinado las capacidades más sólidas del modelado de la planta orientada hacia objetos, InTouch, el HMI (Interfaz hombre-máquina) gráfico favorito del mundo con inmejorables capacidades de integración de dispositivos. Esta combinación proporciona una reutilización máxima del esfuerzo de ingeniería, donde sea oportuno, con una flexibilidad donde sea necesaria; una lógica de aplicación común con independencia de dispositivos; una visualización de aplicaciones consistente con seguridad y detalles específicos de cada aplicación; todo puede ser implementado y gestionado desde un entorno centralizado y basado en estándares. 5. Escalabilidad vertical Un sistema de supervisión es solo una parte de una operación industrial, no obstante, es una parte importante de ella. De la misma manera en la que cada departamento en una organización necesita integrar y colaborar fluidamente, los sistemas de supervisión necesitan integrar y permitir una colaboración con otros sistemas en una empresa industrial. Las soluciones de software industriales eficaces deben ser capaces de una integración eficaz y escalable con sistemas de nivel empresarial, como ERP, automatización de cadena de suministros, gestión de activos empresariales y otros sistemas corporativos para la planificación y reconciliación. El sólido compromiso de Invensys con los estándares, y una continua participación activa para definir los estándares industriales, significa que la integración y la escalabilidad forman parte de todas las soluciones de Wonderware. Los estándares, como XML, OPC y SQL son complementados con servicios Web y el sustento de los estándares ISA-95/XML B2MML (ver figura 2, página 3). Página 2

4 PLC y dispositivos de campo Tecnología ArchestraA SAP, J.D. Edwards Oracle Microsoft Dynamics Servicios Web Datos/eventos Soluciones personalizadas Extensiones abiertas a otras soluciones Herramientas de extensión Wonderware Dispositivos y software Soluciones de software Wonderware OPC SQL Objetos proxy OLE DB/ADO XML Sistemas y software de la planta Prácticamente cualquier hardware y software industrial Objetos DI Servidores I/O Servidores DA Servidores OPC de terceros Servidores DA y I/O de terceros PLC y dispositivos de campo Figura 2 Información general de una conectividad escalable y una arquitectura de integración de software La escalabilidad vertical también significa escalar al máximo de los requisitos de conectividad de dispositivos de campo que existen en la actualidad. Mientras que los sistemas de supervisión pueden proporcionar interfaces a dispositivos físicos, como los RTU y PLC, estas interfaces son generalmente simplistas y propician soluciones de integración que están íntimamente vinculadas al hardware físico. Para lograr una verdadera escalabilidad para la conectividad de dispositivos, se necesita una arquitectura de software que proporcione un nivel de abstracción de los dispositivos específicos. La arquitectura de ArchestrA ofrece una integración notable con una amplia gama de dispositivos, al mismo tiempo que proporciona una verdadera abstracción de los detalles. Qué significa esto en la práctica? Bueno, esto significa, por ejemplo, que una aplicación independiente de dispositivos puede desarrollarse para un proyecto usando una familia especial de PLC, haciendo uso de todas las capacidades de conectividad provistas por ese dispositivo. El desafío llega cuando es necesario automatizar un área similar en una instalación, una que haya sido construida en un tiempo diferente y que utilice una familia completamente distinta de PLC y de equipos de automatización. Con el servidor DA de Wonderware (servidor de acceso de datos) y de capacidades del objeto DI (objeto de integración de dispositivos), la aplicación de software puede designarse nuevamente de manera sencilla para una familia diferente de dispositivos de hardware sin modificar la aplicación. Multiplique esa eficacia por muchas piezas de equipos y muchos sistemas de hardware diferentes, y el resultado es una solución de software verdaderamente escalable. Por supuesto que implementar la aplicación es solo parte del esfuerzo. Para lograr una escalabilidad efectiva, es necesario poder configurar, monitorear y ejecutar diagnósticos en múltiples interfaces I/O desde un lugar central conveniente. La arquitectura de conectividad de dispositivos de Wonderware proporciona capacidades de gestión remota integrales, diagnósticos integrados y flexibilidad para implementar en una variedad de topologías arquitectónicas para adaptar las necesidades de la empresa industrial: el sello distintivo de una infraestructura verdaderamente escalable. Página 3

5 La tecnología de ArchestrA mejora la escalabilidad a través de la separación del código de aplicación de la gestión de comunicaciones de dispositivos, por lo tanto, ambos pueden gestionarse y actualizarse fácilmente: a. toma un modelo de comunicaciones plano y le agrega estructura y una mejor capacidad de gestión b. hace caminos de comunicación individuales disponibles para ser usada por cualquier aplicación c. permite que las comunicaciones y la designación de dispositivos sean diferentes para la misma aplicación, facilitando la reutilización en cualquier máquina 6. Escalabilidad horizontal Los sistemas de supervisión no funcionan aisladamente. Deben integrarse fluidamente y confiablemente con una amplia gama de sistemas de niveles pares, incluyendo MES, DCS, Históricos, LIMS, de Flujo de trabajo, de soluciones de movilidad en campo y de gestión de la calidad. Históricamente, la solución a este tipo de tareas de integración ha consistido, con frecuencia, en burdos intentos de interconexión usando interfaces propietarias, middleware y una integración de nivel de datos limitada. Estos enfoques, aunque fueron apenas satisfactorios para soluciones independientes, son la antítesis de la escalabilidad, ya que requieren de enfoques de ingeniería personalizados y gastos importantes para el trabajo de integración del sistema. Una verdadera solución escalable para la integración horizontal de este tipo requiere de una arquitectura de integración construida especialmente para tal fin. Las soluciones de supervisión Wonderware InTouch y ArchestrA System Platform están diseñadas con capacidades integradas de escalabilidad e integración (ver figura 2, página 3). Adoptando estándares como el OPC, SQL, OLE DB/ADO y XML con una arquitectura orientada hacia el objeto ha permitido a Wonderware ofrecer el conjunto de soluciones de software industrial disponible más fácilmente escalable. 7. Escalabilidad incorporada Tradicionalmente, la escalabilidad no puede agregarse a los sistemas operacionales a posteriori. La verdadera escalabilidad viene con un diseño determinado. Los sistemas antiguos pueden integrarse a una infraestructura escalable, pero los beneficios reales vienen cuando se comienza con la plataforma de software indicada. La plataforma ArchestrA System Platform fue desarrollada desde cero para proporcionar facilidad de uso desde el primer día y una escalabilidad durante la vida útil de la operación. Esta escalabilidad incorporada viene de un entorno de ingeniería sólido, pragmático y basado en objetos que permite una ingeniería valiosa y mejores prácticas que pueden reutilizarse e implementarse con seguridad en múltiples instalaciones sin visitar físicamente cada instalación. Esta escalabilidad también llega como una gestión centralizada que permite supervisión, configuración, análisis de diagnóstico y gestión de seguridad de los sistemas de automatización en su totalidad implementados en numerosas computadoras que están geográficamente distribuidas a lo largo de una empresa industrial con múltiples ubicaciones. La capacitación, las capacidades y la familiaridad con los sistemas de automatización en un área de operación son transferidas inmediatamente a áreas diferentes. Este tipo de escalabilidad ofrece una enorme economía de escala, ya que las soluciones de automatización se introducen en nuevas áreas de la operación. Una abstracción única y lógica a través de una vista de modelo y una vista de implementación (ver figura 3, página 5) proporciona capacidades insuperables para retener y reutilizar los esfuerzos de ingeniería puestos en un sistema, mientras que se incrementa la funcionalidad de la aplicación paso a paso. Figura 3 Vista de modelo y vista de implementación Página 4

6 8. Resumen La facilidad de uso y la escalabilidad son dos de las características más importantes de una solución de software de supervisión. Se combinan con una funcionalidad y conectividad asombrosas, características que proporcionan una verdadera protección de inversiones hacia el futuro. El diseño escalable del software de Wonderware y las herramientas fáciles de usar plasman singularmente estas características, específicamente la sólida plataforma ArchestrA System Platform y las herramientas de visualización InTouch. Con la más amplia gama de opciones de integración, un MES sólido, soluciones móviles y de flujo de trabajo, Wonderware ha establecido un nuevo punto de referencia para combinar facilidad de uso con una escalabilidad sin igual. Para conocer más acerca de las soluciones de software HMI de supervisión de Wonderware, visite Pages/WonderwareHMISCADA.aspx. Invensys Operations Management Equity Drive, Houston, TX USA Tel: iom.invensys.com Invensys, el logo de Invensys, ArchestrA, Avantis, Eurotherm, Foxboro, IMServ, InFusion, SimSci-Esscor, Skelta, Triconex y Wonderware son marcas registradas de Invensys plc, sus subsidiarias o afiliados. Todas las demás marcas y nombres de producto pueden ser marcas registradas o servicios registrados de sus respectivos dueños Invensys Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Ninguna parte del material protegido por estos derechos de autor puede ser reproducida o utilizada de forma o medio alguno, electrónico o mecánico, incluyendo fotocopiar, grabar, difundir, o por cualquier sistema de almacenamiento de información y recuperación, sin la autorización por escrito de Invensys Systems, Inc. Rel. 04/12 PN WW-4129-LA Página 5