Retos de la Industria 4.0: ¿en la nube o in situ?

El principal reto

Si ha llegado a la industria desde otro sector, es posible que piense que la Industria 4.0 de un software y la integración puede ser complicada. Sin embargo, la verdad es que en teoría el proceso debería ser sencillo, al menos en lo que se refiere a los llamados cloudificación.

Sin embargo, a menudo no es así. En la Industria 4.0, la una arquitectura de infraestructuras adecuada en lugar de software es el columna vertebral del éxito o culpable del fracaso de todo el empeño.

¿Por qué? Bueno, hay una serie de razones relativamente comunes para ello, que exponemos a continuación:

• Los clientes del sector quieren tener flexibilidad en cuanto a sus sistemas informáticos y escalabilidad de soluciones en la nube para la agregación y el análisis de datos, lo que significa que a menudo se oponen a soluciones fijas y únicas.
• Fábricas a menudo no tienen acceso a un sistema estable, rápido y fácilmente disponible conexión a Internet.
• Las fábricas deben funcionar si la red no funcionay, por lo tanto, no están especialmente dispuestos a depender únicamente de un servicio de Internet.
• La configuración informática de las fábricas es la siguiente más sencillo imposiblecasi siempre comprometiendo la HA, la escalabilidad y el acceso en aras de la practicidad. Esto plantea verdaderos problemas cuando se trata de actualizaciones tecnológicas.

Estas cuestiones dan lugar a requisitos parcialmente contradictorios cuando se trata de enfoque no híbrido (en las instalaciones o en la nube):

• aprovechar la infraestructura y los servicios de la nube,
• proceso de producción de la fábrica no puede depender de ella.

En la nube o en las instalaciones: ¿cómo combinarlo? La solución

El planteamiento más obvio es tener ambos En las instalaciones servicios y En la nube servicios. Sin embargo, puede resultar difícil saber cómo separar ambos.

Veamos con más detalle qué comprende cada uno de ellos.

En las instalaciones esencialmente implica todo lo necesario para que la producción de la fábrica funcione sin interrupciones, mientras que Nube servicios cubren básicamente todos los demás aspectos. Esto plantea dos problemas:

• Las fábricas necesitan muchas funciones de nuestro producto para llevar a cabo la producción, lo que a menudo incluye algunos análisis,
• Los distintos clientes tienen necesidades diferentes y exigen garantías en cuanto a lo necesario para continuar el proceso de producción.

Esto significa que si queremos tener una arquitectura homogénea en todos los clientes, sabiendo que algunas fábricas tienen un acceso deficiente a Internet y no puede depender de Cloud basado en frontends y backends, todo debería ser En las instalaciones.

Dicho esto, hay alternativas, opciones mejoradas que también podemos considerar.

1. Disponer de vistas y análisis agregados (para múltiples fábricas de un cliente determinado) sólo en Cloud.
2. Mueva el resto de los servicios entre la nube y las instalaciones en función de las necesidades y la disponibilidad.

Aunque ambas opciones ofrecen alternativas fiablesPero también pueden plantear varios problemas:

• servicios con persistencia,
• Sincronizar el estado entre la nube y los locales es difícil si la red no es fiable,
• Se requiere una configuración de infraestructura homogénea entre las instalaciones locales y la nube para que esta opción sea fácil de mantener e intercambiar.

Infraestructura homogénea

La configuración de la nube puede basarse en IaaC y gitOps enfoque. En este caso, tanto la infraestructura como la aplicación se definen y gestionan a través del código. En Accevo Systems (antes ANT Solutions) lo conseguimos a través de Terraform, Flux y Gitlab CI/CD orquestando Cloud Setup, Resources, Kubernetes, Clusters y aplicaciones.

Ahora, puede que te estés preguntando si podemos o no utilizar la función misma configuración On-Premises, que suele ser una única configuración bare-metal. La respuesta es sí. La solución más obvia es utilizar Kubernetes también en las instalaciones y orquestarlo a través del mismo código base. Sin embargo, Kubernetes no es barato de administrar para escenarios On-Premises y, además, Las instalaciones industriales in situ suelen ser mínimasque contiene uno o dos hosts bare metal.

Afortunadamente, existen herramientas diseñadas para ayudar en este sentido. Estas incluyen configuraciones de Kubernetes pequeñas, baratas y de un solo nodo diseñadas para el uso Edge/On-Premises:

• micro k8s,
• k3s

Eso nos permite utilizar el mismo Código gitOps Fluxindependientemente de dónde se vaya a desplegar la aplicación y la misma configuración de la aplicación a través de Cartas de timónDe este modo, se evitan las situaciones de doble configuración, que son caras y propensas a errores.

Sincronización tras un tiempo de inactividad

El otro aspecto que debemos controlar es nuestra capacidad para sincronizar datos entre En las instalaciones y el Nube. Para simplificar, descartemos el intercambio de estados de aplicación y consideremos simplemente la adquisición de datos de la fábrica, que es necesaria tanto para lagos de datos y aplicaciones.

Lo primero que se nos ocurre es introducir reintentos y almacenamiento en búfer. Sin embargo, esto puede parecer problemático en términos de complejidad del código y no especialmente fiable como infraestructura in situ, ya que puede dar lugar a pérdida de datos.

En cambio, la respuesta es comunicación asíncrona. Elegimos NATS que ofrecen una serie de funciones interesantes, no sólo la comunicación asíncrona, sino también la replicación automática de datos.

Cada vez que un sistema sufre un tiempo de inactividad, Los servidores NATS sincronizarán los datos, haciendo que el proceso sea fluido para nuestra aplicación. Software local no le importa acerca de red en funcionamientoo incluso sobre la existencia de Servicios en la Nube, y los Servicios en la Nube obtienen todos los datos siempre que estén disponibles.

El resultado: configuración sin cambios

Todos los puntos anteriores nos permiten sentar las bases de la adaptación desacoplada. arquitectura híbrida que permite intercambio de servicios entre la nube y los locales con el mínimo esfuerzo y sin depender de ningún producto relacionado con la hibridación del proveedor de la nube. Por lo general, estos productos nos encierran en planes de tipo suscripción y no permiten interconectar escenarios locales basados en la misma arquitectura.

El hecho de que ambos entornos estén desacoplados y sean homogéneos también nos permite elegir libremente entre la configuración local, la configuración en la nube y la configuración híbrida.

Esto, a su vez, nos permite, como Accevo, ofrecer a nuestros clientes cualquier la configuración funciona mejor para ellos sin necesidad de realizar ningún cambio en la arquitectura de la infraestructura. Cualquier modificación se limita estrictamente a la configuración de la infraestructura.

Cabe mencionar que normalmente intentamos animar a nuestros clientes a que ir lo más lejos posible en dirección a la NubeEsto se traduce en beneficios en términos de HA y escalabilidad.

Además, la arquitectura homogénea facilita las pruebas de diferentes escenarios en entornos replicables y aumenta aún más la velocidad, reducción drástica de los errores en producción.

Si desea obtener más información sobre cómo Accevo puede ayudar a su empresa a salir adelante en lo que respecta a los retos de Accevo, lea más en nuestra sección específica sobre Fabricación en la nube.