Mạng lưới công nghiệp hóa là gì?

Mạng công nghiệp sự cấu hình là một sự thay đổi cơ sở hạ tầng cứng nhắc cần thiết để thay đổi. Việc sử dụng mạng lưới ảo để điều khiển, và quản lý. Theo truyền thống, mạng công nghiệp dựa vào công tắc vật lý, bộ điều khiển và dây dẫn đến mỗi chức năng. Phương pháp này dẫn đến việc sử dụng cơ sở hạ tầng cứng cứng và khó thay đổi. Việc giải quyết ảo làm cho việc điều khiển mạng và máy bay dữ liệu từ phần cứng bên trong cơ sở dữ liệu. Thay vì có một mạng vật lý cho mỗi ứng dụng, nhiều mạng (phần mềm) chạy trên một mạng nội dung. Mỗi mạng ảo hoạt động như thể hiện nếu nó có phần cứng riêng, với chính sách bảo mật độc lập, và chất lượng của giao thông (t)

Thực tế, điều này có nghĩa là một công cụ công nghiệp công nghiệp chỉ công nghiệp Ethernet có thể tổ chức một mạng lưới ảo để kiểm soát giao thông thực sự (v.g., Propest or EtherNet/IP), một công nghệ khác cho việc giám sát video, và một phần ba cho hệ thống kết nối IT. Sự phân tách được thực hiện trong phần mềm, không phải qua dây cáp vật lý riêng biệt. Công nghệ như LAN ảo (VT), Vật liệu bảo vệ mạng ảo (VXLAN) cung cấp tiêu chuẩn ảo (VLAN), Hàm ảo (FV) và mạng lưới định nghĩa phần mềm (DN) được kết hợp để tạo ra điều này. [L: 80] cho trình quản lý thiết lập mạng lưới công nghệ, khi hệ thống quản lý thẻ VLAN, và hệ thống điều khiển máy tính năng lượng công nghiệp.

Lợi ích chính của việc ảo hóa trong việc thiết lập công nghiệp

Khả năng sinh trưởng và khả năng sinh sản tăng lên

Môi trường công nghiệp không tĩnh. Đường dây sản xuất được cấu hình lại, máy mới được thêm vào, và quá trình thay đổi. Với mạng ảo, một đoạn văn logic mới có thể được tạo ra trong phút không kéo cáp hay trao đổi. Chẳng hạn, khi một bộ phận phụ quay cần truy cập tạm thời vào sàn nhà để bảo trì, một mạng ảo có thể được kéo lên với quyền hạn hạn hạn hạn hạn hạn hạn hạn hạn hạn và rồi bị rách khi công việc hoàn tất. Tính năng này giảm dần thời gian dẫn đến việc sửa đổi và giúp đỡ nhà sản xuất đáp ứng nhanh hơn các yêu cầu thị trường.

An ninh được cải thiện qua sự co thắt

Bảo mật là mối quan tâm hàng đầu trong OT. Tính năng ảo hóa cho phép phân khúc tốt giữa các loại giao thông khác nhau. ISA/IEC 62443 chuẩn mực đề nghị chia mạng công nghiệp thành vùng và đường dẫn. Mạng ảo áp dụng các vùng này trong phần mềm. Một bộ cảm biến IoT bị tổn thương không thể bị tắt đến máy PLC vì chúng nằm trên mạng ảo chỉ liên lạc qua tường lửa được. Tính năng này cũng bảo vệ sự di sản không thể vá lại — chúng có thể ẩn đằng sau ranh giới ảo trong khi vẫn hoạt động.

Chi phí tiết kiệm và giảm dấu chân phần cứng

Ít công tắc vật lý và dây cáp để giảm chi tiêu và chi tiêu hoạt động (Opex). Tiêu dùng điện năng, làm mát và vật lý cũng giảm. Trong nhà máy ở Brownfield, sự ảo hóa có thể củng cố nhiều mạng lưới lão hóa lên một sợi vải duy nhất, có thể điều chỉnh. Bảo trì trở nên hiệu quả hơn vì nhân viên IT có thể quản lý các thay đổi mạng hơn là gửi nhân viên đến tủ quần áo.

Gia tăng tính đáng tin cậy và sự cô lập càng ngày càng nhanh

Mạng ảo hoá có thể được cấu hình bằng những đường dẫn thừa và cơ chế giảm tải trong phần mềm. Nếu một liên kết vật lý bị hỏng, bộ điều khiển SDN có thể chuyển đổi giao thông trong vòng phần nghìn giây. Công cụ giám sát thực hiện các phép đo sâu hơn trên phần ảo, giúp các kỹ sư xác định chính xác nguồn gốc của một gai hay sự mất gói. Cấp độ không thể phục hồi này khó đạt được với mạng vật lý hoàn toàn.

Những thử thách và sự quan tâm

Tương thích với giao thức công nghiệp di sản

Nhiều nhà máy vẫn còn phụ thuộc vào trường di sản như sợi sợi sợi pro, Modbus RU, hay ControlNet. Những giao thức này không được thiết kế để tạo ra môi trường mạng ảo. Cổng ra hay giao thức dịch thường cần thiết. Ví dụ, giao thức Modbus TCP có thể được ảo hóa, nhưng mục đích đầu tiên phải được chuyển đổi. Hơn nữa, các giao thức xác định thời gian thực như EtherCAT đòi hỏi thời gian và độ giải thích chính xác có thể được tác động bởi sự mở rộng của chức năng ảo. [FT: 0] Công nghệ [FWAT] phải được cải tạo trước tiên. Hơn nữa, các giao thức ảo, cần thiết hơn để hỗ trợ thiết cho môi trường ảo, nhưng cần thiết hơn.

Duy trì hiệu suất thời gian thực

Ứng dụng công nghiệp đòi hỏi sự xác định độ trễ. Việc ảo được tăng cường phụ thuộc vào gói hỗ trợ và xử lý bởi bộ quản lý siêu tư lệnh hay SDN. Để đáp ứng các yêu cầu thời gian nghiêm ngặt, các kỹ sư mạng phải sử dụng khả năng nhạy thời gian trong bộ chuyển đổi ảo. Việc sử dụng chức năng ảo (SN) trong bộ chuyển đổi ảo. Giá trị TSN (EE 80.1Qv, 80., 80.1Q) cho phép mạng ảo phát triển giao thông có khả năng chuyển giao thông có tính chất ưu tiên bị hạn chế, ngay cả khi mạng ảo bị ngắt kết nối với mạng ảo bị kết nối. Nếu không có khả năng cấu hình ảo, việc chuyển động có thể không thích hợp để hệ thống quản lý hay hệ thống đồng bộ xử lý.

Cấu hình và Quản lý Độ mờName

Thiết lập mạng ảo cần thiết chuyên môn trong mạng lưới OR và IT. Sự cấu hình ban đầu của VLAN, đường hầm VXLAN, và chính sách SDN có thể phức tạp. Sự cấu hình sai có thể dẫn đến lỗ bảo mật hoặc mất kết nối. Các công ty phải đầu tư vào đào tạo hoặc cộng tác với hệ thống. Các công cụ tự động như Ansable hoặc Terraform có thể giúp quản lý mạng ảo như mã, bảo vệ sự thống nhất trên toàn bộ nhà máy.

Thực hành tốt nhất

  1. Bắt đầu với dự án phi công trên một tế bào sản xuất không nghiêm trọng để xác định hiệu suất và an ninh.
  2. Thiết kế bậc hai với lõi, phân phối và các lớp tiếp cận, lập bản đồ mạng ảo đến các hệ sinh thái vật lý cấp cao.
  3. Dùng VLANs để kiểm soát, an toàn, và jw:0] với các quy tắc tường lửa nghiêm ngặt giữa chúng.
  4. Điều khiển máy bay dự phòng để tránh một điểm thất bại.
  5. Trình theo dõi mạng công cụ hiểu ranh giới mạng ảo và có thể tạo ra cảnh báo cho dị thường.
  6. Hãy tài trợ mọi mạng ảo với mục đích, thiết bị và chính sách bảo mật để đơn giản hóa việc bắn lỗi và kiểm toán.

Nhìn xa trông rộng tương lai: Ảo và kỹ thuật số 4.0

Khi công nghệ 4. 0 tiến bộ, mạng lưới công nghiệp ảo sẽ là xương sống của các nhà máy thông minh. Sự hội tụ của các nhà máy thông minh. Tính năng kết hợp của OT và IT đang tăng tốc, được điều khiển bởi nhu cầu phân tích dữ liệu, AI, và hoạt động từ xa. Mạng 5G, với khả năng nhỏ và mạng lưới, bổ sung tài sản điện tử bằng cách cho phép các tài sản di động (AV, máy bay) được xem như điểm ảo kết thúc. Tính năng cạnh, thường được triển như là các chức năng ảo, xử lý dữ liệu địa phương trong khi duy trì kết nối với lõi.

Sự ảo hóa cũng cho phép mô hình hoạt động mới như mạng mạng làm việc [ Dịch vụ tự phục vụ , nơi mà các công ty đăng ký vào mạng ảo với cấp độ dịch vụ bảo đảm hơn là mua phần cứng. Mô hình này giảm đầu tư trước và cho phép dễ dàng hơn. Tìm kiếm trước hơn, mạng tự cải thiện tự động giao thông xung quanh thất bại mà không cần sự can thiệp của con người sẽ có thể được thông qua hệ thống định hướng SD.

Các khung bảo mật sẽ tiến hóa để kết hợp các nguyên tắc không tin tưởng vào mạng ảo. Mỗi thiết bị sẽ phải xác thực trước khi tham gia một đoạn ảo, và các chương trình vi phân sẽ mở rộng tới điểm cuối. [FLT: 0] Công ty dịch vụ Mạng [FLT: 1] cung cấp hướng dẫn thực hiện các điều khiển này trong môi trường công nghiệp.

Ví dụ thực tế: ảo hóa trong một nhà máy tự động

Một nhà sản xuất xe hơi lớn đối mặt với thách thức mở rộng dây chuyền sản xuất cho xe điện trong khi đang điều hành một cơ sở điện với hàng chục mạng độc lập. Bằng cách triển khai mạng lưới công nghiệp ảo hóa bằng SDN, nhà máy đã củng cố 15 đảo vật lý thành 3 công tắc chính. Mạng ảo được tạo ra cho các máy móc cơ thể (thời gian thực), cửa hàng sơn (có khả năng cao), đường dây lắp ráp (được kết nối với máy ảnh bảo mật bị rối loạn) và hệ thống an ninh toàn toàn toàn toàn toàn toàn toàn thực vật. Kết quả là 40% chi phí taxi giảm, 20% tiền hoa hồng nhanh hơn, và cải tiến các trạm phát triển nhanh hơn vì các nhóm an ninh có thể bị hư hại trong vòng vài giây mà hệ thống không có khả năng gây ra sự tác động.

Kết luận

Sự cấu hình mạng công nghiệp không còn là một khái niệm tương lai lâu dài nữa; đó là một giải pháp thực tế để giải quyết nhu cầu thiết yếu của sản xuất hiện đại. bằng cách cung cấp sự linh hoạt, an ninh, chi phí, và sự đáng tin cậy, sự hỗ trợ ảo, quyền lực hóa công ty để thích nghi nhanh chóng và an toàn. trong khi các thử thách vẫn còn, đặc biệt là về hiệu suất thời gian thực và di sản, ngành công nghiệp đang phát triển tiêu chuẩn và công cụ để vượt qua chúng. như 5G, tính năng, và AI trở thành tích hợp hơn vào các hoạt động nhà máy, thì sự ảo sẽ là keo gắn kết thông minh với nhau. các công nghệ được đầu tư trong việc hiểu biết và thực hiện công nghệ sẽ được thực hiện ngày nay sẽ được thực hiện tốt hơn trong thời đại công nghiệp kỹ thuật số và các vị trí tốt hơn để cạnh tranh.