Czwarta rewolucja przemysłowa – Przemysł 4.0 (część 2)

Po zapoznaniu się z pierwszą częścią artykułu związanego z zagadnieniem Przemysłu 4.0 powinniśmy już wiedzieć na czym polega sama idea wprowadzenia czwartej rewolucji

oraz jakie korzyści za sobą niesie. Do tej pory przytoczyłem sporo teorii odnośnie Przemysłu 4.0. Chciałbym jednak również przedstawić sytuację nieco bardziej od strony technicznej na przykładzie rozwiązań firmy Moxa.

Rozwiązania Moxy

W celu usprawnienia i zapewnienia niezawodności inteligentnych fabryk Moxa swoje działania opiera na 3 głównych rzeczach:

• Łączność
• Zarządzanie
• Cyberbezpieczeństwo

Łączność

W przeszłość wyodrębniano podział pomiędzy sieciami na poziomie zakładów czy sieciami sterowania. Takie rozwiązania były korzystne dla jasno określonych stanowisk, gdzie każdy wiedział jakie zadania do niego należą, natomiast nie było to korzystne ze względu na procesy optymalizacji produkcji. Chcąc zapewnić niezawodność, wysoką sprawność oraz szybkość działań, Moxa wychodzi naprzeciw swoim odbiorcom i proponuje swoje rozwiązania na każdej warstwie infrastruktury sieciowej tzn. od urządzeń końcowych chociażby takich jak kamery IP pozwalające monitorować pracę na hali przemysłowej czy urządzenia I/O poprzez całą infrastrukturę Ethernetową, aż po aplikacje zarządzające. Do infrastruktury Ethernetowej należy szereg urządzeń począwszy od najbardziej zaawansowanych i najwydajniejszych switchy przemysłowych przez routery, switche PoE, po najprostsze mediakonwertery czy serwery portów szeregowych.

Łączność w rozumowaniu Moxy to nie tylko fizycznie zastosowany sprzęt, ale również odpowiednie technologie i protokoły zapewniające komunikację pomiędzy urządzeniami. Na wielkich halach produkcyjnych urządzenia często komunikują się między sobą przy wykorzystaniu technologii Wi-Fi czy GSM. Takie rozwiązania są stosowane w przypadku urządzeń zainstalowanych w trudno dostępnych miejscach, gdzie poprowadzenie połączeń kablowych jest niemożliwe czy też w przypadku samoprzemieszczających się maszyn np. wózki samojezdne. Jednakże szerzej na temat samych rozwiązań łączności bezprzewodowej Wi-Fi oraz GSM można znaleźć w naszych osobnych artykułach. Pamiętając jednak o tym, że w fabrykach przemysłowych pracują setki, a może nawet i tysiące urządzeń, które korzystają z różnych protokołów, Moxa w swoich urządzeniach zapewnia wsparcie m.in. dla takich protokołów jak PROFINET, EtherNet/IP czy Modbus TCP. Rozwiązania te umożliwiają spójną pracę z systemem SCADA oraz pozwalają na analizowanie i monitorowanie urządzeń w systemach opartych o rozwiązania Siemens czy Rockwell Automation. Bardzo mało prawdopodobne jest jednak, aby duża fabryka przemysłowa korzystała tylko z rozwiązań jednego producenta, dlatego w przypadku potrzeby zintegrowania systemu składającego się z różnego rodzaju protokołów, producent proponuje konwertery protokołów z serii MGate na temat których więcej informacji tutaj.

Zarządzanie

Niewątpliwie prawidłowe zarządzanie infrastrukturą sieciową jest istotne w kontekście niezawodnego działania całej fabryki. Odpowiednie oprogramowanie jest w stanie zapewnić nam w czasie rzeczywistym odczyt i analizę przetwarzanych danych, wizualizację sieci, a także jej konfigurację. Tym samym Moxa proponuje pakiet MXstudio składający się z 3 aplikacji: MXconfig, MXview oraz N-Snap.

W odniesieniu do konfiguracji sieci z pewnością interesującym narzędziem będzie MXconfig, umożliwiający masową konfigurację urządzeń w łatwy i szybki sposób. Jednak najbardziej istotnym narzędziem z oferowanego pakietu wydaje się być MXview, które służy do zdalnego monitoringu i diagnostyki przemysłowej sieci Ethernetowej. Oprogramowanie zapewnia nam m.in. wizualizację topologii sieci, monitorowanie jednej lub wielu podsieci, alarmowania w przypadku wystąpienia określonych zdarzeń, raportowania stanu sieci, a także zdalnego konfigurowania. Więcej informacji na temat pakietu MXstudio można znaleźć na stronie producenta oraz tutaj.

Cyberbezpieczeństwo

Zapewniona niezawodna łączność oraz przystępne zarządzanie siecią to w świecie Przemysłu 4.0 nie wszystko. Tak jak napisałem wcześniej, bardzo istotną kwestią jest odpowiednie zabezpieczenie naszej sieci przed cyberatakami. Chcąc zabezpieczyć się przed niepożądanymi atakami w pierwszej kolejności należy pamiętać o aktualizowaniu oprogramowania pracującego sprzętu, bowiem stosowane w fabrykach urządzenia często pracują przez kilka czy kilkanaście lat. Mając to na uwadze producenci co jakiś czas wypuszczają aktualizacje, których celem jest m.in. ochrona przed ciągle rozwijającymi się cyberatakami. Może się to wydawać trywialne, natomiast użytkownicy często nie zdają sobie sprawy, że tak proste działania mogą zabezpieczyć ich przed atakami. Innymi istotnymi kwestami w kontekście bezpieczeństwa mogą być również różnego rodzaju autoryzacje np. zaleca się zmianę standardowych haseł, wyłączenie nieużywanych portów czy definiowanie adresów IP mających dostęp do konfiguracji. Ciekawym rozwiązaniem proponowanym przez Moxę jest tzw. MAC Sticky. Idea polega na zapamiętywaniu przez switch adresu MAC podłączonego do niego urządzenia na konkretnym porcie. W przypadku gdy switch wykryje na danym porcie inny adres MAC, automatycznie port ten zostaje zablokowany, a raport o zajściu zostaje wysyłany do systemu. Jest to istotne w sytuacji gdy np. nieodpowiednio przeszkolony personel nieświadomie zacząłby przełączać urządzenia w danym węźle, zagrażając tym samym poprawnemu działaniu naszej sieci. Oczywiście istnieje dużo więcej rozwiązań dotyczących ochrony przeciw atakom, chociażby takich jak tunelowanie VPN czy stosowanie standardu IEC 62243 jednak myślę, że to tematy na osobny artykuł. Rozpatrując problem bezpieczeństwa od strony fizycznych urządzeń, Moxa ma w swoich szeregach ciekawe urządzenia, jednym z nich jest z pewnością EDR-810 obsługujący tunelowanie VPN, pełniący jednocześnie funkcję routera, switcha oraz firewalla. Po więcej informacji na temat cyberbezpieczeństwa odsyłam do osobnego artykułu na naszym blogu „Cyberbezpieczeństwo sieci przemysłowych”.

Podsumowanie

Reasumując, podstawowe trzy aspekty związane z budowaniem sieci zgodnie z trendem Przemysłu 4.0 na które składają się: łączność, zarządzanie i cyberbezpieczeństwo zostały omówione. Mam nadzieję, że podstawowa wiedza na temat możliwości jakie oferują nam rozwiązania związane z czwartą rewolucją przemysłową  zostały przekazane w przystępny sposób. Tym samym możemy uznać, że cykl artykułów dobiegł końca, co wcale nie oznacza że omawiany temat został wyczerpany. W kolejnych artykułach na naszym blogu z pewnością pojawią się rozwiązania, które również znajdą zastosowanie w Przemyśle 4.0.