Evolución del Ingeniero en Sistemas de Control
Presente y Futuro de la Industria de Controles Industriales
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La industria de la tecnología operativa (OT), que incluye controles industriales, no ha experimentado la misma expansión tecnológica rápida que la industria de la tecnología de la información (TI). Si bien esta disparidad no se percibió ampliamente como un problema durante muchos años, la reciente demanda de más datos ha llamado la atención sobre la brecha tecnológica entre OT y TI. A medida que la demanda de datos aumenta drásticamente, las organizaciones industriales dependerán en gran medida de los integradores de sistemas de control para navegar por la convergencia de OT y TI.
La capacidad de los integradores para combinar de manera experta el mundo digital de la TI con el mundo práctico de OT los convierte en pilares de los esfuerzos de una organización industrial para mantenerse al día con las últimas tendencias tecnológicas. Como tal, los integradores de sistemas de control tienen una perspectiva única sobre las tecnologías y tendencias que impulsan esta convergencia.
El papel que desempeñan los integradores de sistemas de control se vuelve aún más vital para las organizaciones industriales.
Con el fin de informar mejor y equipar a los integradores para manejar las cambiantes demandas tecnológicas, les pedimos sus perspectivas sobre las tendencias más importantes que dan forma a la industria. Encuestamos a un grupo de más de 9.000 integradores para averiguar:
- ¿Cuáles son los desafíos actuales de la industria de controles industriales?
- ¿Cómo están afectando las tecnologías actuales a los integradores y sus proyectos?
- ¿Qué tecnologías y habilidades son imperativas para el futuro?
- ¿Qué depara el futuro para los integradores y la industria de la automatización industrial?
En este artículo, examinaremos lo que nos dijeron los integradores con respecto a los desafíos actuales y los desarrollos futuros para los profesionales de controles industriales.
ACERCA DE LOS ENCUESTADOS
Los encuestados incluyeron profesionales de la integración con una amplia gama de niveles de experiencia, que prestan servicios en una variedad de industrias.
DESAFÍOS ACTUALES DE LA INDUSTRIA DE CONTROLES INDUSTRIALES
Antes de analizar las tendencias futuras de la industria de controles industriales, es importante comprender los problemas que enfrentan los integradores en la actualidad. Como era de esperar, los integradores enfrentan desafíos tecnológicos con software y hardware, administración de datos y sistemas heredados. Curiosamente, nuestros participantes respondieron enérgicamente que la logística del trabajo con los clientes, los requisitos del proyecto, los presupuestos y los plazos también plantean desafíos importantes.
¿Cuáles son los desafíos actuales de la industria de controles industriales?
DESAFÍOS TECNOLÓGICOS:
Software y Hardware
En nuestra encuesta, el 61% de nuestros encuestados dijo que el software es el mayor problema, mientras que el 21% dijo que el hardware y el 18% citó otros problemas. Los principales problemas citados fueron la compatibilidad del software, la selección limitada, la complejidad, la capacitación y el soporte.
Desafortunadamente, muchas soluciones de software HMI / SCADA tradicionales aún operan en un número muy limitado de sistemas operativos y se basan en tecnología patentada. Esto puede causar serios problemas de compatibilidad, limitar las opciones disponibles y bloquear a un integrador y su cliente a un solo proveedor de software. Este último problema puede volverse especialmente grave si un proveedor cierra su negocio o deja de respaldar un producto.
Para evitar estos problemas, los integradores pueden elegir una solución de software basada en tecnologías estándar de TI abiertas de proveedores con un historial de implementaciones industriales exitosas. Optar por soluciones abiertas en lugar de propietarias da como resultado una conectividad más fácil con los sistemas empresariales y un mayor acceso a una gran cantidad de oportunidades de capacitación y soporte de una variedad de fuentes.
Integración de Datos
A medida que las organizaciones industriales comiencen a conectar sus datos desde el lado de los controles industriales al nivel empresarial, los integradores definitivamente enfrentarán desafíos de integración de datos como lo indica el 12% de los encuestados.
Las soluciones SCADA tradicionales almacenan datos en costosos historiadores de procesos patentados, que obstaculizan gravemente su capacidad para compartir y analizar datos. Las soluciones que conectan los datos de los controles a un sistema ERP, por ejemplo, pueden costar una fortuna y su implementación puede llevar meses.
Los datos son simplemente demasiado valiosos para guardarlos. Gracias a los estándares de TI abiertos como las bases de datos SQL, la forma en que se recopilan, comparten y analizan los datos ha mejorado enormemente en los últimos años. Los integradores pueden satisfacer la necesidad de un cliente de facilitar el acceso a los datos mediante el uso de bases de datos SQL para registrar datos históricos en lugar de historiadores de procesos.
Sistemas Heredados
Los sistemas HMI y SCADA heredados pueden tener 20 años o más. Si bien una empresa puede disfrutar de la confiabilidad de un sistema heredado, el 11% de los encuestados indicó que los sistemas heredados son un desafío.
Algunas organizaciones desean mantener sus sistemas heredados para ahorrar dinero. Sin embargo, los clientes también desean conectar sus sistemas heredados a los sistemas empresariales modernos. Esto plantea un desafío para los integradores que buscan incorporar nueva tecnología en un sistema actual.
Es de vital importancia que cualquier nueva solución tecnológica que utilice un integrador sea lo suficientemente flexible como para conectar los sistemas HMI / SCADA heredados con el software de vanguardia a nivel empresarial. Encontrar una solución de este tipo ayuda a superar los desafíos del hardware no compatible, las tecnologías patentadas y el código personalizado no compatible que a menudo se encuentran en los sistemas heredados.
DESAFÍOS LOGÍSTICOS:
Clientes y Requisitos del Proyecto
En nuestra encuesta, el 38% de los participantes indicó que su principal desafío es trabajar con los clientes y definir los requisitos del proyecto.
Algunos clientes saben exactamente lo que quieren, mientras que otros saben que necesitan una solución, pero no saben por dónde empezar. Cuando el cliente no tiene una dirección concreta para su proyecto, es casi imposible que el integrador tenga éxito.
Para evitar esto, el integrador debe hacer todo lo posible al comienzo de un proyecto para trabajar con el cliente para establecer claramente el objetivo final. Sin esta información, es muy probable que el proyecto resultante provoque una pérdida de ingresos y una mayor frustración.
Presupuestos
En la encuesta, el 21% de los encuestados indicó que los presupuestos pueden afectar su capacidad para completar o incluso iniciar un proyecto. Muchos proveedores de software HMI / SCADA cobran por cada cliente, etiqueta y actualización, lo que puede elevar los costos del software a cientos de miles de dólares. Este tipo de estructura de precios hace que sea extremadamente desafiante, si no imposible, para los integradores brindar valor a sus clientes.
Los integradores pueden colocarse en una ventaja adoptando soluciones de software con un modelo de licenciamiento más simple y menos restrictivo que elimina los gastos inesperados del software y ofrece más valor a sus clientes. Además, las soluciones de software con un modelo de precios ilimitado pueden permitir a los integradores ofrecer a los clientes más escalabilidad en el futuro, sin aumentar drásticamente el presupuesto para proyectos futuros.
Plazos
Todos los integradores han experimentado el temido escenario de plazos poco realistas. En la encuesta, el 17% de los participantes dijo que los problemas relacionados con el tiempo son el desafío más serio.
Varios problemas pueden afectar seriamente la capacidad de un integrador para cumplir con una fecha límite. Estos incluyen cuestiones como definir los requisitos del proyecto, trabajar con software patentado y complejo y encontrar suficientes ingenieros con habilidades específicas para completar un proyecto.
Una cosa que los integradores pueden hacer para cumplir con los plazos estrictos de manera más eficiente es elegir un paquete de software equipado con herramientas para el desarrollo rápido de proyectos. Esto brinda a los integradores la capacidad de completar prototipos de prueba de concepto más rápidamente, de modo que el trabajo a gran escala para el desarrollo y la implementación del proyecto pueda iniciarse antes de lo programado.
EL FUTURO DE LOS CONTROLES INDUSTRIALES
Los encuestados han indicado que estamos entrando en un momento emocionante en la industria de los controles industriales. Estos conocimientos sobre las nuevas tecnologías y habilidades que serán vitales para los integradores en el futuro revelan la necesidad de conectar los sistemas SCADA con los sistemas empresariales para alinear adecuadamente la OT y la TI.
¿Qué tecnologías y habilidades son imperativas para el futuro?
IIoT y MQTT
En nuestra encuesta, el 43% de los encuestados indicó que la Internet industrial de las cosas (IIoT) y el Transporte de telemetría de cola de mensajes (MQTT) son dos grandes desarrollos a tener en cuenta.
IIoT incorpora máquinas inteligentes que recopilan y comparten cantidades masivas de datos, lo que permite a las empresas identificar ineficiencias, ahorrar dinero y mejorar la calidad. MQTT es un protocolo de mensajería de publicación / suscripción extremadamente liviano que es ideal para dispositivos M2M remotos en situaciones en las que el ancho de banda y la potencia son primordiales. MQTT desacopla los dispositivos de borde de red de las aplicaciones; en cambio, los dispositivos de borde de red se conectan a aplicaciones a través de middleware orientado a mensajes (MOM), lo que reduce la congestión del ancho de banda y permite una fácil escalabilidad.
Las arquitecturas IIoT que emplean MQTT y MOM ofrecen una solución revolucionaria a los problemas de ancho de banda bajo y la necesidad de acceder a datos desde dispositivos remotos. IIoT permite a las organizaciones escalar su aplicación simplemente agregando conexiones a la infraestructura de MOM en lugar de hacer conexiones adicionales a dispositivos de borde de red.
Gestión de Datos y Bases de Datos SQL
La convergencia de OT y TI y el aumento de IIoT han sido provocados por la necesidad de las organizaciones industriales de acceder a más datos. En la encuesta, el 16% de los encuestados dijo que la tecnología de gestión de datos es importante. A medida que más organizaciones industriales buscan conectar el lado de los controles industriales con el lado empresarial, los integradores deben buscar tecnologías de datos para mantenerse competitivos.
Los sistemas SCADA tradicionales se diseñaron simplemente para adquirir datos de series de tiempo y almacenarlos en historiadores de procesos. En la mayoría de los casos, los historiadores de procesos utilizan un método patentado de gestión de datos, que limita la capacidad de conectarse a otros sistemas. Para conectarse a otros sistemas, los integradores deben implementar una solución increíblemente costosa que aún no cumple con todos los requisitos de la organización. Afortunadamente, existe una solución rentable que emplean el software empresarial y de TI: las bases de datos SQL.
Los integradores pueden aprovechar las potentes funciones de las bases de datos SQL incorporándolas a un sistema SCADA. Las bases de datos SQL liberan a los integradores de la naturaleza restrictiva de los historiadores de procesos al permitirles registrar datos históricos. Una vez que los datos están en una base de datos SQL, otros sistemas pueden acceder a esos datos para crear relaciones y permitir una mejor toma de decisiones.
Soluciones de Virtualización y Nube
Además, el 16% de los participantes de la encuesta mencionó que la virtualización y la computación en la nube son tecnologías futuras a tener en cuenta. Si bien los dos términos a menudo se usan indistintamente, la virtualización y la computación en la nube son conceptos separados.
La virtualización, que se remonta a la década de 1960, se refiere a la separación de la capa de aplicación del hardware físico. Tradicionalmente, cuando el software se instala en una computadora, esas aplicaciones están vinculadas al hardware físico. La virtualización se refiere a la creación de una máquina virtual que imita una sola computadora física con un sistema operativo, pero que en realidad se ejecuta en varias máquinas con recursos agrupados. La virtualización es lo que hace posible la computación en la nube.
Si bien la mayoría de las personas identifican la nube como un medio de almacenamiento, el poder de la nube radica en su capacidad para proporcionar una amplia gama de servicios y recursos, como aplicaciones, redes y almacenamiento. Las empresas han adoptado rápidamente la computación en la nube porque es mucho más económica que implementar una solución en el sitio.
Tecnologías como IIoT están allanando un nuevo camino para los sistemas SCADA. Al utilizar tecnologías de virtualización y nube, los integradores tienen una amplia gama de opciones de arquitectura que permiten que las aplicaciones y los servidores se alojen en la nube en lugar de en una máquina física. Esto es ideal para aplicaciones donde la instalación de un servidor físico no es práctica o la creación de un servidor a prueba de fallas en caso de una interrupción. La virtualización y la computación en la nube ofrecen enormes beneficios: las empresas pueden ahorrar dinero invirtiendo menos en hardware físico, y las organizaciones globales pueden conectar rápida y fácilmente a los empleados dondequiera que estén.
Dispositivos Móviles
La Internet de las cosas (IoT) y la tecnología móvil están diseñadas para acercar a las personas y los dispositivos. Nuestros teléfonos inteligentes y tabletas están repletos de sensores y radios inalámbricas que nos permiten comunicarnos e interactuar con otros dispositivos en nuestros hogares, en el trabajo, en las tiendas y en nuestros automóviles. En la encuesta, el 14% de los encuestados indicó que los integradores deben considerar los dispositivos móviles, ya que permiten a las personas interactuar con máquinas y dispositivos.
El software de nivel empresarial ya permite a los usuarios ver y analizar datos utilizando teléfonos inteligentes y tabletas.
Dado que la automatización del hogar es increíblemente popular en IoT, la importancia de los dispositivos móviles en IIoT se vuelve clara como el cristal.
Con la integración móvil, las organizaciones están más capacitadas para interactuar con sus sistemas y tomar decisiones inteligentes mientras están en el campo y en movimiento.
Seguridad
Hasta hace poco, la seguridad y el cifrado de datos nunca fueron una preocupación importante para los integradores. En el pasado, la mayoría de los sistemas HMI / SCADA no necesitaban conectarse a otros sistemas y seguían siendo autónomos. En algunos casos, cuando estaban involucrados sistemas críticos, mantenerse alejado de las redes se consideraba la mejor medida de seguridad. Ahora, sin embargo, más organizaciones buscan cerrar la brecha de datos, y el 11% de los participantes de la encuesta indica que la seguridad es importante.
TI ha avanzado considerablemente en lo que respecta a la seguridad. Las prácticas de seguridad de TI bien establecidas incluyen la autenticación y auditoría de clientes. Cuando se comparten datos con una organización, se debe implementar un sistema de auditoría y autenticación de clientes para administrar a todos los usuarios. A través de la autenticación y auditoría de clientes, los integradores pueden brindar a las organizaciones un control total sobre la adición y eliminación de usuarios, qué información pueden ver los usuarios, a qué áreas pueden acceder los usuarios y ver el comportamiento de los usuarios, todo con un clic de un botón.
Otra práctica de seguridad de TI implica el comercio en línea. Puede realizar operaciones bancarias en línea, comprar artículos, pagar facturas y realizar transacciones financieras, todo a través de Internet. Para realizar estas tareas financieras, se utiliza una tecnología de seguridad de alto nivel como Secure Socket Layer (SSL) para crear un enlace cifrado seguro y para cifrar los datos.
La excelente seguridad y estabilidad de MQTT lo convierten en un protocolo ideal para IIoT. Al igual que SSL, MQTT utiliza Transport Layer Security (TLS) que cifra la información confidencial en las redes. TLS utiliza autoridades de certificación y bloquea las rutas de ataque comunes al cerrar todos los puertos de la red entre las puertas de enlace de borde y los servidores MQTT.
La estabilidad se mantiene a través de la conciencia de estado, lo que permite a MQTT administrar las rutas de comunicación, conectarse a otros servidores MQTT disponibles e iniciar la conmutación por error cuando se detecta una falla.
EL FUTURO ES AHORA
Nuestros encuestados han proporcionado una imagen clara de las tendencias actuales y futuras en los controles industriales. Si bien los integradores definitivamente están enfocados en mantenerse al día con las últimas tecnologías, dedicar más tiempo a trabajar con los clientes y comprender sus necesidades comerciales ayudará a equilibrar sus proyectos.
Las nuevas soluciones que adoptan lo mejor de la TI, como Java, bases de datos SQL, Python y cifrado SSL, facilitan la integración de las soluciones SCADA en las infraestructuras empresariales. Características como licencias ilimitadas, implementación web, compatibilidad con múltiples sistemas operativos y soporte integral brindan a los integradores una mayor capacidad para ayudar a las organizaciones a escalar sus soluciones con pocas o ninguna restricción. Lo más importante para el integrador es que el tiempo de desarrollo se puede reducir drásticamente, lo que permite más tiempo para concentrarse en otros temas importantes.
Quizás la tendencia más interesante es la convergencia de OT e IT, que ha allanado el camino para una solución con el potencial de revolucionar la industria. Los integradores deben adoptar lo mejor de TI y combinarlo con lo mejor de OT. A medida que el marco arquitectónico de IIoT se establezca, más ubicaciones y aplicaciones tendrán acceso a los datos.
Las tecnologías que combinan OT y TI están disponibles en la actualidad, y los integradores que las usan en combinación con los avances de las tecnologías de seguridad, inalámbricas e Internet tienen una gran ventaja en el desarrollo de sus proyectos. Estas soluciones permiten a los integradores abordar los desafíos que enfrentan hoy y los preparan para los desafíos del mañana.
Publicado en español el 25 de Junio del 2021.
Originalmente publicado el 30 de Agosto del 2016.
Fuente original: https://inductiveautomation.com/resources/article/evolution-of-the-control-system-engineer