Una consecuencia de la tendencia del IIoT es que la compra de dispositivos para su red no es el fin de sus gastos.
La tendencia de la Internet industrial de las cosas (IIoT) está facilitando un crecimiento de los dispositivos conectados en las redes, así como aumentando el alcance y la complejidad de las redes de control industrial que con frecuencia convergen con las redes tradicionales de TI. Ahora más que nunca, la preocupación por la seguridad, la disponibilidad y el rendimiento está repercutiendo en estas redes de control industrial.
Una consecuencia de la tendencia del IIoT es que la compra de dispositivos para su red no es el fin de sus gastos. De hecho, a menudo es solo el comienzo. Los operadores de redes están descubriendo una serie de costos directos e indirectos asociados que a menudo pueden superar la inversión inicial en hardware de red.
En este artículo se examinan algunos de los costos que a menudo se pasan por alto, y se sugieren algunas prácticas óptimas y consejos sobre cómo reducir el costo total de propiedad (TCO) de las redes de control industrial, enfocándonos en la reducción de costos operacionales de red y otros gastos relevantes.
El tiempo que transcurre desde el inicio de un proyecto hasta que se pone en marcha puede dividirse en seis etapas diferentes. El reto para los administradores de la red es comprender a fondo cada una de estas etapas del proyecto, determinar las principales características que debe incluir o apoyar un dispositivo que sean beneficiosas para cada etapa, así como poder estimar en qué medida esas características serán beneficiosas para las futuras necesidades de la red. Un desafío adicional es que las características y beneficios a menudo no aparecen en las especificaciones de hardware de un producto.
Aquí están las seis etapas, y su impacto en el TCO:
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1. Reducir los costos de instalación e integración
Es raro ver instalaciones de redes completamente nuevas en entornos industriales. La mayoría de las instalaciones de red implican una combinación de nuevos equipos y actualizaciones de los sistemas SCADA, redes de control y dispositivos existentes. Como no hay dos redes iguales, cada red tiene su conjunto de requisitos únicos. Una de las habilidades que debe tener un administrador de redes es la capacidad de elegir y desplegar los dispositivos adecuados para garantizar que se cumplan los requisitos actuales y futuros de la red. Un buen ejemplo de ello es garantizar la interoperabilidad entre todos los dispositivos de la red a lo largo del ciclo de vida del proyecto. Aunque hay numerosas formas de superar los problemas que puedan surgir a lo largo del proyecto, una de las mejores soluciones es elegir productos que ofrezcan la mayor flexibilidad.
En el caso de las redes industriales, los dispositivos se instalan a menudo en paneles de control con otros dispositivos que funcionan con diferentes voltajes, por lo que una solución es adquirir un convertidor de energía para garantizar la compatibilidad. Sin embargo, es posible que esta no sea la solución ideal para todos los administradores de redes debido a las limitaciones de tamaño del panel en el que se instalan los dispositivos o a los costos adicionales que supone la compra de convertidores de potencia. En algunos proyectos, el costo de red por la instalación de nuevos cables puede aumentar considerablemente los costos generales del proyecto.
Una mejor alternativa es utilizar un dispositivo que admita una amplia gama de entradas de energía que satisfaga las demandas actuales de la red, así como proporcionar más flexibilidad para los dispositivos que también deban añadirse a la red en una fecha posterior. Aunque el gasto inicial puede ser ligeramente superior en el caso de un conmutador que admita estas características, los costos pueden reducirse a lo largo de la duración de un proyecto debido a que se evitan los costos adicionales en una fecha posterior.
Optimización de la Configuración de Dispositivos en la Red del IIoT
2. Reducir los costos por configuración de dispositivos de red
Una de las tareas que más tiempo consumen para los proyectos en entornos industriales, y por lo tanto una de las más costosas, es configurar los dispositivos en una red para que funcionen bien. Existe una amplia gama de opciones, desde conmutadores muy básicos que no ofrecen ningún apoyo para la configuración, hasta grandes paquetes de software que cuestan considerables cantidades de dinero por año pero que ayudan enormemente a los administradores de la red en el proceso de configuración. A medida que aumenta el número de dispositivos en una red, también aumentan las posibilidades de ahorro.
Debido a la convergencia de la automatización industrial y los sistemas de TI a través de las redes de IIoT, los protocolos EtherNet/IP y PROFINET deben tener una forma de operar juntos en la misma red. Los dispositivos que han sido preconfigurados para permitir que estos protocolos dispares se comuniquen automáticamente permiten a los administradores de la red desplegar lo que es esencialmente un dispositivo «plug and play». Estos dispositivos también suelen admitir el descubrimiento automático y la capacidad de asignar direcciones IP de forma automática, eliminando una parte significativa del tiempo necesario para la configuración manual. Comparado con el uso de dispositivos más baratos, que requerirán mucho más esfuerzo para configurar los dispositivos más adelante en el proyecto.
Los costos de configuración no se limitan a cuando la red se configura por primera vez. Cualquier característica que permita copiar y guardar las configuraciones de los dispositivos proporcionará a los administradores de la red la posibilidad de reutilizar estas configuraciones en una fecha posterior, y eliminará la necesidad de configurar manualmente los nuevos dispositivos que se añadan a la red.
La configuración también es mucho más fácil gracias a una intuitiva interfaz gráfica de usuario (GUI). Algunas empresas ofrecen un avanzado equipo de pruebas que permite a los usuarios probar una GUI y validar independientemente su afirmación de que es intuitiva antes de instalar el dispositivo en una red. Una GUI intuitiva puede ahorrar a los operadores de red una cantidad significativa de tiempo durante un proyecto.
Estrategias para la Reducción de Costos Operacionales en IIoT
3. Reducir los costos operacionales de red
Una forma clave de reducir los costos operacionales es reducir al mínimo la cantidad de trabajo manual necesario para mantener en funcionamiento los conmutadores y una red. Además, garantizar la idoneidad del producto para su despliegue en entornos industriales también ayudará a lograr un rendimiento operativo óptimo.
Las dos razones principales por las que los dispositivos de las redes industriales funcionan mal son sus partes móviles y las entradas de energía, a menudo denominadas puntos débiles. Los interruptores que tienen un mínimo absoluto de piezas móviles tienen muchas menos probabilidades de funcionar mal o de romperse, lo que da lugar a un menor tiempo de inactividad de la red y, por lo tanto, a una reducción de los gastos. Del mismo modo, si el dispositivo admite entradas de doble alimentación y una de las fuentes de alimentación falla, la otra fuente de alimentación mantendrá el dispositivo en funcionamiento, lo que permitirá sustituir la fuente de alimentación defectuosa sin que se produzca un tiempo de inactividad de la red. En el caso de despliegues que duren más de 10 años, que es la norma para las redes de IIoT, hay una gran probabilidad de que los administradores de la red se encuentren con uno de estos problemas en algún momento durante esos 10 años.
4. Reducir los costos de mantenimiento
La mayoría de las redes del IIoT están controladas por controladores lógicos programables (PLCs). Cuando la red realiza un mantenimiento programado y se reinicia, un PLC a menudo tarda unos 20 segundos en reiniciarse. Si un PLC se reinicia antes de que la red esté lista para funcionar, se producirán errores que pueden causar más retrasos. Los interruptores que pueden arrancar en unos 10 segundos, en lugar de 100 segundos, estarán listos para funcionar tan pronto como el PLC se haya reiniciado, evitando así estos problemas.
Poder ver rápidamente el estado de una red a través de una aplicación o software es una de las formas más fáciles de monitorear la red. Estas aplicaciones y software a veces incorporan un sistema que alerta a los administradores de la red de que se está produciendo un evento que tiene el potencial de causar un fallo en la red. Alertar al administrador del sistema de que podría ocurrir un problema, en contraposición a un sistema que se limita a informar al administrador de que se ha producido un problema, es una excelente forma de reducir los costos de mantenimiento. Estas características pueden aumentar el precio de compra del conmutador, pero es probable que en el curso del proyecto se obtengan ahorros sustanciales.
5. reducir los costos asociados con el tiempo de inactividad
Encontrar la causa fundamental del tiempo de inactividad en una red de gran escala lleva mucho tiempo, por lo que cualquier herramienta que ayude a los administradores de la red a identificar el punto de fallo y les permita arreglarlo rápidamente tendrá ventajas significativas. Otra habilidad de los administradores de redes de éxito es poder calcular si los costos adicionales de las características que pueden ayudar a reducir el tiempo de inactividad probablemente superen los costos de cualquier tiempo de inactividad experimentado.
Los dispositivos que pueden ser accedidos y configurados remotamente son muy beneficiosos porque permiten al personal no entrenado realizar la tarea, que consume mucho tiempo, de ir al sitio de campo, mientras que el especialista entrenado puede realizar la solución de problemas y la configuración de forma remota desde el centro de control. Además, un dispositivo que ofrece soporte de reproducción permite al especialista identificar lo que ocurrió en el momento en que el interruptor se apagó, y ayuda a mejorar el diseño de la red para evitar este tipo de fallos en el futuro.
Los dispositivos que respaldan las configuraciones del interruptor en un dongle son particularmente útiles si el interruptor funciona mal. Para importar automáticamente todas las configuraciones, todo lo que necesitas hacer es conectar el dongle de nuevo al interruptor. Como no es necesario realizar ninguna configuración manualmente, se reduce la cantidad de tiempo de inactividad de la red.
Dado que los administradores de la red no siempre se encuentran en la sala de control, las aplicaciones móviles que admiten notificaciones de eventos les permiten responder más rápidamente a los eventos que tienen lugar en la red y les permiten volver a la normalidad de la red más rápidamente de lo que hubiera sido posible de otro modo.
Las tecnologías de redundancia autorreparadora aseguran que las redes se mantengan en funcionamiento incluso en caso de fallo de un solo nodo. El despliegue de tecnologías de redundancia que permitan una mayor flexibilidad, disponibilidad y escalabilidad para la futura expansión de la red puede ayudar a evitar gastos adicionales en el futuro.
6. Apoyo técnico continuo
Al adquirir un conmutador, se dispone de una amplia gama de opciones, desde dispositivos baratos que no ofrecen apoyo continuo o actualizaciones de firmware, hasta conmutadores cuyo apoyo técnico costará mucho más que el conmutador en el curso del proyecto. Dado que los conmutadores se suelen desplegar en redes durante más de 10 años, el apoyo técnico que viene con un conmutador repercutirá significativamente en los costos de los despliegues a largo plazo.
Por ejemplo, se identifican regularmente nuevas amenazas a la seguridad y las empresas que ofrecen apoyo técnico continuo a menudo publican una actualización de la seguridad mediante una actualización del firmware para eliminar las nuevas amenazas cibernéticas. Por el contrario, cuando un dispositivo de una red está en peligro y no se dispone de apoyo técnico continuo o de actualizaciones de firmware, el administrador de la red tendrá que sustituir el dispositivo o arriesgar la seguridad de toda la red.
Los conmutadores fiables que ofrecen un apoyo técnico gratuito y continuo complementado por un largo período de garantía presentan ventajas significativas para los administradores de red que desean el menor coste total de propiedad para sus proyectos.
Después de considerar el ciclo de vida de un proyecto y los costos ocultos en que se puede incurrir a lo largo de ese ciclo de vida, es evidente que se deben considerar múltiples factores al determinar los costos directos e indirectos de todo un sistema. Por supuesto, los administradores de la red nunca pueden estar 100% seguros de cuáles son las necesidades futuras de una red del IIoT, pero el hecho de comprender plenamente las seis etapas descritas anteriormente garantiza que los administradores de la red conozcan mejor qué dispositivos tienen más posibilidades de reducir el TCO a lo largo de la duración de un proyecto.
Adicionalmente, es importante no pasar por alto la gestión de los costos por configuración de dispositivos de red y las estrategias para la reducción de costos operacionales de red, que son esenciales para optimizar el rendimiento y la eficiencia en las comunicaciones del IIoT. En este contexto, explorar soluciones de cosas con ple y tecnologías innovadoras puede ser una táctica valiosa para mantener el costo de red al mínimo sin sacrificar la calidad o la seguridad.
-Richard Wood es un gerente de marketing de productos de Moxa Inc.
