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Elevação de Produção em Escalabilidade
Autor: Phil Couling, Diretor de Marketing de Produto, Supervisory HMI, Invensys Operations Management
Conteúdo:
1.Introdução
2.O Desafio
3.Escalabilidade Funcional
4.Escalabilidade de Solução
5.Escalabilidade Vertical
6.Escalabilidade Horizontal
7.Escalabilidade “Incluída”
8.Sumário
Elevação de Produção em Escalabilidade
1. Introdução
O termo “escalabilidade” tem sido tão usado com relação a sistemas de software industriais que a maioria dos usuários,
integradores e tomadores de decisão estão completamente indiferentes ao seu uso. Contudo, esses mesmos indivíduos se importam
profundamente com a verdadeira escalabilidade. Escalabilidade não é meramente começar pequeno e ir crescendo. Existem muitas
dimensões a ser consideradas e a maioria delas é crítica para a verdadeira proteção de investimento do usuário final. Este relatório irá
explorar estas dimensões de escalabilidade e, de forma otimista, estabelecer uma nova expectativa de escalabilidade para decisões
de compra de sistema de software industrial no futuro, elevando a produção em escalabilidade.
2. O Desafio
Sistemas de automação e informação representam um maior investimento para todos os negócios industriais, de grande e pequeno
porte. Selecionar um parceiro e um sistema para proteção de longo prazo deste investimento é particularmente importante. Embora
os ciclos de vida de tecnologia possam precipitar mudança, é extremamente importante conseguir desenvolver soluções ao longo
do tempo, expandi-las em áreas anteriormente não previstas e integrá-las com outros sistemas que podem já estar instalados ou não.
Em muitos casos, também é importante considerar as ramificações de potencial fusão ou atividade de aquisição e como os sistemas
podem ser afetados por essa eventualidade. Ao mesmo tempo, os negócios podem estar focalizados em proteger a propriedade
intelectual, reduzir a interrupção de operações e, desse modo, o custo. Esses requisitos combinam com as características do sistema,
juntamente com dimensões de escalabilidade, de pequeno a grande, de um para muitos, atual para futuro, simples para complexo,
de um único equipamento para a empresa toda. Cumprir estes requisitos demanda um nível de desenho arquitetônico de sistemas
de automação e informação que seja construído propositalmente para suportar a escalabilidade em todas as dimensões. Esses tipos
de demandas não podem ser atendidos “aparafusando” as interfaces, repetindo o trabalho de desenho ou as táticas de remoção
e substituição. O resultado seria inadequado e, insuportavelmente, dispendioso. Para enfrentar este desafio, a Invensys, através do
segmento Wonderware® embarcou no desenvolvimento da tecnologia ArchestrA®, uma arquitetura de software desenhada para ser
inerentemente escalonável em todas as dimensões significativas. As soluções de software Wonderware alavancam os poderosos
recursos da tecnologia ArchestrA, garantindo facilidade de uso e escalabilidade fora do comum.
3. Escalabilidade Funcional
Os projetos pequenos tradicionais envolvem custo inicial baixo, baixo risco e tempo curto de implementação, todas características
importantes. Contudo, muitos projetos pequenos são difíceis de ampliar de forma funcional e bastante difíceis de escalonar. Em
contrapartida, projetos grandes tradicionais são mais completos funcionalmente e desfrutam de implementação de escala completa,
contudo possuem custos iniciais muito mais elevados, tempo de implementação mais longo e implicam em risco muito maior. Não
seria bom começar com uma pequena implementação e aumentar para o tamanho necessário, quando necessário, com esforço
incremental modesto e sem risco elevado? Tradicionalmente, a plataforma de software subjacente tem sido uma enorme restrição;
sistemas pequenos simplesmente não foram projetados para ser ampliados para sistemas maiores sem que seja necessário substituir
completamente a arquitetura subjacente (veja Figura 1, página 2). A Wonderware quebra esta tradição com uma plataforma de
software realmente escalonável, chamada ArchestrA, que elimina de forma efetiva essas restrições e permite uma evolução fácil
da solução de software, de um sistema pequeno para tão grande quanto o negócio necessitar, sem ter que substituir a tecnologia
subjacente. No coração da ArchestrA está um modelo de planta que suporta a evolução gradual de um aplicativo, permitindo que
atributos e funcionalidade adicionais sejam adicionados à solução e empregados ao longo da operação a partir de qualquer estação
de desenvolvimento.
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Elevação de Produção em Escalabilidade
Plataforma de Sistema pequeno
Plataforma de Sistema grande
Plataforma de sistema escalonável
Wonderware
Escala e
funcionalidade
do sistema
É impossível obter sucesso por todo lado
sem ter que substituir a
plataforma adjacente
Investimento
no sistema
Figura 1 – O Desafio da Escalabilidade Funcional
4. Escalabilidade de Solução
Ampliar um sistema de pequeno para grande requer outra dimensão de escalabilidade, além de funcionalidade. A verdadeira
escalabilidade requer que a solução possa ser facilmente extensível de um aplicativo único e simples — talvez uma única máquina
— para uma solução de rede abrangente, servindo as necessidades de toda uma empresa industrial com diversas plantas. E se for
necessário ter diversos aplicativos de supervisão que sejam diferentes mas possuam componentes semelhantes, e devam ser mantidos
separadamente, mas se beneficiem do desenho um do outro? E se os aplicativos precisarem operar, ser alterados e atualizados
independentemente? Este é um cenário real para o qual a arquitetura ArchestrA e a ArchestrA System Platform foram projetadas.
Wonderware combinou os recursos mais poderosos de modelação de planta orientada em objeto, InTouch®, a HMI (Interface HomemMáquina) gráfica mundialmente favorita e os extraordinários recursos de integração de dispositivo. Esta combinação fornece uma
reutilização máxima do esforço de engenharia onde for apropriado, com flexibilidade onde for necessário; lógica de aplicativo comum
com independência de dispositivo; visualização consistente de aplicativo com segurança e detalhe específico de aplicativo; dos quais
todos podem ser distribuídos e administrados de um ambiente centralizado, com base em padrões.
5. Escalabilidade Vertical
Um sistema de supervisão é somente uma parte de uma operação industrial, ainda que significativa. Do mesmo modo que cada
departamento em uma organização precisa se integrar e colaborar de forma harmoniosa, os sistemas de supervisão precisam se
integrar e permitir a colaboração com outros sistemas em uma empresa industrial. Soluções efetivas de software industrial devem
ser capazes de ter uma integração eficiente e escalonável com sistemas de nível empresarial como ERP, Supply Chain Automation,
Enterprise Asset Management e outros sistemas corporativos para planejamento e conciliação. O forte comprometimento da
Invensys com os padrões — e o envolvimento ativo contínuo na definição de padrões industriais — significam que a integração e
escalabilidade são construídas em todas as soluções Wonderware. Padrões como XML, OPC® e SQL são complementados com Web
Services e suporte ISA-95/XML B2MML (veja Figura 2, página 3).
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Elevação de Produção em Escalabilidade
PLCs e
Dispositivos de Campo
Tecnologia
ArchestrA
SAP,
J.D. Edwards
Oracle
Dinâmica Microsoft
Eventos
Soluções
Customizadas
Extensões
abertas para
outras soluções
Ferramentas de
Extensibilidade
Wonderware
Dispositivos e
Software
Soluções de
Software Wonderware
OPC
SQL
Objetos Proxy
OLE DB/ADO
XML
Software e
Sistemas da Planta
Virtualmente
qualquer hardware
e software
industrial
Objetos DI Servidores I/O Servidores DA
Servidores OPC terceirizados
Servidores DA e I/O terceirizados
PLCs e
Dispositivos de Campo
Figura 2 – Visão Geral de uma Conectividade Escalonável e Arquitetura de Integração de Software
Escalabilidade vertical também significa escalonagem para a abundância de requisitos de conectividade de dispositivos de campo
que existem nos dias de hoje. Enquanto os sistemas de supervisão podem fornecer interfaces para dispositivos físicos como RTUs e
PLCs, essas interfaces são geralmente simplistas e favorecem soluções de integração que são estreitamente associadas ao hardware
físico. Para atingir verdadeira escalabilidade para conectividade de dispositivo, é necessária uma arquitetura de software que fornece
um nível de abstração dos dispositivos específicos. A arquitetura ArchestrA oferece uma integração extraordinária com uma vasta
gama de dispositivos enquanto fornece real abstração dos detalhes. O que isto significa na prática? Bem, significa, por exemplo, que
um aplicativo de dispositivo independente poderia ser desenvolvido para um projeto usando uma família específica de PLCs, fazendo
uso de todos os recursos de conectividade fornecidos pelo dispositivo. O desafio surge quando é necessário automatizar uma área
semelhante em uma fábrica — uma que tenha sido construída em uma época diferente e utiliza uma família de PLCs e equipamentos
de automação completamente diferentes. Com o Servidor DA (Servidor de Acesso de Dados) e os recursos de Objeto DI (Objeto
de Integração de Dispositivo) da Wonderware, o aplicativo de software pode ser facilmente replanejado para uma família diferente
de dispositivos de hardware, sem alterar o aplicativo. Multiplique essa eficiência sobre diversos equipamentos e diferentes sistemas
de hardware e o resultado é uma solução de software verdadeiramente escalonável. Claro, implementar o aplicativo é apenas parte
da tarefa. Para uma escalabilidade efetiva, é necessário ser capaz de configurar, monitorar e executar diagnósticos em múltiplas
interfaces I/O a partir de um local central conveniente. A arquitetura de conectividade de dispositivo da Wonderware fornece recursos
de gerenciamento remoto abrangente, diagnósticos embutidos e flexibilidade para implantar em uma variedade de topologias
arquitetônicas para atender às necessidades da empresa industrial — as marcas de uma infraestrutura verdadeiramente escalonável.
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Elevação de Produção em Escalabilidade
A tecnologia ArchestrA aumenta a escalabilidade através da separação de código de aplicativo proveniente de gerenciamento de
comunicações de dispositivo, assim ambos podem ser facilmente administrados e atualizados:
a. Adota um modelo de comunicação horizontal e adiciona estrutura e melhor possibilidade de gerenciamento
b. Disponibiliza globalmente meios individuais de comunicação para qualquer aplicativo
c. Permite que a comunicação e a nomeação dos equipamentos sejam diferentes para o mesmo aplicativo, permitindo a reutilização em qualquer máquina
6. Escalabilidade Horizontal
Sistemas de supervisão não operam sozinhos. Eles precisam se integrar de forma harmoniosa e confiável coma uma grande variedade
de sistemas de nível par, incluindo MES, DCS, Historians, Fluxos de Trabalho, Soluções de Mobilidade de Campo e sistemas de
Gerenciamento de Qualidade. Historicamente, a solução desses tipos de tarefas de integração consiste frequentemente de tentativas
brutas de interface, usando interfaces proprietárias, middleware e integração limitada de nível de dados. Essas abordagens, enquanto
apenas satisfatórias para soluções independentes, são antíteses de escalabilidade, necessitando de abordagens de engenharia
customizadas e custo significativo para o trabalho de integração de sistema. Uma solução verdadeiramente escalonável para
uma integração horizontal deste tipo requer uma arquitetura de integração construída para este fim. As soluções de supervisão
Wonderware InTouch e ArchestrA System Platform são projetadas com escalabilidade e recursos de integração embutidos (veja
Figura 2, página 3). Adotar padrões como OPC, SQL, OLE DB/ADO e XML com uma arquitetura orientada em objeto permitiu que a
Wonderware oferecesse o conjunto de solução de software industrial mais facilmente escalonável já disponível.
7. Escalabilidade “Incluída”
Tradicionalmente, a escalabilidade não pode ser adicionada em sistemas operacionais sem previsão. A verdadeira escalabilidade
vem do desenho propositado. Sistemas legados podem ser integrados em uma infraestrutura escalonável, mas os reais benefícios
resultam de começar com a plataforma de software correta. A ArchestrA System Platform foi desenvolvida a partir da estaca zero
para fornecer facilidade de utilização desde o primeiro dia de uso e escalabilidade durante o ciclo de vida de funcionamento.
Esta escalabilidade “incluída” resulta do ambiente de
engenharia poderoso, pragmático e baseado em objeto
que permite que a engenharia de valor e as melhores
práticas sejam reutilizadas e seguramente empregadas
em todas as diversas instalações — sem ter que visitar
pessoalmente cada instalação. Esta escalabilidade
também vem na forma de gerenciamento centralizado
que permite supervisão, configuração, análise diagnóstica
e gerenciamento de segurança de todos os sistemas de
automação implantados nos numerosos computadores
que estão geograficamente distribuídos transversalmente
em uma empresa industrial com diversos prédios.
Treinamento, conhecimento e familiaridade com os
sistemas de automação em uma área de operação
são imediatamente transferíveis para áreas diferentes.
Este tipo de escalabilidade fornece significativas
economias de escala conforme soluções de automação
são desenvolvidas para novas áreas da operação. Uma
abstração lógica e exclusiva, através de uma visão de
modelo versus uma visão de posicionamento (veja
Figura 3, página 5), fornece recursos incomparáveis para
manter e reutilizar esforços de engenharia aplicados
em um sistema, enquanto aumenta a funcionalidade do
aplicativo com um passo de cada vez.
Figura 3 – Visão de Modelo e Visão de Posicionamento
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Elevação de Produção em Escalabilidade
8. Sumário
Facilidade de uso e escalabilidade são duas das características mais importantes de uma solução de software de supervisão.
Combinadas com funcionalidade e conectividade excepcionais, são essas características que fornecem uma verdadeira proteção de
investimento para o futuro. O desenho escalonável do software Wonderware e a facilidade de uso das ferramentas incorporam de
forma única essas características — especificamente, as poderosas ferramentas de visualização ArchestrA System Platform e InTouch.
Com o maior leque de opções de integração, poderosas soluções móveis, fluxo de trabalho e MES, a Wonderware definiu um novo
padrão para combinar facilidade de uso com escalabilidade inigualável.
Para saber mais sobre as Soluções de Software com HMI de Supervisão da Wonderware, visite http://global.wonderware.com/EN/
Pages/WonderwareHMISCADA.aspx.
Invensys Operations Management • 5601 Granite Parkway III, #1000, Plano, TX 75024 • Tel.: (469) 365-6400 • Fax: (469) 365-6401 • iom.invensys.com
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Rel. 04/12
PN WW-4129-BR
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