CONOCE AL NUEVO HMI/SCADA PARA OPERACIONES EFICIENTES
Explore consejos y mejores prácticas
INTRODUCCIÓN
En la actualidad el mundo de una planta industrial posee:
El panorama es que los recursos de capital suelen ser limitados, lo que dificulta la modernización de la infraestructura, la expansión y las actualizaciones tecnológicas.
¿Cómo puede abordar estos desafíos críticos mientras obtiene el mejor rendimiento de su inversión?
El escenario es que sus presupuestos seguirán siendo ajustados, mientras que las expectativas continuarán aumentando.
Por lo tanto, debe ser lo más eficiente posible con los activos y el personal que tiene. Esto significa que debe observar sus operaciones de manera holística para comprender y predecir lo que está sucediendo, con el fin de tomar las mejores decisiones para la modernización y la optimización.
Mayor eficiencia con el HMI/SCADA
Las buenas noticias son que la tecnología y las soluciones están aquí. Revolucionan lo que es posible para las organizaciones industriales.
Al modernizar su sistema HMI/SCADA existente, puede tener visualización de alto rendimiento, información en tiempo real cuando y donde la necesite, y la capacidad de conectar los puntos entre sus datos, aprovechando el Internet de las Cosas (IoT).
El nuevo HMI/SCADA le permite guiar a los operadores más nuevos a través de los pasos correctos a seguir. Y puede habilitar la movilidad y el monitoreo remoto para una mayor eficiencia.
LOS RETOS DE HOY
En general, los desafíos en una planta industrial están relacionados con tres áreas principales:
Los profesionales de operaciones se enfrentan constantemente al desafío de encontrar el equilibrio adecuado entre disponibilidad y confiabilidad, riesgo y costo.
¿Cómo reducir costos sin comprometer la disponibilidad? ¿Cómo mitigar los riesgos manteniendo los costos bajo control?
Valor del HMI/SCADA
El nuevo HMI/SCADA ayuda a reducir el costo operativo, mantener un alto nivel de servicio, facilitar el cumplimiento de las normas regulatorias en evolución e incrementar la eficiencia de los operadores.
Adicionalmente, las organizaciones industriales pueden usar esta capa de control como base para la transformación digital para estar mejor preparadas para el futuro.
Con el HMI/SCADA, se pueden abordar directamente los desafíos en las tres áreas clave de varias maneras:
Alta disponibilidad y confiabilidad
Gestión de riesgos
Gestión de costos
Disponibilidad & confiabilidad
Costo
Riesgo
HMI/SCADA APOYA LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL
Las innovaciones tecnológicas están remodelando el panorama industrial. Estas innovaciones incluyen sensores más baratos, una infraestructura de telecomunicaciones de alta velocidad que puede mover grandes cantidades de datos, computación no estructurada, interfaces móviles y táctiles, y un ecosistema abierto basado en estándares para la interoperabilidad. Este ecosistema incluye tecnologías basadas en web, APIs para la conectividad, aprendizaje automático e IA.
A medida que estas tecnologías evolucionan y se afianzan, las organizaciones desean resultados que incluyan mayor productividad, menores costos y una calidad más consistente. Las organizaciones industriales también están lidiando con altas tasas de jubilación de trabajadores que poseen conocimientos y experiencia. Estos trabajadores están siendo reemplazados por trabajadores más jóvenes que carecen de los mismos conocimientos, pero que son nativos digitales con habilidades y experiencia en dispositivos móviles y tecnologías basadas en web.
En el panorama industrial en rápida evolución de hoy, los fabricantes y las empresas de servicios públicos deben adoptar el HMI/SCADA y la transformación digital para mantenerse al día con el ritmo del cambio, satisfacer las crecientes demandas operativas, superar los desafíos y mantener la competitividad.
La base comienza con la captura de datos industriales, combinándolos con otras fuentes de datos significativas para proporcionar contexto y gestionar un registro histórico. Los datos convertidos en información son los que proporcionan la base para resultados significativos.
El HMI/SCADA, en conjunto con el historiador de datos y la visualización centralizada, permite a los usuarios desbloquear el valor de sus datos. El resultado es la visualización de un entorno de alta productividad que permite operaciones optimizadas de la planta, respaldadas por un desarrollo más rápido, con menores costos, con un cambio de mentalidad entre los empleados y una cultura de mejora continua del rendimiento, una menor cantidad de personal y una mejora operativa.
Ejemplos de líderes del mercado, de múltiples sectores, ilustran los resultados que las empresas están logrando.
Los proveedores de tecnología en el ecosistema de automatización tienen el desafío y la oportunidad de ayudar a las empresas industriales a afrontar estos cambios mientras logran los resultados deseados.
EL PAISAJE INDUSTRIAL ESTÁ CAMBIANDO RÁPIDAMENTE
COMENZANDO: 10 CONSEJOS PARA MEJORAR EL RENDIMIENTO DE SU HMI/SCADA
Diseño y estructura para un mejor rendimiento operativo
1. Actualícese con las versiones y parches de SCADA y SO
Muchas organizaciones todavía utilizan software SCADA antiguo, a veces muy antiguo. Sin embargo, las actualizaciones regulares y la alineación con las funciones más recientes mejoran la disponibilidad del sistema.
Una demora en las actualizaciones aumenta las preocupaciones de seguridad. Además, es probable que tenga costos ocultos más altos al continuar utilizando un sistema obsoleto.
Antes de tomar cualquier otra medida, asegúrese de que su SCADA y SO estén actualizados con las ultimas versiones y parches. Esto le permitirá comenzar con la plataforma correcta para mejorar sus capacidades.
2. Estandarice su implementación de SCADA
Mejore la eficiencia definiendo estándares para la implementación general de SCADA, incluyendo la aplicación, configuración, seguridad, arquitectura y acceso remoto — incluso los dispositivos que el personal usa. La estandarización le ayudará a reducir errores, disminuir costos e impulsar la eficiencia de las operaciones.
Los equipos se benefician de una curva de aprendizaje más corta, implementaciones más rápidas y un mantenimiento más sencillo. La estandarización también ayuda a asegurar el cumplimiento. Finalmente, con convenciones de nombres de etiquetas, puede aprovechar OPC UA; examinar la base de datos de procesos OPC UA y crear automáticamente su base de datos SCADA.
3. Desarrolle un plan de recuperación ante desastres
Un plan de recuperación ante desastres debe poder respaldar y restaurar el sistema. Simplemente, establezca un plan a largo plazo con consideraciones para la migración a un sistema redundante y de conmutación por error para una interrupción mínima.
Puede construir redundancia en todos los niveles: conmutación por error del servidor SCADA, redundancia LAN, redundancia del cliente. El objetivo es no perder información de su base de datos.
Haga que la sincronización sea más fluida para los usuarios remotos.
Un plan de recuperación ante desastres es una parte esencial para mejorar la disponibilidad y confiabilidad.
4. Implementar una gestión de datos de primera clase
Reúna un plan para recopilar, almacenar y distribuir sus datos de forma segura. No podrá operar una planta de manera efectiva a menos que tenga todos los datos correctos de manera oportuna.
Considere un historiador a nivel de planta para obtener información más confiable y consistente, recopilando de diferentes fuentes de datos, proporcionando la capacidad de ampliar y escalar sus sistemas a medida que crecen, e integrando su gestión de datos con sus sistemas CMMS.
Las tecnologías modernas hacen que la información esté disponible para las partes interesadas que no están directamente conectadas con el SCADA, pero que necesitan tomar decisiones, como la demanda y la planificación.
5. Crear procedimientos de alarma efectivos
Hay muchos recursos disponibles para una gestión eficaz de alarmas, como a través de ISA. Una buena estrategia de alarmas significa menos ruido, reacciones más rápidas, mayor productividad y operaciones más seguras.
Puede pasar de una alarma a una notificación y guiar la acción correcta.
6. Digitalice los procesos de trabajo
Cada planta tiene estándares operativos, la mayoría en forma de manuales. Ahora puede mover los manuales a un sistema SCADA, integrando los procesos de trabajo en su sistema.
Usando los pasos de SCADA, puede aumentar la guía del proceso operativo, y aumentar la consistencia del proceso operativo. Los Procedimientos Operativos Estándar Electrónicos también capturan la mejor práctica y aceleran la capacitación del operador.
Digitalice sus procedimientos para asegurar:
Puede activar las acciones correctas y ayudar a prevenir errores que provienen de la improvisación. Las acciones correctas ayudan a prevenir errores y rastrear los procesos para el cumplimiento.
7. Implemente la conectividad SCADA en toda la organización
La conectividad SCADA en toda la empresa proporciona una visión holística del rendimiento, llena las brechas de información y proporciona información centralizada.
Puede aprovechar la alta seguridad de diseño para hacer que la información esté fácilmente disponible para todos los niveles de la organización.
8. Aproveche la visualización basada en personas
Dé a cada persona la información que necesita.
El HMI/SCADA le permite equipar a su fuerza laboral, pantallas de monitoreo remoto y control adaptadas, ya sea un teléfono inteligente, una tableta o un dispositivo heredado.
Se entregará la información operativa correcta a las personas que la necesitan, ahorrando una enorme cantidad de tiempo al personal y acelerando el tiempo de respuesta y el cumplimiento.
9. Habilite la navegación HMI basada en modelos
Con las HMI/SCADA, puede aprovechar los estándares de la industria para mapear sus datos y proporcionar un contexto de datos a través de ubicaciones y fuentes de datos.
La navegación basada en modelos permite a los usuarios navegar rápidamente en el contexto derivado del usuario. La experiencia del usuario es consistente independientemente de la pantalla, el dispositivo, el equipo, el rol o el proceso.
10. Implemente HMI de alto rendimiento basada en ISA 101
Las HMI de alto rendimiento, basadas en los estándares ISA 101, aumentan la eficiencia del operador a través de mejores pantallas.
Con una presentación y una alarma consistentes, las pantallas de alto rendimiento aumentan la productividad y reducen el riesgo de errores.
Los operadores y técnicos reconocen y comprenden con mayor facilidad y velocidad.
HMI/SCADA CON GE VERNOVA
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EJEMPLOS DE ARQUITECTURA
Escenario de implementación común
Alta disponibilidad de iFix con sincronización SCADA
HMI/SCADA DE ALTO RENDIMIENTO: DESTRUYENDO MITOS
El cerebro humano es extraordinario. Cuando procesamos información visual, nuestra mente organiza lo que vemos para comprenderlo, en lugar de ofrecer un simple reflejo de lo que se muestra. Sin embargo, nuestra capacidad para hacer esto se rompe cuando se nos presenta una imagen demasiado compleja, que usa demasiados colores diferentes y no proporciona un punto focal o un flujo lógico.
Visualmente, es como el cajón de cachivaches de tu cocina donde nunca encuentras nada rápidamente. Es una distracción, y las condiciones anormales no destacan.
Las presentaciones visuales como esta requieren entrenamiento avanzado y ralentizan la capacidad de un operador para responder a problemas emergentes.
Podemos hacerlo mucho mejor. Con una mirada, los operadores deberían poder reconocer qué información necesita su atención inmediata. La HMI de alto rendimiento es la clave para optimizar la entrega de información visual, pero a menudo se malinterpreta.
Vamos a separar los hechos de la ficción.
Mito #1
Las HMI de alto rendimiento son solo un montón de pantallas aburridas en escala de grises, sin funciones, y no pueden convertirme en un mejor operador.
Verdad: El estándar de HMI de alto rendimiento abarca una amplia gama de temas que simplifican la interfaz, aceleran el tiempo de respuesta del operador, mejoran la resolución de problemas y alarmas, a la vez que reducen errores y equivocaciones.
Sí, el color y la escala de grises son parte del estándar, pero no se trata exclusivamente del color. Incluye cosas como diseño contextual, navegación, formas, tipografía y más...
Mito #2:
Necesito una representación completa y real del proceso.
Verdad: Como ilustra el mapa de la izquierda, el mundo real puede ser terriblemente difícil de navegar.
Una vista más estructurada que vemos a la derecha permite visualizar más fácilmente nuestro recorrido.
Cuando realizas una búsqueda web de ejemplos ópticos, verás docenas de ejemplos. Te muestran claramente cómo nuestros cerebros reorientan las señales visuales en un intento de dar sentido a lo que estamos viendo.
El mismo principio se aplica a los operadores que intentan extraer señales de sistemas muy complejos. Necesitamos representaciones que reflejen la información de una manera que sea fácil de escanear para detectar anomalías e identificar áreas que requieren acción.
Mito #3:
Mis pantallas son únicas para mi proceso y la HMI de alto rendimiento no me sirve.
Verdad: La HMI de alto rendimiento es un marco que se puede aplicar a cualquier entorno. Es una metodología probada, pero de ninguna manera es una solución única. Como se discutió en el primer mito, una variedad de señales visuales se puede utilizar para simplificar las pantallas con fines básicos. Mediante el uso de una paleta de colores sencilla que resalte las situaciones anormales, los operadores de HMI pasan menos tiempo buscando y navegando, y toman decisiones más rápido. Mantenerlo simple también facilita la formación de la próxima generación de operadores.
Mito #4:
He estado usando las mismas pantallas durante 10 años, sé dónde está todo.
Verdad: Después de trabajar tan duro para conocer las pantallas tradicionales, es tentador aceptar las limitaciones que han demostrado tener. El cambio puede ser difícil, pero hemos visto que operadores con mucha experiencia se enamoran del nuevo enfoque una vez que hay una comparación disponible.
Igual de importante es el tiempo de capacitación para operadores con menos experiencia, el cual disminuye una vez que se ofrecen pantallas más intuitivas.
La HMI de alto rendimiento proporciona una metodología para hacer a un operador más eficiente, más seguro y menos propenso a errores.
En resumen, la HMI de alto rendimiento es una forma probada de aumentar la eficiencia y aumentar la confianza en los equipos de operadores. Una buena interfaz es fácil de aprender, conduce a un tiempo de reacción más rápido, operaciones más seguras y una mayor productividad. Te mereces un sistema intuitivo, uno que de un vistazo te permita ver qué acciones deben tomarse y que sea fácil de navegar.
HMI DE ALTO RENDIMIENTO: LECCIONES PRÁCTICAS PARA COMENZAR Y APROVECHAR LOS DATOS
Nuestra investigación muestra que el 90% de las empresas están recopilando datos industriales, pero solo el 30% los está analizando. Aún menos, apenas el 2%, están actuando en función de esa información.
Con tanto dinero invertido en la recolección de datos, ¿por qué las organizaciones no los están utilizando?
La respuesta suele ser más simple de lo que uno piensa. Con demasiada frecuencia, los datos no son accesibles en un formato fácil de interpretar. La buena noticia es que esta barrera puede eliminarse rápidamente siguiendo estos cuatro pasos para habilitar un HMI de Alto Rendimiento y lograr que la información basada en datos realmente se destaque.
Paso #1
Reúne al equipo.
Los proyectos de HMI de Alto Rendimiento con altas tasas de adopción comparten un rasgo común: la participación temprana de los actores clave. Involucrar a tus principales interesados desde el inicio de un proyecto puede ayudar a consolidar los desafíos comunes, explorar las mejores oportunidades, preparar los requisitos y hasta probar las interfaces de usuario.
Asegúrate de que los operadores estén incluidos en este equipo, ya que ellos pueden marcar el éxito o fracaso de tu programa.
Paso #2
Construye una mentalidad de taller en tus procesos de revisión.
No basta con reunir a un grupo de interesados, hacer una lluvia de ideas y luego enviarlos de regreso a sus puestos. Tus interesados deben tener puntos de revisión planificados para optimizar resultados. Estos puntos de control son críticos para que los interesados se sientan parte del proceso, planteen inquietudes con antelación y se garantice una alta probabilidad de acuerdo.
Paso #3
Documenta y comparte más.
Escríbelo, documenta todo. El consejo es muy simple, pero a menudo se pasa por alto. Documentar decisiones, aprendizajes y planes de trabajo es un requisito clave para alinear al equipo y hacer que todos se mantengan responsables.
Paso #4
Aprovecha las victorias rápidas.
Los proyectos que comienzan con entusiasmo suelen perderlo cuando las tareas clave del día a día absorben al equipo central. La forma más efectiva de mantener a todos enfocados en el
largo plazo es incorporar hitos de “victorias rápidas” en el plan del proyecto. Esto mantiene al equipo motivado y ayuda a trazar un camino hacia la visión futura.
Opciones de mejoras rápidas en el diseño HMI: Cuando se trata de diseñar un HMI de Alto Rendimiento, existen varias opciones que deberían considerarse como “frutos al alcance de la mano”.
A continuación, siete opciones que marcan una gran diferencia:
ALARMAS INTELIGENTES
Desde el análisis proactivo hasta la orientación de la respuesta del operador, las tecnologías modernas de alarmas utilizan los sistemas conectados del IIoT, complementados con nuevas aplicaciones, para ayudar a eliminar el ruido y la confusión de alarmas mientras se impulsan las acciones correctivas adecuadas.
¿Cuál es el mayor desafío en la planta?
Según una encuesta reciente de GE Vernova, la gestión de alarmas sigue siendo el mayor desafío.
Pero en esta era digital, cada organización puede gestionar alarmas. Con alarmas inteligentes y el Internet Industrial, las empresas pueden enviar las alarmas que importan, en el momento en que importan, a la persona correcta.�Los ingenieros y operadores pueden recibir alertas priorizadas con instrucciones, ayudándoles a reaccionar y resolver alarmas rápidamente.
UNA SITUACIÓN ALARMANTE
Según expertos en HMI/SCADA de GE Vernova, aproximadamente el 75% de todas las alarmas son ruido. Muchas empresas quieren examinar sus sistemas y reducir el número de alarmas para mejorar la efectividad del operador. Sin embargo, este suele ser un ciclo interminable.
Los integradores y los ingenieros internos suelen encontrar nuevas alarmas que deben agregarse, mientras buscan reducir el número de alarmas y banderas en el sistema.
Con demasiada frecuencia, las empresas se ven obligadas a aceptar que hay un nivel de ruido en las alarmas, y los operadores deben saber a qué prestar atención y qué no requiere acción.
Surge un problema con el personal temporal que opera máquinas o con los nuevos operadores que se incorporan. El personal temporal o nuevo, generalmente no tiene la experiencia para filtrar el ruido de las alarmas y darle sentido.
Además, un problema puede causar una avalancha de alarmas que llegan a un operador.
Trabajando recientemente con el equipo de transporte de un área metropolitana importante, una prueba de concepto demostró cómo un problema en una línea de tren provocó una alarma inicial, seguida de otra alarma, luego diez alarmas más, luego veinte, y la situación continuó. Los operadores de los trenes se vieron inundados de alarmas y, en esta confusión, incapaces de identificar el problema real.
Reduce el ruido de las alarmas con el aprendizaje a
En el mundo del Internet Industrial, los sistemas HMI/SCADA actuales pueden filtrar mejor las alarmas para aumentar la eficiencia. Ahora, podemos usar el aprendizaje automático para analizar todas las alarmas en los sistemas subyacentes, determinar la causa raíz y guiar a los operadores a través de las acciones correctivas adecuadas. Esto puede ocurrir en una sala de control o en terreno, con instrucciones que van a un dispositivo móvil, derivando los datos brutos.
El aprendizaje automático potencia la racionalización tradicional de las alarmas.
El HMI/SCADA hoy, basado en una empresa conectada al IIoT, puede proporcionar una gestión y optimización de alarmas de alcance completo. Al proporcionar visibilidad a todas las alarmas, la prioridad o nivel de alarma respectivo, la frecuencia de ocurrencia (para un período de tiempo especificado) y, lo que es más, entregando una filosofía de alarma que mejora la eficiencia, reduce el tiempo de inactividad no programado y disminuye el riesgo.
Sé proactivo con la analítica
Además, los nuevos sistemas HMI/SCADA pueden añadir una capa de análisis proactivo para ofrecer una alarma inteligente predictiva.
La tecnología actual no solo se trata de entregar la información correcta después de que ha ocurrido un evento, sino también de entregar información antes de que ocurra un problema catastrófico y prevenirlo.
Considera si un monitor de planta registra una temperatura que excede el límite de control superior y se activa una alarma. Tradicionalmente, un operador reaccionaría a la alarma. La analítica ha hecho posible evolucionar de ser reactivo a predecir cuándo ocurrirá el evento y tomar medidas proactivas.
Por ejemplo, un fabricante de alimentos puede monitorear el punto de datos de temperatura, aplicar un análisis predictivo y predecir la temperatura basándose en un modelo estadístico. La empresa puede activar una alarma para un operador para asegurar que se tome acción más rápido, antes de que un lote se arruine.
Esto también se aplica a otras industrias, como la farmacéutica con lotes de productos de varios millones de dólares, así como el mantenimiento de eventos en equipos discretos. La aplicación de conocimientos predictivos, entregados como una alarma inteligente, se está extendiendo a todas las industrias y ofrece nuevas posibilidades para operaciones consistentemente optimizadas.
ALARMAS A LA PERSONA CORRECTA, EN EL LUGAR CORRECTO — EN CONTEXTO
Además, nuestro mundo IoT nos ayuda a enviar alarmas en contexto. Esto significa que, una vez que se activa una alarma, un operador debe ser capaz de entenderla contextualmente, no solo dónde está ocurriendo el problema (desde el punto de vista de la planta), sino más directamente, dónde y cuándo en el proceso está ocurriendo un problema.
Los operadores necesitan poder entender la acción correctiva requerida para resolver una alarma. Como tal, ver esa alarma en contexto es importante. En el pasado, las operaciones dependían de años de experiencia para ese contexto —el llamado "susurrador de máquinas" que entendía que, si la alarma "x" ocurría bajo "y" circunstancias, entonces significaba que una cinta transportadora, por ejemplo, se movía demasiado rápido y sabían exactamente cómo realizar el ajuste. Con nuestra fuerza laboral cambiante, esos días han terminado y la digitalización debe ser la base para proporcionar el contexto a los trabajadores nuevos e inexpertos.
Por último, el HMI/SCADA obtiene la alarma, en contexto, para la persona correcta, en el lugar correcto. Las organizaciones pueden desplegar alarmas a un operador, ingeniero o gerente basándose en la ubicación física y del rol. Como ejemplo, un ingeniero está parado en el Piso 4 frente a un mezclador y una alarma se relaciona con una máquina en el Piso 1, que está a 25 minutos de distancia. ¿Tiene sentido enviar la alarma a ese ingeniero?
El sistema HMI/SCADA actual puede determinar que un colega está a 100 pies de la máquina en alarma —y en su lugar enviar la señal al ingeniero más cercano, para una respuesta más rápida y eficiente.
La información correcta, en contexto, encuentra a la persona correcta en el lugar correcto, lo cual es drásticamente diferente del mundo SCADA tradicional y permite una acción más rápida.
OPERADORES MÁS INTELIGENTES CON ALARMAS INTELIGENTES
El HMI/SCADA actual no es solo monitoreo y visualización, con alarmas llegando constantemente. Para los operadores, el HMI/SCADA es su sistema de soporte de decisiones, y la gestión inteligente de alarmas es crítica. Aquí hay dos reglas de oro a considerar:
No permitas que la tecnología complique la experiencia del operador.
Usa la tecnología para mejorar la experiencia del operador y gestionar las alarmas para una mayor eficiencia.
Con solo un vistazo, los operadores deberían poder reconocer qué información requiere su atención y qué indica. Puedes capacitar a operadores más inteligentes con alarmas inteligentes para una detección de alarmas más rápida, una mayor comprensión y mejores resultados comerciales.
Lleva las operaciones al siguiente nivel con las soluciones HMI/SCADA probadas de GE Vernova.
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HMI/SCADA Y GESTIÓN DE DATOS INDUSTRIALES
Los datos son la base para obtener resultados; los historiadores de datos proporcionan el hilo conductor. Esto apoya a las organizaciones para impulsar iniciativas de IoT, análisis de procesos y equipos, informes de cumplimiento y más.
Además de un historiador de datos, otro componente clave para convertir los datos en información es un modelo de activos, para proporcionar un contexto que el personal de todos los niveles pueda entender, desde la planta hasta el centro de operaciones.
"Para nosotros, el primer paso para crear información es poner los datos que se han recopilado en un contexto que todos en la organización puedan entender."
HMI/SCADA + HISTORIADOR DE DATOS:
LA BASE PARA LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL
Escalable de pequeño a grande:
Las organizaciones necesitan la capacidad de agregar datos de procesos en tiempo real y alarmas de sensores con datos históricos de sistemas ERP, sistemas de calidad, HMI/SCADA y otras fuentes de datos. Además, los usuarios necesitan saber que los datos son limpios, válidos y de alta calidad.
En el centro de la gestión de datos hay un historiador de datos a nivel de planta o de toda la empresa, que facilita la recopilación, el almacenamiento y la normalización, y la distribución de datos.
Almacena datos de procesos de series de tiempo y datos de alarmas y eventos de equipos y procesos industriales. Los datos se pueden recopilar de cientos de tipos diferentes de sistemas de control y deben ser escalables desde un pequeño conjunto de etiquetas de datos de hasta millones. Los datos deben distribuirse desde un historiador de datos mediante una integración con clientes HMI/SCADA, a través de clientes HTML5 o mediante API.
"Lo bueno de Proficy Historian es que permite a las organizaciones empezar muy pequeñas y tener una hoja de ruta a largo plazo y un análisis de datos muy robusto e intenso."
Recopilar Datos
Almacenar y Normalizar
Distribuir
VISUALIZACIÓN CENTRALIZADA: HMI/SCADA Y MÁS ALLÁ
Visualiza y comparte datos para obtener valor
Para proporcionar a los clientes una solución de gestión de datos que tenga tanto el contexto del modelo de activos como la visualización, GE Vernova desarrolló Proficy Operations Hub, que se integra con tecnología de historiador como Proficy Historian, HMI/SCADA como iFIX y CIMPLICITY, así como otros sistemas. Esta combinación permite a los fabricantes y empresas de servicios públicos desbloquear el valor de sus datos a través del intercambio de información y la colaboración, así como el desarrollo rápido de aplicaciones (RAD).
¿Cuál es el valor de los datos si no se pueden compartir y visualizar en toda una planta y empresa?
Proficy Operations Hub es una plataforma de aplicaciones industriales para agregar datos de múltiples fuentes. El entorno de Proficy Operations Hub permite construir e implementar rápidamente aplicaciones industriales. Permite mejorar las operaciones de la planta a través de información completa que es más fácil de analizar y sobre la que actuar. Los aspectos clave incluyen:
La conectividad es crítica, y algunos métodos incluyen OPC UA, MQTT (Message Queue Telemetry Transport) y API REST.
"Una parte clave de nuestra creencia es que las herramientas tienen que ser democratizadas... queremos que las herramientas sean accesibles y utilizables por todos."
LOS DATOS CONTEXTUALIZADOS SON LA BASE DE LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL
Si soy un ingeniero, necesito saber sobre mi equipo. ¿Cuántas bombas hay en el campo? ¿Qué tipo de equipo está en la Línea 1? ¿Cuál es el estado de todas mis máquinas de embalaje? ¿Cómo es la temperatura del rodamiento del Motor 1 comparada con la del Motor 2?
Estos son datos en contexto versus nombres de etiquetas con valores en mi sistema. Necesito que los datos me digan lo que necesito saber, cuando necesito saberlo y en un entorno centralizado que me permita actuar sobre esos datos en cualquier lugar, en cualquier momento.
IoT necesita diez veces los datos en el cambiante panorama industrial actual. Los sensores son más baratos, por lo que se implementan fácilmente en múltiples escenarios. Las redes de alta velocidad proporcionan la capacidad de gestionar enormes cantidades de datos que provienen de esos sensores a un costo razonable. El poder computacional sin precedentes a través de la nube y la proliferación de interfaces móviles y táctiles aumentan la cantidad de datos disponibles.
La transformación digital es un viaje. Empresas de todo el mundo buscan conectar, recopilar y almacenar, visualizar y analizar, y optimizar sus datos. Buscan soluciones que puedan conectar, agregar y visualizar sus datos a través de múltiples activos para reducir los costos operativos y lograr una calidad consistente en sus plantas, independientemente de la industria.
La parte de visualización y análisis es donde las empresas buscan la democratización de los datos para desbloquear el valor de los datos existentes. ¿Cómo incorporamos datos no tradicionales, históricos y de otros sistemas? El análisis de datos contextuales te da una visión que no tenías antes. Una visión operativa. ¿Cómo lo habilitamos?
Proficy Operations Hub es una solución de GE Vernova que ofrece visualización/configuración centralizada, procesos digitalizados y herramientas digitales democratizadas para permitir la colaboración y las mejoras continuas. Proporciona visualización habilitada en todos los niveles y roles dentro de la planta y la empresa para inteligencia de negocios.
Una herramienta democratizada en manos de todos los usuarios de la planta les permite aumentar la eficiencia operativa y tomar mejores decisiones basadas en información completa —en tiempo real, histórica, de automatización y MES, y de terceros— que es más fácil de analizar y sobre la que actuar, independientemente de la ubicación.
Como un ejemplo, un cliente ha empleado Proficy Operations Hub para democratizar sus herramientas digitales dentro de la planta. Los gerentes y supervisores promueven los KPIs en los paneles de la planta para que sean vistos y accesibles por todos los empleados en el piso de producción. Los usuarios crean tendencias de KPIs, paneles y favoritos para monitorear servicios. Todos los usuarios en la planta utilizan la herramienta para analizar, solucionar problemas y monitorear información operativa a través de una línea de tiempo de eventos y luego comparten paneles que resultan en mejoras, lo que en última instancia beneficia al negocio.
Una mayor visibilidad del estado y el progreso del proceso de producción en tiempo real permite la mejora continua a través de herramientas digitales. Desbloquea la inteligencia de tus operaciones, para lograr operaciones de planta optimizadas.
MODELOS DE ACTIVOS PARA CONTEXTO
Permiten que más empleados aprovechen mejor los datos que se recopilan
¿Qué significa la etiqueta ALB_BLDG1_L1_M47_DISPUMP1_RPM?
A menudo escuchamos declaraciones como "solo obtenemos valor del 5% de los datos recopilados". Los nuevos enfoques ayudan a las organizaciones industriales a superar los desafíos de obtener valor real de los datos que se recopilan.
El primer paso para convertir los datos en información es crear contexto para los datos.
¿Qué significa esto?
Ya sean datos de un sistema HMI/SCADA (recopilados de ubicaciones de memoria PLC), datos de series de tiempo y alarmas y eventos de un Historiador, o datos de sensores IoT, los datos industriales se identifican típicamente por un "nombre de etiqueta". Las personas que trabajan con los datos todos los días pueden entender cómo estas "etiquetas" se correlacionan con las señales que provienen del equipo de la planta u otros sensores. El problema es que ese conjunto de personas representa un pequeño porcentaje de las personas que podrían obtener valor de los datos.
La respuesta es crear un mapeo entre los datos de la etiqueta y una representación de la máquina/línea/planta/empresa, llamada modelo de activos. Cualquier usuario que desee conocer el valor de cualquier sensor específico (como las RPM de una bomba) puede encontrar la bomba específica en el modelo y ver los valores de los datos asociados con la bomba, en este caso, las RPM.
El modelado de activos hoy en día incluye la capacidad de crear tipos de objetos estándar (piense en plantillas) que incluyen el conjunto estándar de información asociada con un tipo de equipo. Tener tipos de objetos estándar (plantillas) que se puedan referenciar para cada equipo similar mejora aún más la capacidad de los usuarios para comprender el equipo de la planta. La comparación de los parámetros asociados con múltiples ejemplos de un tipo de equipo dado se vuelve simple.
La combinación de herramientas fáciles de usar y datos en el contexto de un modelo de activos ha creado una oportunidad para que las personas creen aplicaciones basadas en la web que muestren los datos de la planta de la manera que desean verlos. Las personas pueden construir mini aplicaciones (páginas web), vincularlas y compartirlas entre sus compañeros. Dado que las mini aplicaciones son conscientes del modelo de activos, otros usuarios que gestionan activos similares en la organización pueden usar las mini aplicaciones sin cambios navegando al activo que gestionan dentro del contexto de la aplicación y el modelo de activos. Todo esto es posible dentro de la red y la infraestructura de seguridad de TI que existe hoy en día en las plantas.
Esta capacidad para que el individuo explore, cree, pruebe, modifique y comparta herramientas que permitan mejores resultados representa un cambio radical con respecto al paradigma actual en el que el diseño del sistema es gestionado por unos pocos "expertos". Los DCS, HMI/SCADA, los historiadores e incluso las interfaces de operador, todos requieren un nivel de experiencia, acceso a herramientas de desarrollo y procesos de gestión de cambios. Para estos sistemas operativos, las prácticas de ingeniería se aplican a sistemas que interactúan con el equipo de la planta. La nueva generación de herramientas está diseñada para interactuar con estas fuentes de sistema y otras fuentes de datos (sensores inteligentes, otros sistemas empresariales) para proporcionar información que permite una mejor toma de decisiones de una manera novedosa.
Para las empresas que buscan acelerar su viaje de digitalización y aprovechar las habilidades de la nueva generación de empleados nativos digitales, estas nuevas herramientas basadas en tecnología web pueden desempeñar un papel clave para lograr estos objetivos.
Entonces, ¿qué significa la etiqueta ALB_BLDG1_M47_DISPUMP1_RPM?
Probablemente solo unas pocas personas saben la respuesta. Sin embargo, casi todos pueden entender qué significa el parámetro RPM para la bomba de descarga número uno en la Máquina Mezcladora 2 en el Edificio 1, Línea 1 en Albuquerque. Y si quieren comparar el comportamiento de la Bomba de Descarga 1 y la Bomba de Descarga 2, no hay problema. El contexto marca toda la diferencia.
Pon información (Datos en contexto) en manos de cada usuario
Uno de los impactos fascinantes de la era del IoT es la fusión de dos tendencias: una fuerza laboral de nativos digitales que se sienten cómodos con la tecnología y conjuntos de herramientas tecnológicas que simplifican la tarea de crear aplicaciones que muestran a los operadores las combinaciones correctas de información de varios sistemas empresariales, en su dispositivo de elección.
Las herramientas de desarrollo de aplicaciones más nuevas basadas en tecnología web están diseñadas con las siguientes capacidades:
COMPRENDER Y MINIMIZAR LAS BRECHAS DE SEGURIDAD DE LOS SISTEMAS H
Introducción
Al ser el corazón de la visualización de datos, el control y la elaboración de informes de una operación para mejoras operativas, los sistemas HMI/SCADA han recibido una gran atención, especialmente debido a diversas ciberamenazas y otras vulnerabilidades impulsadas por los medios.
El enfoque en la seguridad HMI/SCADA ha crecido exponencialmente, y como resultado, los usuarios de sistemas HMI/SCADA en todo el mundo están tomando cada vez más medidas para proteger este elemento clave de sus operaciones.
Seguridad SCADA en contexto
El modelo de producción de la Sociedad Internacional de Automatización (ISA) demuestra la estructura en capas de una operación típica, y muestra que la seguridad HMI/SCADA es solo una parte de una estrategia efectiva de ciberseguridad. Estas capas de suites de soluciones automatizadas comparten datos, y dondequiera que se compartan datos entre dispositivos, existe la posibilidad de acceso no autorizado y manipulación de esos datos.
Este capítulo se concentra en la capa HMI/SCADA, pero a menos que se cubran otras debilidades potenciales en otros niveles, la operación en su conjunto sigue siendo vulnerable.
El mercado HMI/SCADA ha estado evolucionando con la funcionalidad, la escalabilidad y la interoperabilidad a la vanguardia. Por ejemplo, el software HMI/SCADA ha evolucionado de ser un paquete de programación que permite el desarrollo rápido de una aplicación para visualizar datos dentro de un controlador lógico programable (PLC) a ser un conjunto de desarrollo de productos que ofrece potentes visualizaciones en 3D, capacidades de control inteligente, funciones de registro de datos y capacidad de red.
Con los sistemas HMI/SCADA avanzando tecnológicamente y las implementaciones volviéndose cada vez más complejas, han surgido algunos estándares de la industria con el objetivo de mejorar la seguridad. Sin embargo, parte del desafío es saber por dónde empezar para asegurar todo el sistema.
El propósito de este capítulo es explicar dónde pueden residir las vulnerabilidades dentro de un sistema HMI/SCADA, describir cómo la seguridad inherente de los diseños de sistemas minimiza algunos riesgos, delinear algunos pasos proactivos que las empresas pueden tomar y destacar varias capacidades de software que las empresas pueden aprovechar para mejorar aún más su seguridad.
VULNERABILIDADES DE COMPONENTES DENTRO DE UN SISTEMA HMI/SCADA
Para minimizar las brechas de seguridad existentes, las empresas necesitan comprender primero dónde suelen residir las vulnerabilidades potenciales dentro del sistema.
Las potentes funcionalidades del software, junto con los avances en el hardware de automatización y las comunicaciones industriales, han hecho que los sistemas de control sean de múltiples capas, complejos y susceptibles a amenazas.
Comunicaciones
Los avances en comunicación han hecho que las implementaciones de sistemas HMI/SCADA a gran escala sean exitosas para muchas aplicaciones industriales.
Existen dos niveles de comunicación dentro del sistema: tecnología de la información (TI) y el campo, los cuales presentan diferencias notables en los niveles de seguridad.
TI - Los componentes de un sistema HMI/SCADA son modulares, no solo para facilitar la resolución de problemas, sino también para distribuir la carga informática y eliminar un único punto de fallo. No es raro tener múltiples clientes de tiempo de ejecución
robustos, ligeros, web y móviles conectados al servidor central HMI/SCADA a través de una red interna basada en Ethernet; sin embargo, en algunos casos, los sistemas también pueden utilizar líneas alquiladas externas, módems, tecnologías inalámbricas, celulares o satelitales.
El servidor central HMI/SCADA también consta de varios servidores conectados en red para distribuir la carga, garantizar el tiempo de actividad y almacenar la gran cantidad de datos. Todos estos componentes están conectados en red de alguna manera y utilizan protocolos comunes estandarizados para transferir datos, la mayoría de los cuales no están cifrados y requieren una autenticación débil o ninguna.
Campo- Las implementaciones de HMI/SCADA suelen consistir en una serie de sitios remotos muy dispersos con funciones de control o recopilación de datos, todos ellos conectados a un punto central de control y supervisión. Los datos deben transmitirse entre la sala de control y las unidades terminales remotas (RTU) a través de una red (que puede ser de fibra óptica, telefónica o inalámbrica), y los protocolos para la transmisión de estos datos se han desarrollado con frecuencia poniendo el énfasis en la fiabilidad y la facilidad de implementación, más que en la seguridad.
Las modernas instalaciones informáticas han hecho que el cifrado seguro y práctico sea casi imposible de defender contra un hacker decidido, por lo que las comunicaciones entre dispositivos deben emplear varias capas de defensa con el objetivo principal de dificultar el acceso a los datos y detectar si estos se han visto comprometidos.
Tecnología de Software: Un Análisis de Seguridad
El software, a lo largo de los años, ha tendido a acumular funcionalidades (feature-bloat). Las empresas, al añadir nuevas capacidades sin eliminar las existentes, han incrementado la complejidad de la seguridad del software.
Existen dos tecnologías de software interdependientes en un sistema: el software HMI/SCADA y el Sistema Operativo de Plataforma. Ambas presentan diferencias notables en cuanto a su seguridad.
Software HMI/SCADA - La mayoría de las instalaciones de software HMI/SCADA cuentan con conexiones de red externas o conectividad directa a Internet para funciones de mantenimiento remoto o para enlazarse con sistemas empresariales. Si bien estas conexiones ayudan a reducir costos laborales y aumentar la eficiencia de los técnicos de campo, representan un punto de entrada clave para actores malintencionados.
Sistema Operativo de Plataforma - Los sistemas operativos que incorporan elementos de sistemas de consumo o de código abierto (como variantes de Windows Server, Linux y Unix) son cada vez más populares debido a la reducción de costos que ofrecen. Esta tendencia hacia tecnologías abiertas ha relegado los sistemas propietarios, personalizados y cerrados a una dirección del pasado, pero incrementa los riesgos inherentes.
Además, debido a que los sistemas HMI/SCADA son complejos y contienen múltiples capas de tecnología, incluso un simple parche del sistema es una tarea importante que requiere planificación, financiación y tiempo. Los elementos de riesgo también son sustanciales porque muchos sistemas ahora dependen únicamente de su sistema HMI/SCADA para la visualización, el registro de datos y algunos elementos de control. Y a este respecto, algunas empresas retienen los parches, paquetes de servicio y actualizaciones, mientras que otras optan por no aplicar ningún parche nuevo, empleando una política de "si funciona, no lo toques". Además, los parches de software generalmente se han desarrollado para cubrir una brecha de seguridad que ya ha ocurrido.
Algunos dirían que incluso si las empresas pudieran mantener sus plataformas actualizadas, con el rápido ritmo de los sistemas operativos basados en el consumidor y el gran número de explotaciones de sistemas, los sistemas operativos de plataforma son el mayor riesgo de seguridad en el sistema.
LA SEGURIDAD INHERENTE DE LOS DISEÑOS DE SISTEMAS MINIMIZA ALGUNOS RIESGOS
La buena noticia es que cierta vulnerabilidad se minimiza por la naturaleza del diseño del sistema y del software HMI/SCADA, por lo que los principios fundamentales y los cánones de la ingeniería exigen sistemas seguros y fiables. Esto garantiza un nivel básico de seguridad para proteger contra un intruso.
Los ingenieros diseñan sistemas con cadenas automatizadas intencionalmente rotas, lo que significa que en algunas funciones del software se requiere una confirmación física antes de ejecutar comandos y, en otros casos, el software SCADA solo realiza una parte del comando, requiriendo uno o varios pasos manuales adicionales para ejecutar la función. Se presume que la seguridad inherente del sistema es mejor en los niveles de software y hardware.
Software: Si bien muchos ven el software HMI/SCADA como una herramienta de visualización que proporciona un medio para la entrada dinámica del operador y la visualización como un terminal de información flexible, la realidad es que las capacidades del software HMI/SCADA son mucho más exhaustivas. Cuando se añaden elementos como el control y las capacidades lógicas, los ingenieros de sistemas deben examinar el riesgo desde el punto de vista de un posible fallo y el alcance del control que se permite sin estar a la vista del área que se está controlando.
El software también se desarrolla desde la perspectiva del operador y utiliza los controles de la empresa en toda la aplicación para garantizar que el operador controle con intención. Si bien esto no aporta seguridad adicional contra intrusos externos, sí proporciona una protección mejorada contra errores. Por ejemplo, la filosofía de diseño "seleccionar antes de operar" se utiliza típicamente en aplicaciones HMI/SCADA, lo que requiere que el operador seleccione un elemento
en la pantalla, luego accione el dispositivo y, por último, confirme el envío del comando. Aunque esto pueda parecer una ideología simple o un proceso prolongado, este diseño intencionado garantiza que las acciones del operador sean deliberadas, en lugar de una reacción precipitada ante una situación urgente.
Además, cuando los ingenieros diseñan este nivel del sistema, se incorporan en el diseño muchos mecanismos de seguridad basados en hardware, como fusibles o lógica de enclavamiento de hardware, para examinar la situación local, como lógica de interbloqueo de fusión o cableado para examinar la situación local, de modo que cuando los componentes son comandados por el software HMI/SCADA, existe un nivel de comprobaciones de hardware para
asegurar que pueda ejecutarse. Esto protege el sistema de un control de software inseguro o incluso incorrecto. Además, muchas aplicaciones críticas utilizan controladores lógicos redundantes triples y cuádruples para asegurar operaciones continuas.
Teniendo en cuenta la regla general de diseño que los ingenieros de sistemas aplican para todos los niveles de un sistema, se puede resumir como "si existe un único punto de fallo, protégelo o proporciona medios secundarios". Por lo tanto, las filosofías de diseño suelen impulsar un entorno holísticamente seguro y diseñado para la seguridad, lo que puede dificultar gravemente la capacidad de un intruso a nivel HMI/SCADA para impactar todo el sistema.
EJEMPLOS DE SEGURIDAD INHERENTE
CONSIDERACIONES PARA EXAMINAR CRÍTICAMENTE TU SISTEMA
1. Examina tus activos de campo, particularmente los componentes antiguos.
2. Examina tus activos de TI
3. Examina tu política de gestión de cambios de software
4. Examina tu control de acceso
SÉ PROACTIVO: MEJORA TU SEGURIDAD CON CAPACIDADES DE SOFTWARE
Sin embargo, incluso el sistema de diseño y los estándares de la industria más seguros no pueden garantizar el 100% de protección, y, por lo tanto, las empresas no deben depender únicamente de ellos para proteger sus sistemas. En su lugar, deben adoptar un enfoque proactivo para mejorar la seguridad, y un buen punto de partida es saber qué tecnologías están disponibles para ayudarles a satisfacer sus necesidades.
Seleccionar un proveedor de confianza con profunda experiencia, conocimientos avanzados y tecnologías también es crítico. Las soluciones listas para usar de GE VERNOVA FIX y CIMPLICITY HMI/SCADA han ayudado con éxito a las empresas a minimizar sus riesgos de seguridad con una amplia gama de tecnologías basadas en software, que incluyen:
INVERTIR EN SEGURIDAD DEL SISTEMA EN EL CLIMA EMPRESARIAL ACTUAL
Mejorar la seguridad general del sistema puede ser un esfuerzo costoso, y las empresas deben encontrar el equilibrio adecuado entre gasto, diseño y proceso para que sus sistemas sean seguros. Esto es especialmente cierto para las empresas que enfrentan un aumento de los costos de cumplimiento dictados por el desafiante entorno económico actual.
En respuesta, los paquetes de herramientas de solución listos para usar de GE VERNOVA HMI/SCADA han ayudado con éxito a las empresas a reducir el desarrollo y los costos generales del sistema.
Por ejemplo, GE Vernova ofrece varias soluciones con elementos, gráficos, conjuntos de herramientas y configuraciones de HMI/SCADA completos y predesarrollados, que reducen significativamente los costos iniciales y continuos asociados con el software y el hardware de HMI/SCADA. Las empresas pueden redirigir los ahorros de costos adicionales a la seguridad adicional del software y el hardware para aumentar la seguridad inherente de sus sistemas, reduciendo la vulnerabilidad general.
El costo de implementar una política de seguridad de HMI/SCADA también debe evaluarse frente al riesgo de una violación de seguridad, en términos de reputación, responsabilidad y propiedad intelectual. Las empresas pueden descubrir que un enfoque proactivo en realidad reduce los costos generales en comparación con el potencial operativo y la pérdida financiera que pueden ocurrir debido a la exposición de un sistema desprotegido.
Siempre consulte la Guía de implementación segura de su proveedor de software.
CONCLUSIÓN
Las vulnerabilidades de los sistemas HMI/SCADA pueden representar una seria amenaza, y la complejidad de las tecnologías de múltiples capas puede dificultar la seguridad completa de las operaciones. Como se discutió en este capítulo, el diseño seguro inherente de la mayoría de los sistemas HMI/SCADA ofrece cierta protección, pero de ninguna manera significa que estén completamente protegidos.
Es por eso que es importante que las empresas comprendan mejor las vulnerabilidades existentes dentro de sus sistemas y adopten un enfoque proactivo para abordar esas áreas susceptibles. Las soluciones de software HMI/SCADA listas para usar de GE Vernova ofrecen soluciones de software con capacidades de seguridad basadas en la nube, que pueden ayudar a las empresas a mejorar la protección de sus activos críticos de infraestructura y reducir los costos de cumplimiento.