最新の制御システムで高可用性を実現する方法

最近では、産業機械制御システムの高可用性を確保することが基本的な必要性です。第4の産業革命、つまりインダストリー4.0は、運用の最適化、より柔軟で、よりインテリジェントで、より利用可能なシステムなど、製造またはサービスの提供において大きな課題を提示します。

制御システムの可用性は何に依存し、どのように測定されますか？

可用性は、システムが必要なときに十分に機能する可能性として理解しています。つまり、システムが障害なく作業を実行できる時間の割合です。
99.9％を超えるパーセンテージ値で示されます。可用性=MTBF/（MTBF + MTTR）、ここでMTBFは平均故障間隔、MTTRは平均修理時間です。
これは、この機能を実行する能力を制限するものはすべて、このパーセンテージを損なうことを意味します。これらの障害は、ハードウェア、ソフトウェア、およびインフラストラクチャの障害の結果として発生する可能性があります。さらに、メンテナンスやシステムアップグレードを実行するためのスケジュールされたダウンタイムを考慮する必要があります。

産業用制御システムの可用性計算の例

年間の計算を参考にしてみましょう。

ナインの量	可用性の％	使用不可時間	時間 可用性
2	99％	3日15horas36分	361日8時間24分
3	99.9％	8時間45分	364日16時間15分
4	99.99％	52分36秒	364日23時間7分24秒
5	99.999％	5分15秒	364日23時間53分45秒
6	99.9999％	30秒	364日23時間59分30秒

業界が高可用性を必要とするのはなぜですか？

産業企業は主に、PLC、バックアップ、自動化、SCADA、およびあらゆる種類のサーバーを備えた、堅牢で安全なインフラストラクチャを要求しています。

実際、重要インフラストラクチャ保護法（2011）によると、SCADAシステムには、PLC、SCADA、HMIなどの自動化資産の変更管理やバックアップなどの高可用性が不可欠です。

言い換えれば、ビジネスに複雑で堅牢な生産システムがある場合、ダウンタイムとサービスの中断を最適化するために高可用性が必要になる可能性があります。
Price Waterhouse Cooperの調査によると、「インダストリーインターネットの機会と課題」 ：第4の産業革命の基本は、すべての関連情報をリアルタイムで利用できることです。これは、バリューチェーンに関与するすべての要素を接続することによって実現されます。

制御システムの可用性を向上させる方法

システムの可用性を確実に向上させるための重要なポイントがあります。

1. コンポーネントの冗長性。 これは、可視性が失われたり、制御がシャットダウンした場合に可用性を高めるための最良の方法の1つです。コンポーネントの冗長性により、操作を一時停止することなく、単一障害点、障害の修復、交換、または障害からの回復が排除されます。
2. ネットワーク設計。 ネットワークは高可用性システムであり、常に管理する必要があります。これが、計画外のネットワーク停止が高可用性システムのもう1つの潜在的な障害点を表す理由です。このため、起こりうるインシデントを回避するために、冗長ネットワーク戦略の作成が不可欠になります。
3. 診断 。制御システムの要素を診断できることは、潜在的な生産障害を早期に検出するための鍵となります。
4. 仮想化。 実行時にソフトウェアのハードウェアへの依存を減らすオペレーティングシステムとプラットフォームがあると、システムの寿命全体にわたる制限を減らすのに役立ちます。
5. ホットスワップ。 ホットスワップは、生産ラインで高可用性を確保するための唯一の方法です。つまり、機器を交換する必要がある場合は、製造プロセスに影響を与えずに交換し、その時点で冗長性を回復する必要があります。
6. オンラインの変更 。高可用性を保証するには、システムは、インストールを停止することなく、ハードウェアとソフトウェアの両方の構成の追加、変更、または改善を許可する必要があります。
7. 予知保全 。予知保全は、業界の企業が機器の可用性を高めるのに役立つ手法の1つです。機械学習テクノロジーの適用に基づいて、この機器の誤動作の可能性を予測できます。このようにして、発生する前にアクションを実行し、本番環境への影響を最小限に抑えることができます。

一元化されたプラットフォーム、重要な要素

今日の高性能企業は、競争力を高めるために、ツール、情報、および人員への信頼できるアクセスに依存して、執拗かつインテリジェントに運用しています。

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