راهکارهای ضروری برای ایجاد شبکه‌های صنعتی تاب‌آور در برابر تغییرات آینده

فهرست مطالب

• شتاب گرفتن تحول دیجیتال در صنایع
• اتصال یکپارچه، تنها مسیر پیش‌رو
• تکامل شبکه‌های صنعتی؛ آیا سازمان شما آماده است؟
• غلبه بر چالش‌های فنی با شبکه‌های صنعتی آینده‌نگر
• کاربرد تحول دیجیتال در پروژه‌های صنعتی
• نتیجه‌گیری: شبکه خود را برای تغییرات آینده آماده کنید

۱. شتاب گرفتن تحول دیجیتال در صنایع

با توجه به تأثیرات جهانی اختلال در زنجیره‌های تأمین، پیامدهای دوران پاندمی و حرکت گسترده به سمت کاهش ردپای کربن (کاهش آلایندگی)، نیازی فوری و حیاتی برای تحول در شیوه اداره سازمان‌های صنعتی ایجاد شده است. امروزه کسب‌وکارهای پیشرو در سراسر جهان به این درک رسیده‌اند که تاب‌آوری عملیاتی (Operational Resilience) ضرورتی انکارناپذیر برای حفظ سهم بازار، جلوگیری از توقف‌های ناخواسته در تولید و پذیرش نوآوری‌های جدید در صنعت است.

مفهوم "تاب‌آوری" در دنیای امروز، بیش از هر زمان دیگری حیاتی شده است.

امروزه بسیاری از کسب‌وکارها برای تضمین تاب‌آوری عملیاتی (Operational Resilience)، سرمایه‌گذاری در مسیر تحول دیجیتال و فناوری‌های نوین را در اولویت قرار داده‌اند. برای مثال، برخی مجموعه‌ها به سمت پیاده‌سازی عملیات از راه دور (Remote Operations) تغییر رویکرد داده‌اند، در حالی که برخی دیگر بر تقویت ظرفیت‌های پیش‌بینی عملیاتی تمرکز کرده‌اند. در همین راستا، همزمان با تلاش تولیدکنندگان برای عبور از چالش‌های این چشم‌اندازِ پیچیده، سرمایه‌گذاری در حوزه اتوماسیون نیز رشد چشمگیری داشته است. سازمان‌ها با بهره‌گیری از فناوری‌های دیجیتال می‌توانند با سرعت بالایی خود را با تغییرات لحظه‌ای در محیط شبکه تطبیق دهند.

طبق گزارش تخصصی شرکت موگزا (Moxa) در کتابچه راهنمای شبکه‌های صنعتی آینده‌نگر، آمارهای جدید حکایت از یک تحول بنیادین در مدیریت زیرساخت‌ها دارند. بر اساس نتایج نظرسنجی موسسه IDC در سال ۲۰۲۱ با موضوع "آینده عملیات صنعتی"، امروزه ۳۴٪ از سازمان‌های پیشرو، فرآیند پایش و عیب‌یابی تقریباً تمامی دستگاه‌ها، تجهیزات، دارایی‌ها، تأسیسات و فرآیندهای خود را به‌صورت کاملاً از راه دور و با حداقل نیاز به حضور فیزیکی پرسنل در محل (On-site) انجام می‌دهند.

۲. اتصال یکپارچه، تنها مسیر پیش‌رو

برای تحقق کامل گذار به سازمان‌های صنعتی دیجیتالی، صرفاً پیاده‌سازی فناوری‌های دیجیتال پیشرفته کافی نیست. موفقیت در این مسیر به توانایی ادغام بی‌نقص (Seamless Integration) این راهکارهای جدید با شبکه‌ها، زیرساخت‌ها و فرآیندهای سنتی (Legacy) موجود بستگی دارد تا یک اکوسیستم دیجیتال واحد شکل بگیرد. در این میان، انتقال بدون وقفه و در لحظه (Real-time) داده‌ها، کلید اصلی موفقیت است. با همگرایی سیستم‌های IT و OT، کسب‌وکارها می‌توانند از تمامی ظرفیت‌های تکنولوژیک برای ارتقای عملیات‌های محلی، از راه دور و مبتنی بر ابر (Cloud-based) بهره‌مند شوند.

طبق نظرسنجی موسسه IDC در مورد همگرایی IT/OT، بیش از ۳۰ درصد از سازمان‌ها قصد دارند برای اولین بار داده‌های عملیاتی خود حاصل از سیستم‌هایی نظیر نرم‌افزارهای ثبت سوابق داده (Data Historian)، سیستم‌های کنترل صنعتی و مدیریت دارایی را در مدل حکمرانی داده‌های سازمانی خود ادغام کنند. آمارها نشان می‌دهد که میزان همگرایی سیستم‌های IT و OT نسبت به سال ۲۰۱۸، نزدیک به ۱۰ درصد رشد داشته است.

ادغام این سیستم‌ها، که به طور سنتی ساختارهایی مجزا داشته‌اند، چالش‌های فنی متعددی را به همراه دارد. اگرچه یکپارچه‌سازی بی‌نقص این بخش‌ها روندی توقف‌ناپذیر و بازگشت‌ناپذیر است، اما سیستم‌های OT برای پشتیبانی از تعداد رو به رشد اپلیکیشن‌های متصل، ناگزیر به پذیرش معماری‌های بازتر (Open Architecture) هستند تا بتوانند از دستگاه‌های متصل بیشتری پشتیبانی بکنند. با توجه به این ضرورت، نقش شبکه‌های صنعتی ارتقایافته و قابل اتکا، بیش از هر زمان دیگری حیاتی به نظر می‌رسد.

۳. تکامل شبکه‌های صنعتی؛ آیا سازمان شما آماده است؟

در مواجهه با رشد شتابان اپلیکیشن‌های همگرای IT/OT که باعث ورود بی‌شمار سنسور و ماشین‌آلات به شبکه‌های صنعتی شده‌اند، دیگر مسئله صرفاً "اتصال یا عدم اتصال" دستگاه‌ها نیست. امروزه موضوع حیاتی، انتقال یکپارچه و بی‌نقص داده‌ها به مقصد صحیح و در زمان دقیق است؛ آن هم با سطح بالایی از قابلیت اطمینان (Reliability) که تداوم بی‌وقفه‌ی عملیات صنعتی را تضمین کند.

بدون شک، برخورداری از یک اتصال شبکه مستحکم و پایدار حائز اهمیت است؛ اما این موضوع نباید تنها کانون توجه شما باشد. تمرکزِ صرف بر پایداری فیزیکی شبکه، ممکن است باعث شود فرصت‌های نوآوری را که کلید تمایز شما نسبت به رقبا در بازار است، از دست بدهید.

قابلیت اطمینان عملکردی (Functional Reliability) مفهوم بسیار مهمی است که باید هنگام ایجاد شبکه‌های صنعتی آینده‌نگر همواره مد نظر داشته باشید. این ایده بیانگر آن است که شما نباید تنها بر برقراری یک اتصال شبکه پایدار و یکپارچه تمرکز کنید، بلکه باید شبکه خود را به‌گونه‌ای طراحی کنید که از اتصال‌پذیری یکپارچه داده‌ها (Data Connectivity) نیز پشتیبانی کند. با ترکیب این دو رکن، می‌توانید قابلیت‌های هوشمند را به فرآیندهای عملیاتی خود اضافه کنید؛ قابلیت‌هایی نظیر فرمان‌های کنترل از راه دور و مکانیسم‌های پاسخ به حوادث.

با نگاهی به آینده، تحول دیجیتال کلید اصلی باز کردن قفلِ رشد و شکوفایی کسب‌وکارهاست. در این راستا، شبکه‌های صنعتی نیز برای انطباق با این جهت‌گیری جدید، در حال تکامل هستند. با این حال، از آنجا که این مسیر برای اکثر مجموعه‌ها، قلمرویی ناشناخته محسوب می‌شود، در هنگام گذار به این نسل جدید از شبکه‌سازی، چالش‌هایی وجود خواهد داشت که باید بر آن‌ها غلبه کرد. ما در این مقاله قصد داریم با ارائه نکات کلیدی و ضروری، شما را در آینده‌نگر کردن (Futureproofing) شبکه‌های صنعتی‌تان همراهی کنیم.

۴. غلبه بر چالش‌های فنی با شبکه‌های صنعتی آینده‌نگر

چالش یک

همزمان با افزایش تعداد تجهیزات متصل و تبادل حجم عظیمی از اطلاعات در بستری واحد، پیچیدگی سیستم‌ها به شکل نمایی در حال رشد است. در این فضای پیچیده، هرگونه تأخیر در ارسال یا از دست رفتن داده‌ها می‌تواند منجر به توقف‌های ناخواسته و بسیار هزینه‌بر در کل سیستم (System Downtime) شود. با این حال، طراحی و توسعه یک شبکه پایدار و ایجاد اتصال‌پذیری داده‌ها (Data Connectivity) که بتواند نیازهای تحول‌آفرین امروز و آینده را به‌خوبی پشتیبانی کند، همچنان چالشی بزرگ برای اکثر کسب‌وکارهای حوزه اتوماسیون محسوب می‌شود.

تجهیزات مقاوم‌سازی شده (Ruggedized)، سنگ‌بنای ارتباطات پایدار در محیط‌های سخت و خشن صنعتی هستند. گواهینامه‌های صنعتی نیز معیار و شاخص اصلی برای سنجش عملکرد و دوام هر شبکه در کاربردهای خاص و حساس محسوب می‌شوند؛ به عنوان مثال، برخورداری از استاندارد NEMA TS2 ثابت می‌کند که تجهیزات می‌توانند در محیط‌های مخاطره‌آمیزِ سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند (ITS) با اطمینان کامل عمل کنند.

جهت تسهیل در یکپارچه‌سازی سیستم‌ها، استفاده از محصولاتی با رابط‌های متعدد (Interfaces) و تراکم پورت بالا می‌تواند سناریوهای مختلف اتصال را پوشش داده و ساختار کلی شبکه را ساده‌سازی کند. علاوه بر این، پشتیبانی از قابلیت توسعه حلقوی (Ring Expansions) نیاز به تغییر در توپولوژی شبکه را هنگام افزودن تجهیزات جدید از بین می‌برد؛ چرا که تغییر در توپولوژی فعلی فرآیندی پرخطر و مستعد خطا است. همچنین بسیار حیاتی است که تجهیزات شبکه به مکانیسم‌های افزونگی (Redundancy) مجهز باشند تا با مدیریت مسائل غیرمنتظره، از توقف سیستم (Downtime) جلوگیری کنند. برای نمونه، ورودی‌های تغذیه دوگانه و پشتیبان (Redundant Dual Power Inputs) توقف‌های ناشی از قطع برق را حذف می‌کنند، در حالی که سایر قابلیت‌های افزونگی، سرعت بازیابی شبکه را افزایش داده و سیستم را در کمترین زمان ممکن مجدداً به مدار بازمی‌گردانند.

تحول دیجیتال فرآیندی مستمر و تدریجی است که به تجهیزات شبکه صنعتی بادوام و انطباق‌پذیر نیاز دارد. از این رو، بسیار مهم است که انعطاف‌پذیری لازم برای پشتیبانی از نیازهای عملکردی امروز و فردا در طراحی شبکه لحاظ شود. یکی از این نیازهای کلیدی، پهنای باند است؛ انتخاب محصولاتی با پهنای باند بالاتر به شما این امکان را می‌دهد که با افزایش تقاضا در طول زمان، از دستگاه‌های بیشتری پشتیبانی کرده و حجم داده بالاتری را منتقل کنید.

جنبه حیاتی دیگر، طراحی فیزیکی تجهیزات است. فضای داخل کابینت‌های صنعتی (تابلوهای برق) معمولاً بسیار محدود است. از آنجا که ابعاد محصولات اغلب بسته به تعداد پورت‌ها تغییر می‌کند، برنامه‌ریزی برای اختصاص فضا جهت افزودن دستگاه‌های بیشتر در آینده، همواره به دغدغه‌ای بزرگ برای مهندسان اجرایی تبدیل شده است. در چنین شرایطی، استفاده از تجهیزات شبکه با طراحی فشرده (Compact) و یکنواخت می‌تواند این چالش بالقوه را هنگام برنامه‌ریزی برای توسعه‌های آتی، به یک فرصت تبدیل کند.

چالش دو

همزمان با شتاب گرفتن همگرایی IT/OT، سیستم‌های بسته و سنتی OT به تدریج در حال حرکت به سمت معماری‌های بازتر هستند. با این حال، این رویکرد زیرساخت‌های فناوری عملیاتی (OT) را در معرض تهدیدات سایبری بالقوه قرار می‌دهد و آن‌ها را به هدفی برای هکرها تبدیل می‌کند. از آنجا که بخش عمده‌ای از اطلاعات تولید در کاربری‌های حیاتی، کاملاً محرمانه بوده و مستقیماً با امنیت عمومی در ارتباط است، مهندسان OT تحت فشار شدیدی قرار دارند تا سیستم‌های خود را به طور همزمان هوشمند و ایمن نگه دارند. در واقع، دغدغه‌های مربوط به امنیت سایبری یکی از بزرگ‌ترین موانعی است که باعث می‌شود بسیاری از سازمان‌ها در مسیر تحول دیجیتال دچار تردید شوند یا حتی در برخی موارد، این فرآیند را به طور کامل متوقف کنند.

در دسترس بودن (Availability) یک هدف حیاتی برای هر شبکه OT به شمار می‌رود، تا جایی که برخی از زیرساخت‌های حساس باید به صورت ۲۴ ساعته در ۷ روز هفته و در تمام طول سال فعال و در دسترس باشند. با این حال، هر ساله صدها کسب‌وکار انواع مختلفی از نقض‌های امنیتی (Security Breaches) را تجربه می‌کنند. در بسیاری از موارد، این رخنه‌های امنیتی می‌توانند بسیار هزینه‌بر باشند و آسیب‌های جدی به عملیات‌ها و اعتبار این مجموعه‌ها وارد کنند.

برای اکثر مهندسان OT، امنیت سایبری قلمرویی پیچیده و ناشناخته است. به منظور کاهش ریسک‌های امنیت سایبری در مسیر تحول دیجیتال، ترکیب شبکه‌های OT که با اهداف خاص صنعتی طراحی شده‌اند (Purpose-built OT Networks) با اقدامات امنیت سایبری می‌تواند تهدیدات بالقوه علیه عملیات شما را به حداقل برساند.

حفاظت دفاع در عمق، راهکاری مناسب برای مهندسان OT فراهم می‌کند. یک دفاع خوب با سنگ‌بناهای مستحکمی آغاز می‌شود تا زیرساخت شبکه امنی ایجاد شود. بدین منظور، تجهیزات مقاوم‌سازی‌شده از نظر امنیتی (Security-hardened) را انتخاب کنید که گواهینامه‌های امنیتی بین‌المللی را دریافت کرده‌اند یا مجهز به قابلیت‌های امنیتی مبتنی بر استانداردهای شناخته‌شده جهانی هستند. استاندارد IEC 62443 یکی از رایج‌ترین استانداردهای امنیت سایبری است که در سراسر جهان پذیرفته شده است. این استاندارد چارچوب رویکرد دفاع در عمق را ترسیم کرده و الزامات اساسی را در سطح تجهیزات (Component Level) ارائه می‌دهد؛ امری که زبان مشترکی را میان مالکان دارایی‌ها، یکپارچه‌سازان سیستم و سازندگان تجهیزات فراهم می‌سازد. وجود معیارهای استانداردشده، فرآیند خرید و یکپارچه‌سازی تجهیزات شبکه را بسیار آسان‌تر می‌کند. برای شبکه‌های بی‌سیم نیز، استاندارد امنیتی WPA از الگوریتم‌های رمزنگاری و احراز هویت قدرتمندی جهت محافظت از داده‌های حساس در محیط‌های شبکه‌ای حیاتی بهره می‌گیرد.

در نهایت، بسیار مهم است که همواره از آخرین وضعیت شبکه خود مطلع و به‌روز باشید. برخورداری از دید پذیری مطلوب (Visibility)، درک بهتری از وضعیت شبکه — از سیستم‌های نرم‌افزاری سطح بالا تا تجهیزات نهایی (End Devices) مستقر در خط تولید — به شما می‌دهد. در این میان، ابزارهای اختصاصی مدیریت امنیت می‌توانند به مهندسان OT کمک کنند تا وضعیت امنیتی شبکه خود را به شکلی دقیق رصد و پیگیری کنند. همچنین در بحث عملیات‌های از راه دور (Remote Operations)، بهره‌مندی از یک کانال ارتباطی امن که با تدابیر حفاظتی قدرتمند پشتیبانی می‌شود، به شما اجازه می‌دهد تا بدون دغدغه و دردسرهای سایبری، از تمامی مزایای فناوری دیجیتال نهایت استفاده را ببرید.

چالش سه

هنگامی که تعداد تجهیزات متصل از چند ده دستگاه به چند صد یا بیشتر افزایش می‌یابد، مدیریت دستی چنین شبکه‌های پیچیده‌ای — به‌گونه‌ای که زمان توقف (Downtime) به حداقل برسد — به شدت دشوارتر می‌شود. افزون بر این، برخی کاربری‌ها دارای ویژگی‌های خاصی هستند که مسائل را بیش از پیش پیچیده می‌کنند؛ مانند ارتباطات وای‌فای ربات‌های متحرک در کارخانه‌ها. مدیریت چنین شبکه‌های در حال توسعه‌ای، همزمان با تلاش برای به حداکثر رساندن پایداری و زمانِ در مدار بودن سیستم (Uptime)، می‌تواند مأموریتی بسیار دلهره‌آور و چالش‌برانگیز باشد.

گذار به شبکه‌های یکپارچه دیجیتال به این معنی است که زیرساخت شبکه OT به ناچار از نظر مقیاس بزرگ‌تر شده و به طور فزاینده‌ای پیچیده و متصل به هم خواهد شد. در این ساختار، یک نقطه خرابی واحد (Single Point of Failure) می‌تواند به شدت کل زیرساخت OT و حتی سیستم‌های شبکه IT را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین، تضمین حداکثر زمان پایداری و در مدار بودن سیستم (Maximum Uptime) برای اجرای روان کسب‌وکار بسیار حیاتی است. بهره‌گیری از تجهیزات شبکه مختلف که همگی روی یک سیستم‌عامل واحد و یکپارچه اجرا می‌شوند، می‌تواند پیکربندی و مدیریت شبکه را به میزان قابل‌توجهی ساده کند. در همین حال، اتخاذ یک رویکرد مانیتورینگ جامع و همه‌جانبه به شما اجازه می‌دهد تا به سرعت به مشکلات پاسخ داده و زمان در مدار بودن شبکه را به حداکثر برسانید.

مدیریت شبکه فرآیند پیچیده‌ای است؛ از این رو، داشتن ابزاری برای بصری‌سازی و نمایش گرافیکی شبکه از دیدگاه یک مهندس OT بسیار حائز اهمیت است. برخلاف مهندسان IT که به کار با زبان‌های برنامه‌نویسی و کدهای متنی عادت دارند، مهندسان میدانی (مستقر در سایت‌های صنعتی) رابط‌های کاربری ساده‌تر و بصری را ترجیح می‌دهند. یک ابزار مدیریت شبکه سازگار با نیازهای اتوماسیون با یک رابط کاربری ساده (OT-friendly) که ویژگی‌هایی همچون نمایش زنده توپولوژی شبکه، نمودارها و وضعیت امنیتی تجهیزات را ارائه می‌دهد، به اپراتورها اجازه می‌دهد تا در هر لحظه، وضعیت شبکه و دستگاه‌ها را به صورت از راه دور رصد کنند. علاوه بر این، برخی کاربری‌ها دارای شبکه‌های توزیع‌شده‌ای هستند که مناطق جغرافیایی بسیار وسیعی را پوشش می‌دهند؛ مانند شبکه‌های چراغ راهنمایی و رانندگی شهری. در چنین سناریوهایی، توانایی مدیریت تجهیزات از راه دور و از یک مرکز کنترل واحد، صرفه‌جویی بزرگی در زمان و منابع به همراه داشته و کارایی عملیاتی را به شدت افزایش می‌دهد.

۵. کاربرد تحول دیجیتال در پروژه‌های صنعتی

تمرکز بر سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند (ITS)

گسترش روزافزون شهرنشینی و افزایش ترافیک شهری و آلاینده‌های کربنی ناشی از آن، از عوامل اصلی اهمیت بیش از پیش سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند (ITS) هستند. افزون بر این، فناوری ITS یک مؤلفه کلیدی برای توسعه شهرهای هوشمند و سیستم‌های حمل‌ونقل مدرن به شمار می‌رود. یک بررسی آماری اخیر نشان می‌دهد که انتظار می‌رود حجم بازار جهانی ITS تا سال ۲۰۲۸ به ۴۲.۸۰ میلیارد دلار برسد و بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۸ با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) معادل ۹.۳۴ درصد رشد کند. با متصل شدن و یکپارچگی روزافزون سیستم‌های زیرساختی حمل‌ونقل به یکدیگر، برخورداری از ارتباطات داده‌ای قابل‌اعتماد امری کاملاً حیاتی و ضروری خواهد بود.

گسترش شهرنشینی و افزایش ناشی از آن در ترافیک شهری و آلاینده‌های کربنی، اهمیت سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند (ITS) را دوچندان کرده است. افزون بر این، فناوری ITS یک مؤلفه کلیدی برای توسعه شهرهای هوشمند و سیستم‌های حمل‌ونقل مدرن به شمار می‌رود. یک بررسی آماری اخیر نشان می‌دهد که انتظار می‌رود حجم بازار جهانی ITS تا سال ۲۰۲۸ به ۴۲.۸۰ میلیارد دلار برسد و بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۸ با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) معادل ۹.۳۴ درصد توسعه یابد. با متصل شدن و یکپارچگی روزافزون سیستم‌های زیرساختی حمل‌ونقل به یکدیگر، برخورداری از ارتباطات داده‌ای قابل‌اعتماد امری کاملاً حیاتی خواهد بود.

۱. قابلیت اطمینان (Reliability)

بیشتر تجهیزات شبکه ترافیکی در محیط‌های خشن بیرونی نصب می‌شوند و همین امر، دوام صنعتی بالا را به یک ضرورت کلیدی تبدیل می‌کند. ستون فقرات (Backbone) شبکه باید بتواند از انتقال حجم عظیمی از داده‌ها میان تجهیزات کنار جاده‌ای و مرکز کنترل ترافیک — شامل اطلاعات وضعیت جاده، سیگنال‌های ترافیکی و داده‌های نظارت تصویری — پشتیبانی کند. طراحی و ساخت شبکه بر پایه پهنای باند بالا، کارایی فوق‌العاده و قابلیت توسعه، به شما کمک می‌کند تا برای اضافه شدن تجهیزات بیشتر در آینده آمادگی داشته باشید. از آنجا که جریان روان حمل‌ونقل به جریان مداوم داده‌های ترافیکی وابسته است، کل شبکه نیز باید از انعطاف‌پذیری و مکانیزم‌های افزونگی (Redundancy) کافی برخوردار باشد تا انتقال مستمر داده‌ها تضمین شود.

۲. امنیت (Security)

بر اساس گزارش وب‌سایت Cybertalk.org، بین ژوئن ۲۰۲۰ تا ژوئن ۲۰۲۱، صنعت حمل‌ونقل شاهد افزایش ۱۸۶ درصدی در حملات باج‌افزاری هفتگی بوده است. این حملات در صورت موفقیت‌آمیز بودن می‌توانند ترافیک شهری را به شدت مختل کرده و منجر به جراحات جدی یا حتی حوادث ناگوارتری شوند. تلفیق تخصص‌ها و قابلیت‌های امنیت شبکه و امنیت OT به شما کمک می‌کند تا قابلیت اطمینان و ریسک‌ها را به شکل کارآمدتری مدیریت کنید.

از آنجا که بسیاری از تجهیزات شبکه‌های ترافیکی در فضاهای بیرونی نصب می‌شوند و در معرض دستکاری فیزیکی (Tampering) قرار دارند، استفاده از سخت‌افزارهای امن می‌تواند ایمنی شبکه را در لبه (Edge) تضمین کند. علاوه بر این، برخورداری از مکانیزم‌های پیشگیری از تهدید، بخش‌بندی شبکه‌های IT و OT (ایجاد سگمنتیشن) و همچنین قابلیت‌های مدیریت شبکه امن بسیار حائز اهمیت است. پیاده‌سازی این تدابیر حفاظتی می‌تواند به مسدود کردن ترافیک مخرب، به حداقل رساندن خسارت در صورت وقوع رخنه، و انجام اقدامات پیشگیرانه و به‌موقع هنگام شناسایی هرگونه ناهنجاری در طول مانیتورینگ شبکه کمک کند.

۳. مدیریت ساده‌سازی‌شده (Simplified Management)

برای مدیریت کارآمد این تجهیزات شبکه توزیع‌شده و متصل به هم، توانایی پیکربندی، پایش (مانیتورینگ) و عیب‌یابی شبکه ترافیکی از یک مرکز کنترل واحد می‌تواند صرفه‌جویی بزرگی در زمان و منابع به همراه داشته باشد. به این ترتیب، هنگامی که مهندسان میدانی تجهیزات جدید شبکه را نصب می‌کنند، مهندسان عملیات دیگر نیازی به طی کردن مسافت‌های طولانی برای پیکربندی حضوری دستگاه‌ها در محل ندارند؛ بلکه این تجهیزات اکنون به راحتی از طریق مرکز کنترل از راه دور راه‌اندازی می‌شوند.

در صورت بروز هرگونه مشکل، به جای اعزام مهندسان به محل در زیر آفتاب سوزان یا شب‌های طوفانی برای بررسی فیزیکی کابینت به کابینت تجهیزات، یک سیستم مدیریت شبکه کاربرپسند و پویا (Intuitive) به مهندسان کمک می‌کند تا وضعیت شبکه را به صورت از راه دور درک کرده و اقدامات لازم را بلافاصله انجام دهند.

تمرکز بر پست‌های توزیع و انتقال برق

پست‌های برق بخشی جدایی‌ناپذیر از شبکه‌های توزیع‌شده قدرت هستند. عملکرد کنترلی و هماهنگی آن‌ها برای حفظ پایداری کل سیستم قدرت، اهمیتی فوق‌العاده حیاتی دارد. با این حال، صنعت برق امروزه با ظهور روندها و چالش‌های جدیدی مواجه است که از جمله آن‌ها می‌توان به یکپارچه‌سازی بیشتر منابع انرژی تجدیدپذیر و افزایش تقاضا برای مصرف برق اشاره کرد. پست‌های برق دیجیتالی‌شده به یک ضرورت برای سازگاری و متعادل‌سازی این پویایی‌های جدید و همچنین دستیابی به تاب‌آوری عملیاتی (Operational Resilience) تبدیل شده‌اند. برای تحول موفقیت‌آمیز پست‌های برق، بهینه‌سازی انعطاف‌پذیری و دسترس‌پذیری (Availability) زیرساخت ارتباطات شبکه‌ای حیاتیِ آن‌ها، از بالاترین درجه اهمیت برخوردار است.

از آنجا که پست‌های برق جزء زیرساخت‌های حیاتی به شمار می‌روند، هنگام پیاده‌سازی فرآیند دیجیتالی‌سازی، سه ملاحظه اساسی زیر را همواره مد نظر داشته باشید:

۱. قابلیت اطمینان (Reliability)

در ارتباطات پست‌های برق، دسترس‌پذیری و قابلیت اطمینان نقشی حیاتی ایفا می‌کنند و هرگونه از دست رفتن بسته داده (Packet Loss) در این بستر غیرقابل‌قبول است. از آنجا که تجهیزات شبکه در پست‌های برق اغلب در محیط‌های عملیاتی بسیار سخت مستقر می‌شوند، باید به اندازه کافی مقاوم (Rugged) باشند تا بتوانند در برابر تغییرات شدید دما و تداخل الکترومغناطیسی بالا (EMI) دوام بیاورند. به همان اندازه، برخورداری از مکانیزم‌های افزونگی (Redundancy) قدرتمند برای جلوگیری از وقفه در ارتباطات و به حداقل رساندن زمان بازیابی شبکه، جهت تضمین دسترس‌پذیری سیستم ضروری است.

تجهیزات شبکه‌ای که از پروتکل زمان‌سنجی دقیق (IEEE 1588) موسوم به (PTP) پشتیبانی می‌کنند نیز مؤلفه‌ای فوق‌العاده ارزشمند برای قابلیت اطمینان شبکه پست‌های برق به شمار می‌روند. همزمانی بسیار دقیق تضمین می‌کند که تجهیزات پست برق در داخل واحدهای ادغام‌کننده (Merging Units) دارای ساعت‌های کاملاً هماهنگ و دقیقی باشند؛ امری که به اپراتورها، کنترل بسیار دقیقی داده و به آن‌ها اجازه می‌دهد بلافاصله به هرگونه مشکلی پاسخ دهند.

۲. امنیت (Security)

امنیت سایبری به عنوان یک چالش بحرانی برای پست‌های برق شناخته شده است. با کم‌رنگ شدن سریع مرز بین لایه‌های IT و OT، بخش‌بندی مناسب شبکه (Segmentation) به محافظت از ارتباطات حیاتی کمک می‌کند. این امر مستلزم تنظیم و پیکربندی صحیح روترها و سوئیچ‌ها و همچنین مدیریت مکانیزم‌های امنیتی از جمله قوانین دیواره آتش (Firewall Rules)، کنترل دسترسی، و سیاست‌های احراز هویت و تعیین سطح دسترسی (Authorization and Authentication) است.

دسترسی از راه دور به شبکه‌های پست برق، روشی متداول اما آسیب‌پذیر برای اپراتورها جهت پایش و نگهداری از یک شبکه توزیع‌شده قدرت در مقیاس وسیع است. برای محافظت از این زیرساخت‌های حیاتی خدمات عمومی در برابر تهدیدات و رخدادهای سایبری، استفاده از یک روش امن دسترسی از راه دور مانند راهکارهای VPN دارای گواهینامه IEC 61850 به اپراتورها اجازه می‌دهد تا با ایمنی کامل بر تجهیزات الکترونیکی هوشمند (IEDs) در هر پست برق دورافتاده نظارت داشته باشند. ترکیب تجهیزات مقاوم‌سازی‌شده از نظر امنیتی (Secure-hardened) و قابلیت‌های مدیریت شبکه امن، می‌تواند یک حفاظت شبکه همه‌جانبه با رویکرد دفاع در عمق (Defense-in-depth) را برای ایمن نگه داشتن شبکه‌های صنعتی حیاتی ایجاد کند.

۳. مدیریت ساده‌سازی‌شده (Simplified Management)

سیستم‌های پست برق دیجیتال باید به صورت ۲۴ ساعته در تمامی روزهای سال فعال باشند. برای بهبود مدیریت شبکه و فرآیندهای عملیاتی و در عین حال جلوگیری از خاموشی‌های ناخواسته، مانیتورینگ بلادرنگ (Real-time) از بالاترین درجه اهمیت برخوردار است. توانایی بصری‌سازی و نمایش گرافیکی توپولوژی فیزیکی شبکه روی صفحه مانیتور، مزایای بزرگی را به‌ویژه هنگام بروز مشکل ارائه می‌دهد. این قابلیت به اپراتورها کمک می‌کند تا به سرعت منشأ مشکل را شناسایی کرده و بلافاصله واکنش نشان دهند، که این امر زمان بازیابی سیستم (Recovery Time) را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

۶. نتیجه‌گیری: شبکه خود را برای تغییرات آینده آماده کنید

تحول دیجیتال، هدفی والا برای هر صنعتی است که به دنبال دستیابی به تاب‌آوری عملیاتی (Operational Resilience) می‌گردد. ارتباطات داده‌ای یکپارچه و بلادرنگ (Real-time)، سنگ‌بنای همگرایی IT/OT به شمار می‌رود که با به جریان انداختن روان داده‌ها میان تجهیزات نهایی مستقر در سایت و مرکز کنترل، تداوم عملیات بدون وقفه سیستم را تضمین می‌کند. ما امروزه شاهد تکامل شبکه‌های صنعتی در این مسیر جدید هستیم. در پاسخ به این روند، ما در حال بازتعریف مفهوم "آینده‌نگر ساختن شبکه‌ها (Futureproofing)" هستیم. امیدواریم نکات ارائه شده در این مقاله به شما در روان‌سازی عملیات‌های شبکه‌تان و آماده‌سازی کسب‌وکارتان برای آینده کمک کند.