Whitepaper – Diseño de sistemas de grado Industrial A la hora de tomar una decisión tecnológica sobre un sistema de comunicaciones, seguridad o automatización de grado industrial, es necesario comprender porque se solicita con ciertas características y cuáles son los principales motivos en los que se basan las decisiones. En la actualidad, existen 4 tipos de Ingenieria para sistemas tecnológicos, divididas en lo que se llaman grados: Grado de Consumo -> Diseño de sistemas hogareños Son diseños con funcionalidades básicas, sin posibilidad de crecimiento y que no poseen posibilidad de reparación, sino que son reemplazados cuando fallan. La configuración la realiza el propio usuario y la vida útil del equipamiento suele ser 2 años. Grado de Empresa -> Diseño de sistemas empresariales Estos sistemas soportan múltiples protocolos para adaptarse a instalaciones existentes, permiten implementar sistemas de seguridad, tienen una alta confiabilidad y un buen soporte por parte del fabricante. El despliegue es en ambientes con condiciones controladas y por personal capacitado, que también le brinda soporte para cambio de equipos cuando alguno tiene una falla. Grado Carrier (Carrier Class) -> Diseño de sistemas para prestadores de servicio Son diseños que proveen una muy alta disponibilidad para una gran cantidad de usuarios, con todas las tecnologías disponibles y soporte por niveles. Adoptar nuevas tecnologías requiere homologaciones con toda la red, por lo cual los procesos de cambio son lentos. La instalación se realiza en ambientes controlados, con sistemas de energía estables y mantenimiento muy frecuente por personal idóneo. Son tecnologías que funcionan por placas y cuando falla alguna de ellas, se tiene una detección temprana porque hay personal visualizando la gestión de la red. 1 Minetech Argentina info@minetech.com.ar - www.minetech.com.ar Luego de la detección, las placas son reemplazadas dentro de las pocas horas por contar con repuestos en stock y personal capacitado para hacerlo. Grado Industrial -> Diseño de sistemas Industriales Un diseño de grado industrial debe operar en ambientes no controlados, con rangos de temperatura y humedad extremas, habitualmente fuertes vientos y soportar altas vibraciones; y bajo todas estas condiciones brindar una alta disponibilidad, buena performance en todas las condiciones de operación, inclusive en casos de emergencia. Además deben funcionar durante años, sin pasar por todos los cambios tecnológicos por los que pasan las redes tipo Carrier Class. Las compañías industriales que manejan estos equipos no tienen técnicos altamente capacitados en sitio, pero los sistemas y aplicaciones que se controlan funcionan las 24 hs. Los sistemas de Grado Industrial deben ser diseñados por Ingenieros con experiencia en ambientes industriales, para poder garantizar el funcionamiento en las condiciones mencionadas durante varios años. En resumen, se puede decir: Grado Consumidor Empresarial Aplicación Diseño para usuarios hogareños Diseño para empresas y entidades gubernamentales Tipo de Instalacion No requiere personal capacitado Requiere personal capacitado para la instalación, pero no para la operación Ciclo de vida 2 a 4 años 4 a 6 años Factores importantes Flexibilidad, seguridad y disponibilidad Costo Carrier Diseño para proveedores de servicio Instalación compleja con severos controles por la masividad de usuarios 5 años (por cambio de tecnología) Capacidad, Flexibilidad, Confiabilidad Industrial Diseño para operación en ambientes industriales Instalación muy compleja por el tipo de ambiente donde debe utilizarse. 10 años Confiabilidad Luego de conocido cada tipo de diseño, es necesario recabar información de la operación diaria, para entender porqué es necesario una red de grado industrial. 2 Minetech Argentina info@minetech.com.ar - www.minetech.com.ar La confiabilidad es hito fundamental para los sistemas industriales porque las acciones que se realizan por sobre los sistemas son importantes para la operación y la seguridad de las personas. Por ejemplo, una falla en un sistema de automatización puede dejar de operar maquinaria que pare la producción, como poner en riesgo la salud de los trabajadores parando un sistema de ventilación. También, puede dejar sin la única vía de comunicación a un campamento remoto, situado a una distancia importante del pueblo más cercano. En los ambientes industriales suele haber un departamento de IT que se encarga de mantener la red, pero que no tiene turnos para soporte 24hs x 365 días del año. Además, posee un amplio espectro de temas que atender, desde los servidores, pasando por los sistemas de comunicación hasta las PC de los usuarios internos; por lo tanto, suele tener inconvenientes para tener una persona capacitada en el sitio del problema con un buen tiempo de respuesta, lo que aleja los ambientes industriales de los diseños tipo Carrier Class. Por otro lado, los ambientes industriales son sitios con condiciones de temperatura y humedad no controladas, e inclusive inaccesibles durante alguna época del año. Además, por el tipo de actividad es fácil establecer un mantenimiento programado dentro de la operación, pero cuando no es programado es probable que la operatoria diaria no permita acceso al sitio. Viendo las dificultades de la Industria para garantizar una alta disponibilidad luego de sucedida una falla, como pasa en las redes de grado Carrier, es fundamental una Ingenieria que aumente la confiabilidad reduciendo al mínimo la cantidad de fallas de la red. Para esto es necesario tener en cuenta varios factores. Parámetros para garantizar una alta disponibilidad desde el diseño La DISPONIBILIDAD se calcula modelando el sistema como la interconexión de partes en serie. Dos partes se consideran operando en serie cuando la falla de una de las partes hace que la combinación sea inoperable La metodología de evaluación de disponibilidad en serie, puede ser resumida como: Part X Part Y 3 Minetech Argentina info@minetech.com.ar - www.minetech.com.ar Dos partes X e Y se consideran operando en serie si la falla de alguna causa la falla de la combinación. El sistema se considera operacional si ambas partes X e Y están disponibles. De aquí surge que la disponibilidad combinada es el producto de la disponibilidad de las dos partes. La disponibilidad combinada (A) se muestra en la siguiente ecuación (modelo de disponibilidad en serie) A = Ex * Ay La implicancia de la ecuación anterior es que la disponibilidad combinada de dos elementos serie siempre es menor que la disponibilidad de sus componentes individuales. El diseño de disponibilidad debe basarse en dos tipos: la disponibilidad operativa y de mantenimiento. La disponibilidad operativa es la de funcionamiento normal y la de mantenimiento es independiente a los cálculos y básicamente, se refiere a si el sistema sigue funcionando durante posibles tareas de mantenimiento. Este parámetro es muy importante y ahorra mucho costo de mano de obra durante la operación. El primer paso y fundamental es definir cuáles son las partes del sistema que afectaran la disponibilidad total. Primero se empieza por el ambiente de operación, donde se instalaran los equipos y qué tipo de mantenimiento debe hacérseles a la infraestructura. Luego, es necesario revisar la disponibilidad del sistema de alimentación, ya que la energía es fundamental en cualquier sistema que se diseñe. Con esto se puede comenzar a ver la disponibilidad del equipamiento objeto de estudio. Y aquí es importante detallar que esta disponibilidad es función de la obtenida en mediciones de laboratorio y el diseño de la red, sus lazos de redundancia y la distribución de la arquitectura de acceso a los datos. Sistemas Industriales en Minetech En Minetech diseñamos sistemas de tipo Industrial para comunicaciones y seguridad, garantizando a través de la Ingenieria una alta disponibilidad y brindando herramientas para un análisis exhaustivo del tipo de mantenimiento que debe realizarse. Esperemos poder trabajar con su empresa como su partner tecnológico. Dpto. de Ingenieria de Minetech.4 Minetech Argentina info@minetech.com.ar - www.minetech.com.ar