OT – IT voor operationele Twin
Een mature digital twins omvat zowel operationele technologie (OT) als informatietechnologie (IT) domeinen Geharmoniseerde werking van beide domeinen is cruciaal voor digital twin functionaliteit en integratie van beide domeinen, bij voorkeur gebaseerd op standaarden.
De feitelijke besturing van fysieke systemen wordt beheerd door een categorie systemen in het domein van de operationele technologie (OT). De kern wordt gevormd door de op milliseconden en seconden gebaseerde monitoring van gemeten procesparameters en actuatorprocescontrollers. Als ze worden gebruikt als onderdeel van, of direct gekoppeld aan modelgebaseerde besturingsoplossingen, maken OT-systemen deel uit van een digital twins (het paradigma van De Leeuw).
De Leeuw's control paradigm (De Leeuw 1974)
Het regelparadigma van De Leeuw is gebaseerd op de systeemtheorie. Eerst worden de belangrijkste concepten van de systeemtheorie van besturing beschreven: de zogenaamde regelaar en het gecontroleerde systeem. Het gecontroleerde systeem is het systeem dat op de een of andere manier gecontroleerd moet worden. De regelaar krijgt niet alleen input van het gecontroleerde systeem, maar ook van de bredere omgeving. Het gecontroleerde systeem kan output leveren aan de omgeving en erdoor beïnvloed worden.
Het belang van het paradigma in de context van digital twins is de positionering van de digital twins. De digital twin kan in de controller worden ingebed als een modelgebaseerde controller. Hoe, hangt af van de actuele vereisten. Soms is het nodig om (een deel van) de digital twin in te bedden in het op (milli)seconden gebaseerde OT-systeem. In andere situaties en voor andere doeleinden is het beter om het bovenop het OT-systeem te plaatsen. Hybride oplossingsrichtingen zijn ook mogelijk.
Andere modellen die deel uitmaken van een digital twin in het IT-domein werken met langere intervallen (minuten, uren of dagen). Voor operationele gegevens zijn systemen in het IT-domein meestal afhankelijk van gegevens die in het OT-domein zijn verzameld, traditioneel via Distributed Control Systems (DCS) of Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)-systemen. Maar in toenemende mate kunnen deze gegevens ook worden verzameld door andere systemen, bijvoorbeeld rechtstreeks van industriële internet of things (IIoT) sensoren.
In het algemeen zijn de systeemvereisten voor OT-systemen anders dan die voor IT-systemen. Dat komt omdat de gevolgen van het niet beschikbaar zijn van OT-systemen gedurende een bepaalde periode - of erger nog, de overname ervan na te zijn gehackt - ernstig kunnen zijn.
De relatie tussen OT- en IT-domeinen wordt beschreven in de S95-standaard (ISO-62264). Belangrijke en veelgebruikte elementen van S95 zijn het hiërarchiemodel (met vijf niveaus) en het generieke activiteitenmodel.
Aangezien S95 is gericht op productieprocessen, wordt het generieke activiteitenmodel van toepassing geacht op productie-, onderhouds-, inventarisatie- en kwaliteit gerelateerde processen. Het generieke model kan ook worden gebruikt voor activiteiten die verband houden met andere aspecten, zoals gezondheid, veiligheid, beveiliging en milieu (HSSE) en duurzaamheid. [Koppeling naar de S95 (ISO-62264) standaard opnemen]
Hoewel digital twin functionaliteit in elk van de twee domeinen kan worden uitgevoerd, hangt de keuze waar specifieke functies moeten worden uitgevoerd af van parameters zoals cyberveiligheid, interface-eisen, aanpak voor systeemonderhoud, eisen voor systeembeschikbaarheid en keuzes van oplossingsleveranciers.
Een natuurlijke scheiding tussen de OT- en IT-domeinen is tussen niveau twee en drie in het S95 hiërarchiemodel, waarbij generieke functies van het activiteitenmodel worden uitgevoerd op niveau drie en de interface tussen het OT- en IT-domein wordt geïmplementeerd op basis van een standaardinterface zoals OPC-UA (zie
Een natuurlijke scheiding tussen de OT- en IT-domeinen is tussen niveau twee en drie in het S95 hiërarchiemodel, waarbij generieke functies van het activiteitenmodel worden uitgevoerd op niveau drie en de interface tussen het OT- en IT-domein wordt geïmplementeerd op basis van een standaardinterface zoals OPC-UA. Maar dit is niet altijd het geval, zoals blijkt uit het onderstaande voorbeeld van een oplossingsaanpak waarbij het OT-systeem onafhankelijk moet functioneren van het systeem op niveau drie in het IT-domein.
Ontwikkelingen zoals het Open Process Automation Forum (OPAF) zullen invloed hebben op de manier waarop OT en IT zullen integreren en samenwerken (zie Open Process Automation™ Forum | The Open Group website).
ISA 95 piramide characteristics
In deze tekening worden de kenmerken van functies, tijdsgedrag en betrokken systemen gevisualiseerd.
