産業部門の工場では、長い間デジタルデータを使用して、生産施設を監視および制御しています。工場、データセンター、商業ビルの大規模なネットワークシステムは、デジタル情報ネットワークの端を物理的な世界に近づけてプッシュしています。温度、圧力、近接、または光などの物理的測定は、システムが処理するためにデジタル情報に変換され、計算された結果は、バルブ、ファン、電源、インジケーターなどの実際のデバイスの物理的動作に変換されます。情報技術（IT）ネットワークと運用技術（OT）ネットワークは、組織全体のデータの流れを合理化するために同様の手法を使用する傾向があります。
それを持ち込み、OTをより近くに持ち込む方法の1つは、単一の基礎となるネットワークを使用してシステム間の通信を確立することです。エレクトロニクスが最初に自動化の分野に入ったとき、さまざまな分散サブシステムが特殊化され、使用されたハードウェアによって定義されました。これらのドメイン固有のハードウェアアーキテクチャでは、特定のアプリケーションに最適化された通信技術が定義されています。各ハードウェアシステムは専門のバスを使用して通信するため、1つのハードウェアシステムの通信プロトコルから、複雑なゲートウェイを介して別のハードウェアシステムの通信プロトコルに変換する必要があります。
時間が経つにつれて、この時代遅れのアーキテクチャは、ソフトウェア定義の集中アーキテクチャに徐々に置き換えられました。新しいアーキテクチャでは、個別のドメインまたは機能を使用する代わりに、電子インターフェイスがエンタープライズ内のエリアにグループ化され、最新の集中コンピューティングプラットフォームに接続されています。これらの電子インターフェイスは、現在統一されたイーサネットテクノロジーを使用して、必要な場所にデータを送信します。単一のソフトウェアプロトコルスタックは、異なるハードウェア物理レイヤーを使用して、データ自体を変更せずに異なる速度で情報を渡すことができます。特定のイーサネットリンクの帯域幅に関係なく、同じイーサネットフレーム形式が使用されます。
ネットワークの端では、さまざまなセンサー（温度、圧力、光、近接性など）が物理世界からデータを取得し、デジタル情報に変換します。データ情報は処理され、アクチュエーター（モーター、ライト、ファン、バルブなど）の物理的アクションに変換されます。これらのデバイスは通常、大量のデータを必要としませんが、単純な配線と簡単なインストールに重点が置かれています。
安全な
データビットとバイトがライン内であるデバイスから別のデバイスに転送されて回復すると、標準のイーサネットパケット形式でより高いソフトウェアレイヤーに提供されます。フォーマットには、宛先アドレス、ソースアドレス、いくつかの管理ビット、ペイロードが含まれます。物理層が変化しても形式は変更されません。これは、コンピューターシステムごとに処理するためにますます多くのデータが収集され、ネットワーク速度が変化するようになったとしても、ソフトウェアレイヤーは同じままであることを意味します。
これには、データのハッキングやスヌーピングを防ぐためのさまざまなセキュリティメカニズムが含まれ、さらに悪いことに、物理システムによるデータの使用を妨害します。イーサネットは非常に回復力があるため、銀行などの非常に安全なアプリケーションで使用できます。他の専用通信技術には、サイバーセキュリティ機能がほとんどまたはまったくない場合があり、ゼロから開発して維持する必要があります。さらに、これらの機能を提供するためにロジスティクスを実装する必要があります。これらの機能は、ハードウェア製品の設計と製造よりもはるかに複雑な場合があります。施設へのアクセスを制御する必要があるだけでなく、サプライチェーンの任意の時点で信頼できるチェーンの脆弱性が発生する可能性があります。
ビッグデータは、傾向を分析し、サービスを提供するために使用されます。予測メンテナンス、リモート診断、およびその他の監視サービスには、システム内のすべてのデータへのアクセスが必要であり、イーサネットは産業インフラストラクチャの最も遠いリーチへのアクセスを提供できます。同時に、ソフトウェアはさまざまなプロセスを管理し、テクノロジーが変化するにつれて動的に調整し、互いに補完することができます。
機能的安全
機能的安全性とは、システム内のコンポーネントが失敗した場合、システムが予測可能な方法で反応し、より多くの問題を引き起こすことを安全に避けることを意味します。産業が異なると異なる基準があります。しかし、基本的に、それはほとんど同じです。機能的安全性はシステム全体に適用されますが、システム設計者は、システム全体が機能的安全基準を満たすように、コンポーネントが機能安全性をサポートすることを確認する必要があります。
要約します
データは、ネットワークの端にあるノードからアクセスでき、新しいインテリジェント予測サービスと資産追跡および管理ソリューションを有効にするために使用できます。
システムコストは、コンポーネント、ソフトウェア設計、配線を合理化することで削減できます。ゲートウェイは不要になりました。複数のデバイスがケーブルの1つのペアを介してバスに接続されているため、使用するスイッチポートの数が削減されます。
統一されたインターフェイスと健全なセキュリティメカニズムを使用することにより、リスクを減らすことができます。 OTおよびITネットワークのすべてのレベルで、統一された設計、ソフトウェア開発、テスト、メンテナンスをサポートします。合理化されたアーキテクチャと強化されたセキュリティ機能は、設計者がリスクを減らし、機能的な安全システムを簡単に構築するのに役立ちます。