PWC Uutishuone

Liikummeko energiakriisistä kohti tietoliikennekriisiä - Tietoliikenne osana yhteiskuntakriittistä infrastruktuuria

Juha Remeksen 4-osainen blogisarja käsittelee sähkömarkkinoiden nykytilannetta. Blogisarjan toinen osa porautuu tietoliikenteen merkitykseen osana yhteiskunnan infrastruktuuria.

Three satelite dishes over sunset

Tietoliikenne osana yhteiskuntakriittistä infrastruktuuria

Kaikki tuotannolliset yritykset ovat riippuvaisia ERP-järjestelmistä. Alun perin järjestelmät olivat eriytettyjä, mutta nykyään ERP-järjestelmät ohjaavat tuotantoa lähes kaikkialla maailmassa katkeamatta keskitetysti.

Lähes kaikkia tuotantolaitoksia johdetaan globaalisti keskitetyn tuotanto-ohjauksen avulla, usein SAP:illa. Teollisuusautomaatio saa raaka-ainelaskennan, tuotantomäärien sekä kustannushallinnan tuotanto-ohjausjärjestelmän kautta. Käytännössä ei ole sellaista tehdasta, joka pyörisi ilman katkeamatonta yhteyttä ERP-järjestelmään.

Suomessa sähkönkulutus on kaksi vuosikymmentä ollut vakaata. Samalla tietoliikenteen määrä on Euroopassa ja Suomessa yli kymmenkertaistunut.

Nyt tietoliikenteen kulutukseen ovat merkittävästi vaikuttaneet kuluttajat, mutta yritysten osuus kasvaa räjähdysmäisesti, ehkä jopa satakertaiseksi lähivuosina. Vuosituhannen alussa teollinen tuotanto oli täysin irti teollisuusautomaatiosta. Nyt keskitettyjen tilaustenhallintaratkaisujen puuttuminen aiheuttaa tuotantolaitoksen kilpailukyvyn romahtamisen.

ERP-järjestelmät ohjaavat toimintaa lähes kaikessa maailman tuotannossa, oli tuotanto yhteiskunnalle kriittistä tai ei. Samalla kokonaisvaltainen raaka-aineiden ja koko logistiikkaketjujen optimointi on täysin riippuvaista ERP-järjestelmistä. Tilausten hallinta alihankkijoille, raaka-aineiden toimittajille, kulkee lukuisten ERP-järjestelmien välillä, integroiden koko maailman globaalin tuotannon tiiviisti toisiinsa. Tilaus ja – toimitusketjut ulottuvat rajattomasti eri toimittajien yli hyvin laajasti, ja suurimmissa globaaleissa tuotantoketjuissa saattaa olla jopa tuhansia toisistaan riippuvaisia järjestelmiä. Järjestelmiin liittyvät usein vielä finanssiratkaisut, joiden avulla toteutetaan tilausten varmistaminen, maksuvalmius sekä laskuttaminen lähes reaaliaikaisesti. Yhteyden katkeaminen maksuliikenteeseen pysäyttää tehtaan hyvin nopeasti eri puolilla maailmaa.

Käytännössä ei ole globaalia tai edes keskisuurta tehdasta, joka ei pysähtyisi, jos tilaushallinnan puskurit datalle on käytetty. Nämä puskurit riittävät parhaimminkin varautuneissa yrityksissä vain muutamia tunteja. Jos tietoliikenne ERP-järjestelmän online-pilveen katkeaa pitemmäksi aikaa, pysähtyy tuotanto viiveellä. Kun ERP-järjestelmien välille on rakennettu laajat globaalit riippuvuussuhteet, kriittisen alihankkijan toiminnanohjausongelmat vaikuttavat pienellä viiveellä seuraavaan arvoketjun vaiheeseen, ja lopulta häiriö yhdessä logistiikkaketjun tärkeässä pisteessä saattaa romahduttaa laajasti koko maailmaan liittyvän teollisuustuotantoverkoston.

Kriittisiä raaka-aineiden toimittajia, kriittisiä materiaalien jalostajia, joiden tuotannosta ollaan laajasti riippuvaisia globaalisti, on paljon maailmassa. Osa toimijoista liittyy fyysiseen tuotantorakenteeseen, ja osa digitaaliseen infrastruktuuriin, joiden välisiä riippuvuussuhteita ei ole juurikaan otettu maailmalla huomioon.

Ei ole olemassa regulaatiota, eikä juuri toimialojen yli meneviä standardeja. Ne ovat kohdentuneet hyvin toimialakohtaisina, muttei toimialoja läpileikkaavina. Nyt kaikki organisaatiot ja yritykset toimivat kuinka itse parhaaksi asiat kokevat ja hyvin harva organisaatio on aloittanut kokonaisvaltaisen varautumisen tai tekemisen oman toiminnan TODELLISEN jatkuvuuden turvaamiseksi, tai edes sen ymmärtämiseksi.

Onko teollisen tietoliikenteen ja tavallisen IT-liikenteen välinen muuri vain myytti?

Teollisuustuotannon uskotaan olevan eriytetty perinteisistä tietojärjestelmistä. Automaatioon liittyvä tietoliikenne elää omaa väylämaailmaa, joka ei ole tekemisissä perinteisen internet-liikenteen kanssa. Uudet teollista standardimaailmaa ja muuta digi-maailmaa koskevat standardit ovat yhdistymässä. Teollisen tuotannon perinteiset tietoliikenne mallit siirtyvät IP-pohjaisiksi, josta esimerkkinä OPC UA-standardi.

Yksinkertaisesti; samaan käyttötarpeeseen kehitettävä sensori tai laite syntyy kustannustehokkaammin, kun sitä voi hyödyntää laajemmin teollisuudessa sekä teollisuuden ulkopuolella. Muutoksen myötä teollisessa tuotannossa voidaan hyödyntää laajemmin teknologiaa, jota aiemmin ei ole voitu liittää sisäisiin tehtaan tuotantoverkkoihin ja uusien IoT-ratkaisujen määrä kasvaa globaalisti. Tehtaiden laitteet vaativat yhä laajemmin yhteyksiä eri laitetoimittajien online-pilvipalveluihin. Näissä seurataan laitteiden kuntoa usein reaaliaikaisesti.

Laitteet muuttuvat yhä automatisoiduimmiksi. Uudentyyppiset ”avaimet käteen” – ja “kuukausihinnalla” -liiketoimintamallit vaativat yhä useammin huoltoon liittyviä kokonaisuuksia, joissa on oltava tiiviimmin perillä laitteiden kunnosta ja kuinka niitä on käytetty. Avaimet käteen -ratkaisu edellyttää tiivistä huollon sekä logistiikan toimivuutta ja sitä, että olennainen laitteen toimintaan liittyvä, varmistettu data on oltava saatavilla. Tämä mahdollistaa huollon ajoitukset sekä varaosien käyttötarpeet. Mitä enemmän laitteet liikkuvat, sitä enemmän tarvitaan reaaliaikaisempaa tietoa. Liikkuvuus liittyy myös langattomuuteen. Tehtaissa uudelleen järjestetään tuotantolinjaa, samalla halutaan poistaa turhaa kaapelointia. Laitteet toimivat latauksilla ja yhteydet ovat langattomia.

Nykymallilla laitevalmistajat varustelevat laitteitaan erillisratkaisuilla, joissa laitteet varustetaan SIM-korteilla, tai teolliseen verkkoon avataan erityyppisiä yhteyksiä asian ratkaisemiseksi. SIM-korttien logistiikka, toimivuus eri maissa ja laadun varmistaminen on tuottanut paljon ongelmia globaaleille toimijoille. Datan välitys teollisuusverkon kautta on ollut usein helpompi toteuttaa, mutta aiheuttaa yhä kasvavia turvallisuusriskejä.

Alun perin dataa on tarvittu laitteiden kunnon ja käytön analysoimiseen, mutta jatkossa tarvitaan molempiin suuntiin liikkuvia yhteyksiä. Yhteyksillä on kyettävä säätämään tai jopa ohjaamaan laitteisiin liittyviä asetuksia, sekä kyettävä päivittämään laitteistojen ”firmware”-käyttöjärjestelmiä. Päivitystarpeet lisääntyvät turvallisuusriskien mutta samalla laatuongelmien takia. Uudet vaatimukset, kuten EU:n Cybersecurity Act, AI Act, IoT security CE vaatimukset, NIS2 ja vastaavat vaatimukset eri maanosissa yleistyvät ja muuttuvat myös vauhdilla. EU:ssa on oltava saatavilla tuki kaikille IoT-laitteille vähintään viisi vuotta mukaan lukien tietoturvapäivitykset sakon uhalla. Sakko määräytyy jo opituista GDPR-malleista. Jatkossa sakot tulevat yleistymään ja kasvattamaan yritysvastuita omalla teollisuussektorilla, mutta yhä enemmän myös poikkileikattuina sitovilla yleissäännöillä turvallisuuteen, jatkuvuuteen, vastuullisuuteen sekä huoltovarmuuteen.

Monimutkaisia teknisiä ympäristöjä on lähes mahdotonta testata etukäteen. Tuotannossa on niin paljon laitteita ja erityyppisiä sovelluksia, joiden eristäminen ja vieminen testiympäristöihin ei ole mahdollista. Yksittäisten laitteiden toimivuus voidaan testata laboratoriossa, mutta jatkuvasti muuttuva tuotantoympäristökokonaisuus eri järjestelmien yhteensovittamisen ja päivitystarpeiden kanssa on toteuduttava tuotannossa. Toiminnalliset säädöt sekä parannukset joudutaan tekemään tuotannossa saatujen analysointitietojen perusteella. Tämä asettaa yhä tärkeämmäksi toimijoiden välisen läpinäkyvyyden kehittämisen. Eri toimijoiden väliset vastuut, riippuvuudet, tietoturva ja laadun suorat sekä epäsuorat vaikutukset on oltava helposti seurattavissa ja päivitettävissä. Lopulta regulaation ja säädösten täyttäminen tulee usein jakautumaan useille toimijoille yhdessä.