Virtualização de serviço e práticas de validação para o segmento de mercado de serviços públicos

Eliminando restrições de software e minimizando o risco de TI para modernizar a entrega de energia

O segmento de mercado de serviços públicos precisa modernizar recursos de TI e tecnologias antiquadas existentes para atender a requisitos atuais de negócios e regulamentares, obtendo melhor visibilidade e controle de energia em toda a grade. Um desafio particular é Advanced Metering Systems. Neste artigo, os autores demonstram como a virtualização de serviços pode ajudar equipes de desenvolvimento e de QA a atender aos desafios de implementações de medidores e grade inteligentes atualmente.

Jason English, Vice President, Marketing Communications, iTKO

Jason English possui muita experiência na execução de planos de marketing e projeto de processos de negócios voltados para o cliente para empresas de tecnologia e de consumidores, como HP, IBM, EDS, Delphi, TaylorMade, Sun, Realm, Adaptec, Motorola e Sprint. Como produtor executivo da unidade de consultoria interativa in2action da i2 Technologies, foi responsável por mensagens de saída durante um período de crescimento extremo, e também trabalhou diretamente com clientes para construir fluxos de trabalho fáceis de aprender e front-ends para sistemas de colaboração B2B. Antes disso, ele trabalhou como um dos primeiros "Arquitetos da informação", gerenciando a experiência de clientes da Fortune 500 na Agency.com. Também registrou e projetou vários jogos de computador lançados internacionalmente, além de produzir publicidade convencional e comerciais de televisão.



Chris Kraus, LISA Product Manager and Director, EMEA Practice, iTKO

Chris Kraus é um estrategista especialista em testes e arquitetura, com um histórico de 17 anos em desenvolvimento de software para computadores, gerenciamento de produtos e suporte a vendas para software corporativo. Como gerente de produto do conjunto de software de teste do LISA SOA da iTKO, Chris aplicou experiência em gerenciamento de projeto e desenvolvimento para refinar os recursos do LISA para melhor atender às necessidades de qualidade do cliente durante o ciclo de vida de entrega do software. Foi também um gerente de varejo e fabricação no segmento de mercado na firma de plataforma de software corporativo webMethods, supervisionando requisitos, pré-vendas a clientes e treinamento para o grupo anual de US$16M. No fornecedor de software da cadeia de suprimento i2 Technologies, ele trabalhou no grupo de infraestrutura do i2, com responsabilidade de liberação de processo de negócios, fluxo de trabalho e mecanismos de monitoração. Antes do i2 no software AG, especializou-se em instalação e administração de produtos entre plataformas. Como engenheiro de software, gerente de projeto e arquiteto de soluções, Chris possui grande amplitude de conhecimento do segmento de mercado por ter trabalhado com empresas como Citi, TD Ameritrade, Lenovo, Tandy, Rubbermaid, TI e TxDoT para garantir ciclos de vida de qualidade na entrega de aplicativos.



28/Out/2010

As empresas de serviços públicos atuais são direcionadas a entregar confiabilidade superior de serviços aos clientes, ao mesmo tempo em que controlam custos. O segmento de mercado está passando por dificuldades devido ao peso das tecnologias implementadas há décadas e precisa modernizar uma mistura de recursos de TI e tecnologias existentes para atender a requisitos atuais de negócios e regulamentares para ter melhor visibilidade e controle da energia em toda a grade.

Uma área específica que apresenta os maiores desafios para empresas de serviços públicos está em Advanced Metering Systems (AMS) e no software de ativação que está sobre uma nova arquitetura de grade inteligente. Vamos nos concentrar naquele esforço específico e discutir como o iTKO LISA™ pode ajudar a entregar esta nova capacidade com menor risco de ultrapassar custos e linhas de tempo.

Em todo o segmento de mercado global de energia, há uma pressão para otimizar a infraestrutura de energia, tanto no nível da rede quanto do cliente. Os governos impõem iniciativas de eficiência que são custeadas por cobranças a clientes e subsídios — totalizando US$3,4 bilhões em fundos concedidos pelo governo para projetos de grade inteligente nos Estados Unidos e US$21,4 bilhões alocados em todo o mundo em 2009, de acordo com o Government Accountability Office (GAO) dos EUA. Apesar dessas iniciativas para maior eficiência e transparência de energia, garantir a entrega confiável de serviço aos clientes permanece sendo a meta principal de uma empresa de utilidade.

Neste artigo discutiremos:

  • Os desafios de modernizar medidores inteligentes e grades inteligentes.
  • Como a virtualização de serviços facilita o desenvolvimento eficiente e o teste de aplicativos corporativos dinâmicos.

Ao capturar o comportamento de ativos de software implementados, bem como virtualizando o comportamento daqueles que ainda não existem, a virtualização de serviços pode ajudar equipes de desenvolvimento e de QA no segmento de mercado de serviços públicos a refrear dependências e restrições no ciclo de vida do software e, portanto, ajudando a garantir a entrega confiável de serviços.

Riscos da modernização da infraestrutura de software de energia

Amostras de arquitetura consistem em um grande número de tecnologias novas e existentes que devem ser integradas para atender às demandas de um ambiente de TI distribuído (como mostra a Figura 1).

Figura 1. Arquiteturas de TI de serviços públicos são complexas
Arquiteturas de TI de serviços públicos são complexas

Para fazer com que iniciativas de medidor inteligente e grade inteligente funcionem, provedores de serviços públicos devem lidar com uma quantidade incrível de interconexões de software e ativação de legado. Instalar milhões de novos dispositivos na grade resulta em milhares de novas atividades de integração que as empresas de serviços públicos nunca precisaram suportar no passado.

Para tornar as coisas ainda mais difíceis, empresas de serviços públicos devem entregar tecnologia de medição avançada e de grade inteligente em um cronograma imposto agressivo — e ela deve ser absolutamente confiável.

Fatores de risco de AMS e de grade inteligente incluem:

  • Novos pontos terminais e sistemas: Um de nossos clientes de utilidade teve que instalar 800.000 novos medidores inteligentes dentro de uma janela "piloto" no primeiro ano: um compromisso complexo envolvendo mais de 600 combinações diferentes de configurações de medidor, firmware e software para o projeto. E isto foi só o início.
  • Desregulamentação do mercado: Como a maioria dos mercados de serviços públicos nos EUA não possuem regulamentação, existem dezenas de novos revendedores entrando no mercado que diferenciam suas ofertas ao cliente não só no preço, mas em sistemas personalizados com base na web e unidades internas para gerenciar o uso de energia. Isto cria muitos casos de uso novos de clientes que devem ser validados.
  • Sistemas legados: A infraestrutura existente de TI de empresas de serviços públicos pode ser obsoleta, composta por muitos componentes que foram implementados de 10 a 20 anos atrás e que foram projetados para dados e controle inferiores sobre a grade de energia, incluindo mensuração de coisas como medições e cobranças. Há uma movimentação em direção a uma abordagem mais moderna, de várias camadas, que oferece maior visibilidade, flexibilidade e controle sobre padrões de uso de energia, mas sistemas legados frequentemente têm dificuldade na adaptação às necessidades de seus recursos.

Ao impulsionar uma nova grade inteligente ou sistema AMS para produção de forma a atender a prazos, o que acontece se o sistema fornecer dados não precisos ou parar? Se sistemas falharem em produção, surge a questão do desempenho e confiabilidade de toda a rede que, no final, tem um impacto em receitas ou pode colocar o fornecedor de serviços públicos em uma situação difícil junto a entidades regulamentares.


Desafios da modernização do medidor inteligente/grade inteligente

Os serviços públicos estão passando de um ambiente de TI de variabilidade e volume de dados relativamente baixos para outro em que todo medidor de cliente é agora um computador em rede que está enviando novos dados para a grade e propagando dados para sistemas legados subjacentes como um ponto de controle. Há um aumento exponencial no número de tecnologias, cálculos e quantidades de dados que precisam ser processados pelos sistemas e infraestrutura de TI de qualquer empresa individual de energia.

Vamos dar uma olhada em uma visualização muito simplificada da arquitetura de software típica de energia. A Figura 2 destaca os novos e surpreendentes esforços de alto risco para elevar os esforços de grade inteligente e medidores inteligentes e fornecer novos níveis de controle e previsibilidade.

Figura 2. Como sistemas incompletos e indisponíveis podem restringir a entrega de novas tecnologias "inteligentes"
Como sistemas incompletos e indisponíveis podem restringir a entrega de novas tecnologias

Este diagrama simplificado mostra a arquitetura de software típica de uma empresa de energia e as restrições resultantes de implementar uma nova tecnologia.

Como seu grupo de desenvolvimento pode esperar entregar um compromisso tão grande, praticamente da noite para o dia, com um ambiente interdependente de software que não está totalmente construído ou disponível?

Descobrimos que as equipes de TI de serviços públicos estão lutando hoje contra estes problemas de entrega:

  1. Uma alta dependência de sistemas restritos ou indisponíveis.
  2. Complexidade e variabilidade de dados que têm um impacto nos esforços de integração e testes.
  3. Um aumento eficiente em transações que afetam sistemas em toda a grade.
  4. E uma incapacidade de validar o sistema de ponta a ponta com relação à precisão e desempenho do serviço.

Vamos olhar esses problemas de maneira mais detalhada.

Problema 1: Aumento nas dependências

É difícil para as equipes de desenvolvimento lidar com um sistema distribuído complexo para suportar novos cenários de uso:

  • Uma transação medidor-para-cliente pode ser traduzida em uma dúzia de diferentes protocolos de mensagens e comunicar-se com muitos sistemas de registro e serviços aos quais você poderá ter pouco ou nenhum acesso enquanto desenvolve e integra o sistema para suportar AMS.
  • Equipes operacionais podem limitar o acesso a sistemas críticos, deixando suas equipes de desenvolvimento com uma janela de duas horas por semana.
  • Seu sistema precisa se comunicar com serviços ou sistemas de terceiros que estão fora do controle de sua equipe.
  • E alguns dos componentes dos quais precisa podem não ter sido ainda desenvolvidos.

De uma perspectiva do usuário, as equipes de desenvolvimento e QA precisam validar milhares de cenários de transação no sistema, — mas toda vez que uma equipe usa o ambiente, os dados são corrompidos no ambiente para as outras equipes.

Problema 2: Complexidade dos dados

Equipes de TI de serviços públicos devem construir software com relação a sistemas em produção e padrões de transação voláteis. Um grande efeito colateral disso é a dificuldade em modelar dados de teste robustos e realistas com os quais trabalhar durante o ciclo de vida do software:

  • A volatilidade dos dados de transações de cliente e de energia, bem como a necessidade de seguir transações stateful em sistemas de produção torna praticamente impossível automatizar o teste de implementações AMS versus aplicativos.
  • Informações sensíveis de contas de clientes e dados de transações de produção precisam ser controladas e ocultadas para equipes de teste e desenvolvimento para evitar questões de conformidade regulamentar e distorção de dados.
  • As equipes frequentemente gastam 60 por cento do ciclo de vida de teste ou mais configurando e desmembrando dados, enviando e-mails ou telefonando para outras equipes para validar ou reiniciar cenários de dados específicos, e assim por diante. Este nível de ineficiência e custo é inaceitável.

Precisamos ser capazes de mitigar o impacto de dados de teste em sistemas de produção e em outras equipes de software investidas na arquitetura.

Problema 3: Aumento nos volumes de transações

A adição de milhares de novos pontos de terminal de medidores inteligentes a uma implementação de grade inteligente que geralmente é um trabalho em andamento cria uma grande incerteza sobre a confiabilidade do sistema:

  • O que acontecerá se muitos medidores forem interrompidos? Eles relatarão com precisão a indisponibilidade? Como a grade responderá se milhões de medidores dispararem dados de uso por hora no sistema? Que impacto teriam dezenas de milhares de Transactions Per Second (TPS) na infraestrutura?
  • Encontramos empresas tentando literalmente testar a confiabilidade do sistema sob ataque por novos pontos de terminais de medidores inteligentes pregando vários medidores físicos em uma placa e executando-os com relação à rede ou codificando à mão o software "stub" falso para simular tais medidores. Mas esta prática não escala o suficiente para representar todos os possíveis usos e volumes de transações necessários.

Infraestruturas tradicionais de TI de serviços públicos nunca antes tiveram que tratar este nível de uso.

Problema 4: Incapacidade de validar o sistema de ponta a ponta

As muitas camadas e interdependências de tecnologia entre sistemas modernos de serviços públicos aumentam a dificuldade e o custo de validar resultados confiáveis do software:

  • Testes manuais, seja em nível de interface com o usuário ou em pontos de terminais únicos, é a regra do dia no segmento de mercado de serviços públicos. Essas abordagens de teste fornecem muito pouca visibilidade sobre a origem de problemas.
  • A validação é também tipicamente uma tarefa manual. Um testador pode gastar o tempo tentando verificar resultados no telefone e buscando manualmente os resultados de dados esperados em um sistema de registro.
  • Falsos positivos e falhas são comuns. Por exemplo, é possível ter um Web site ou um serviço da web que confirme que uma transação aconteceu, mas não houve mudança de estado real na extremidade.

As equipes precisam ser capazes de confirmar de forma oportuna que um comando de ponta a ponta foi corretamente processado e que os dados foram entregues em cada camada intermediária de acordo com as políticas esperadas.


Solução: Virtualize as dependências, valide a confiabilidade

iTKO LISA

iTKO, membro do IBM Partner Ecosystem, ajuda os clientes a mover aplicativos corporativos para a nuvem. O software de virtualização e validação LISA otimiza aplicativos complexos durante o ciclo de vida do software, eliminando restrições e defeitos caros, ao mesmo tempo em que melhora a agilidade em ambiente de mudanças constantes.

As soluções iTKO LISA Virtualize, Test, Validate e Pathfinder eliminam dependências e aumentam a confiabilidade de aplicativos modernos distribuídos que aproveitam a computação em nuvem, SOA, BPM e conjuntos de integração.

Para obter mais informações, visite http://www.itko.com/ibm ou http://blog.itko.com.

Virtualização de serviços— uma solução para as restrições de software fora das instalações e da nuvem de empresas de serviços públicos — dá o próximo passo além da virtualização de hardware ao virtualizar o comportamento, desempenho e os dados de serviços e aplicativos dependentes. Várias equipes podem usar esta prática para virtualizar o comportamento de aplicativos dependentes, automatizar cenários de dados e construir modelos de sistemas que podem ser testados e que ainda não existem a partir de especificações do modelo.

A virtualização de serviços fornece uma solução para tratar limitações de virtualização de hardware, como:

  • Fornecer acesso contínuo a terminais em serviço de acordo com os seus termos.
  • Remover restrições de capacidade de sistema e software.
  • Tratar a volatilidade de dados entre sistemas distribuídos.
  • Reduzir ou eliminar o custo de invocar sistemas de terceiros para uso fora de produção.

A virtualização de sistemas, usada para simular componentes restritos e/ou indisponíveis, permite que equipes de TI no segmento de mercado de serviços públicos atendam as linhas de tempo mais estreitas com menos risco e custos totais do projeto menores (Figura 3).

Figura 3. Ao automatizar as dependências de desenvolvimento e teste no ciclo de vida do software, é possível eliminar restrições de serviços públicos
Ao automatizar as dependências de desenvolvimento e teste no ciclo de vida do software, é possível eliminar restrições de serviços públicos

As equipes de desenvolvimento e QA no segmento de mercado de serviços públicos podem aproveitar a virtualização de serviços para reduzir dependências e restrições no ciclo de vida do software que podem atrasar projetos e prejudicar o desempenho do aplicativo. A tabela 1 mostra como esta prática pode ser empregada para superar os desafios da implementação de medidor inteligente/grade inteligente atual:

Tabela 1. Práticas para evitar os problemas
ProblemaSolução
Dependência de sistemas indisponíveis ou restritosAmbientes de serviços virtuais permitem que as equipes de desenvolvimento e teste virtualizem o comportamento de serviços e componentes restritos capturando os dados e o contexto de transações e oferecendo um serviço virtual que parece e age exatamente como a realidade para fins de desenvolvimento e teste durante o ciclo de vida do software.
Complexidade e variabilidade de dadosTeste o gerenciamento de dados usando serviços virtuais. Ao capturar a complexidade das transações de dados no sistema, as equipes obtêm cenários de dados virtuais robustos e estáveis com respostas válidas que simulam de forma realista os comportamentos complexos de sessões de cliente, transações stateful, horários, datas e mais. Será preciso anular ou ocultar dados principais de clientes ou de sistemas durante o desenvolvimento e teste para que as políticas de segurança e privacidade não sejam comprometidas.
Aumento nos volumes de transaçõesO teste de desempenho virtualizado configura uma array de alto volume de medidores virtuais que enviam milhares de TPS para o sistema ou simulam componentes intermediários como sistemas de gerenciamento de controle de medidores e dados de medidores à medida que executam desempenho sob carga. Usando este método, as equipes sabem que podem escalar seus sistemas com o tráfego necessário para iniciativas de AMS.
Incapacidade de validar de ponta a pontaServiços contínuos de construção e validação permitem o teste de ponta a ponta de tipos de aplicativos baseados em serviço e compostos. É possível testar de forma natural fluxos de trabalho complexos de ponta a ponta e validar diretamente se os comportamentos esperados estão ocorrendo em cada componente que contribui para um dado processo de negócios.

Os benefícios da virtualização de serviços e validação contínua

Esses exemplos estão limitados a iniciativas de AMS e grade inteligente e não representam todos os cenários de clientes de serviços públicos em que a virtualização de serviços e validação contínua podem fornecer benefícios significativos. Apesar disso, os desafios de implementar novas funcionalidades em ambientes complexos e em mudança podem ser mitigados. Dentro da categoria AMS e grade inteligente, clientes conjuntos atingiram benefícios muito atraentes em um curto espaço de tempo. Os clientes:

  • Eliminaram restrições de sistema para desenvolvimento paralelo:
    • Aumentando a funcionalidade de software entregue e testado em até 68 por cento.
    • Obtendo prazo de lançamento no mercado mais rápido (entrega 10 semanas antes em um ciclo de 3 meses).
  • Obtiveram automação e disponibilidade contínua em cenários de dados de teste:
    • Eliminando 80 por cento dos custos de gerenciamento de dados de teste nas primeiras duas semanas.
    • Estabilizando dados voláteis e eliminando esforços de configuração/detalhamento.
  • Simularam o impacto de milhões de novos pontos de terminal:
    • Automatizando a entrega de um ambiente de simulação de grande volume.
    • Reduzindo em até 90 por cento os custos de criação de ambiente de laboratório de teste.
  • Possibilitaram validação contínua com menos falhas:
    • Concluindo transparência de fluxos de trabalho de ponta a ponta.
    • Aumentando a satisfação do cliente e sofrendo menos penalidades, uma vez que há desempenho e qualidade de nível de serviço menos insatisfatório.

As empresas de serviços públicos são desafiadas a modernizar recursos de TI e tecnologias existentes para atender a requisitos atuais de negócios e regulamentares. Neste artigo, demonstramos como a virtualização de serviços facilita o desenvolvimento e o teste de aplicativos corporativos dinâmicos para AMS e implementação do software de ativação que está sobre uma nova arquitetura de grade inteligente para garantir a entrega de serviços confiável e eficiente.

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