Revolucionando a Indústria: O Futuro dos Dispositivos Conectados

Com o aumento do poder da tecnologia digital, a visão de um sistema de manufatura conectado que pode detectar, analisar e responder em breve será realidade. Esta visão — chamada de "intelligent edge" (borda inteligente) — combina poder de computação, análise de dados e conectividade avançada para permitir que respostas sejam feitas muito mais perto de onde os dados são capturados. Leva as capacidades emergentes de Internet das Coisas (IoT) e Indústria 4.0 ao próximo nível.

A cibersegurança desempenha um papel complexo nesta visão. Por um lado, avanços tecnológicos podem levar a capacidades aprimoradas de cibersegurança. Por outro, quando construídos sem consideração para privacidade, integridade de dados ou resiliência de rede, tais avanços tecnológicos podem, em vez disso, aumentar riscos cibernéticos dramaticamente.

As capacidades que permitem a borda inteligente incluem inteligência artificial (IA), hardware de computação, capacidades de rede e protocolos padrão. Avanços nestas capacidades convergiram para ajudar a unir componentes que aceleram a realização da Indústria 4.0. Os componentes-chave que permitem novas formas de trabalho, novos produtos e serviços, e nova criação de valor são:

• A IA já alimenta uma ampla gama de aplicações. IA baseada em nuvem acoplada com processamento de dados em tempo real permite que a IA lide com tarefas de alta demanda. Por exemplo, a IA pode responder autonomamente a ineficiências de processo, defeitos de qualidade e suspeitas de ciberataques na borda, com aprendizado contínuo conduzido no núcleo.
• Hardware e firmware de computação estão se tornando menores, mais robustos e mais eficientes energeticamente, enquanto aumentos no poder de processamento permitem virtualização, automação e outros recursos personalizados para operações e objetivos do usuário. Na borda, dados podem ser capturados, criptografados, integrados, processados e armazenados com velocidade, responsividade e segurança cada vez maiores.
• O crescimento na adoção e implantação de tanto 5G wireless quanto Wi-Fi 6 pode ajudar a impulsionar a implantação segura de sistemas cada vez mais complexos de dispositivos conectados. Estes avanços em tecnologias wireless podem abordar várias limitações atuais de rede com:
  • Implantações mais flexíveis e escaláveis.
  • Confiabilidade aprimorada, capacidade de dados, velocidades de dados, latência e densidade de dispositivos.
  • Suporte para criptografia WPA3 e gerenciamento de chaves.
  • Detecção precisa de localização de dispositivos conectados.
  • Razões de consumo de energia mais baixas (e, por sua vez, requisitos de tamanho reduzidos para dispositivos conectados).
• Um dos conceitos-chave que permitiu que as primeiras redes de computadores se tornassem a internet da qual agora dependemos foi a adoção de um protocolo de comunicação universal que permite que redes e dispositivos se comuniquem independentemente de sua construção específica. Padrões e protocolos aprimorados da mesma forma impulsionarão o crescimento da IoT, e em particular da IoT Industrial. Estes padrões e protocolos incluem:
  • IO-Link – (IEC 61131-9) define cabeamento padrão, conectores e um protocolo de comunicações para sensores e atuadores inteligentes. IO-Link também permite acesso a informações adicionais sobre saúde e condição do sensor.
  • OPC UA – uma extensão do padrão de interoperabilidade OPC usado desde meados dos anos 1990 para troca de dados entre dispositivos de tecnologia operacional. A arquitetura unificada mais recente fornece comunicação independente de plataforma entre dispositivos com criptografia e autenticação de segurança adicionais, enquanto fornece expansibilidade à prova de futuro.
  • MQTT – um protocolo de mensagens bidirecional desenvolvido para permitir comunicações dispositivo-para-nuvem e nuvem-para-dispositivo. Este protocolo permite tamanhos mínimos de processador e redes otimizadas, incorporando a confiabilidade, segurança e escalabilidade requeridas para redes IoT.
  • Criptografia Leve – algoritmo(s) criptográfico(s) padrão emergente que pode ser usado para criptografar comunicação em ambientes restritos, como com IoT.

À luz destas e outras tecnologias emergentes e avançadas, a imaginação parece ser o único limite para a amplitude e escala de aplicações para dispositivos conectados. Aqui estão alguns exemplos prontos para aproveitar avanços:

• Direção autônoma: No coração desta meta visionária para a indústria automotiva está o conceito de conectividade Veículo-para-Tudo (V2X). Isso aproveitará protocolos universais para comunicação, processamento avançado em tempo real e consumo de dados de alta velocidade, com foco concentrado em proteger integridade de dados e privacidade.
• Sensoriamento Wireless e Rastreamento de Localização: Rastreamento de contêineres de envio, pacotes, frotas de veículos, drones de entrega ou qualquer outro ativo pode ser feito em tempo real para fornecer dados de eficiência, bem como prevenir roubos, falsificações e outros riscos de segurança.
• Realidade em Rede: Expandindo nos conceitos de realidade aumentada, virtual e estendida (AR/VR/XR), dispositivos conectados podem permitir coisas como manutenção remota de máquinas por técnico fora do local, monitoramento visual de ameaças, e simulações de treinamento imersivas para novos funcionários.
• Monitoramento e Controle de Infraestrutura Crítica: Computação de borda inteligente permitirá a implantação mais ampla de dispositivos de monitoramento inteligente em infraestrutura crítica como estradas, ferrovias, linhas de energia, redes inteligentes, edifícios, pontes e utilidades. Sistemas inteligentes que detectam falhas, ameaças, ciberataques ou falhas potenciais podem identificar vulnerabilidades e iniciar medidas corretivas de maneira preditiva e proativa.
• Fábricas Inteligentes: Dispositivos menores, mais inteligentes e sem fio podem ser implantados em maior escala em fábricas e cadeias de suprimentos para fornecer status seguro em tempo real de operações no chão de fábrica e no campo. Métodos preditivos, design baseado em modelo e arquiteturas de gêmeo digital permitirão identificação e monitoramento em tempo real de quaisquer fraquezas de processo ou segurança.

À medida que olhamos para o futuro da computação de borda, dispositivos conectados e IoT, a cibersegurança desempenha um papel crucial e integral. Cada tecnologia e cada aplicação pode ter sucesso ou falhar baseada em como a cibersegurança é construída no framework. Isso às vezes é referido como Trustworthy Network of Things (TNoT). O objetivo do esforço TNoT liderado pelo NIST em colaboração com a indústria é "proteger dispositivos IoT da internet e proteger a internet de dispositivos IoT" melhorando a segurança e robustez de implantações IoT em larga escala.

A natureza descentralizada do futuro — incluindo dispositivos conectados remotos, gateways de borda inteligentes, servidores remotos e usuários distribuídos — exige planejamento cuidadoso e consideração de como dados são coletados, manipulados e usados. Isso inclui princípios de desenvolver um ecossistema confiável de parceiros de tecnologia, segurança de dispositivos e protocolos, e manter a integridade e precisão dos dados. Também envolverá um aumento significativo em conscientização, educação e treinamento em cibersegurança para garantir a implantação, uso, monitoramento e manutenção seguros destas novas tecnologias.

Se você precisa de ajuda com a estratégia de dados da sua empresa de manufatura, tem dúvidas de cibersegurança ou gostaria de saber mais sobre como dispositivos conectados podem estar no futuro da sua empresa, conecte-se com seu Centro MEP local hoje!

Este blog é parte de uma série publicada para o Mês Nacional de Conscientização sobre Cibersegurança (NCSAM). Outros blogs na série incluem Creating a Culture of Security por Celia Paulsen, If You Connect It, Protect It por Zane Patalive, Suspicious Minds: Non-Technical Signs Your Business Might Have Been Hacked por Pat Toth e Securing Internet-Connected Medical Devices por Jennifer Kurtz.