Révolutionner l'industrie : l'avenir des appareils connectés

Avec la puissance croissante de la technologie numérique, la vision d'un système de fabrication connecté qui peut sentir, analyser et répondre sera bientôt une réalité. Cette vision — appelée « intelligent edge » (bord intelligent) — combine la puissance de calcul, l'analyse de données et la connectivité avancée pour permettre des réponses beaucoup plus près de l'endroit où les données sont capturées. Elle porte les capacités émergentes de l'Internet des objets (IdO) et de l'Industrie 4.0 au niveau supérieur.

La cybersécurité joue un rôle complexe dans cette vision. D'un côté, les avancées technologiques peuvent conduire à des capacités de cybersécurité améliorées. De l'autre, lorsqu'elles sont construites sans considération pour la vie privée, l'intégrité des données ou la résilience du réseau, de telles avancées technologiques peuvent au contraire augmenter considérablement les cyber-risques.

Les capacités qui permettent le bord intelligent incluent l'intelligence artificielle (IA), le matériel informatique, les capacités de mise en réseau et les protocoles standards. Les avancées dans ces capacités ont convergé pour aider à relier des composants qui accélèrent la réalisation de l'Industrie 4.0. Les composants clés qui permettent de nouvelles façons de travailler, de nouveaux produits et services, et une nouvelle création de valeur sont :

• L'IA alimente déjà une large gamme d'applications. L'IA basée sur le cloud couplée au traitement de données en temps réel permet à l'IA de gérer des tâches à forte demande. Par exemple, l'IA peut répondre de manière autonome aux inefficacités de processus, aux défauts de qualité et aux cyberattaques suspectées au bord, avec un apprentissage continu effectué au cœur.
• Le matériel informatique et le firmware deviennent plus petits, plus robustes et plus économes en énergie, tandis que les augmentations de puissance de traitement permettent la virtualisation, l'automatisation et d'autres fonctionnalités personnalisées pour les opérations et les objectifs d'un utilisateur. Au bord, les données peuvent être capturées, chiffrées, intégrées, traitées et stockées avec une vitesse, une réactivité et une sécurité toujours croissantes.
• La croissance de l'adoption et du déploiement de la 5G sans fil et du Wi-Fi 6 peut aider à piloter le déploiement sécurisé de systèmes de plus en plus complexes d'appareils connectés. Ces avancées dans les technologies sans fil peuvent répondre à plusieurs limitations actuelles du réseau avec :
  • Des déploiements plus flexibles et évolutifs.
  • Une fiabilité, une capacité de données, des vitesses de données, une latence et une densité d'appareils améliorées.
  • La prise en charge du chiffrement WPA3 et de la gestion des clés.
  • La détection précise de la localisation des appareils connectés.
  • Des ratios de consommation d'énergie plus faibles (et par conséquent des exigences de taille réduites pour les appareils connectés).
• L'un des concepts clés qui a permis aux premiers réseaux informatiques de devenir l'internet dont nous dépendons maintenant était l'adoption d'un protocole de communication universel qui permet aux réseaux et aux appareils de communiquer indépendamment de leur construction spécifique. Des standards et protocoles améliorés stimuleront de même la croissance de l'IdO, et en particulier de l'IdO industriel. Ces standards et protocoles incluent :
  • IO-Link – (CEI 61131-9) définit le câblage standard, les connecteurs et un protocole de communication pour capteurs et actionneurs intelligents. IO-Link permet également l'accès à des informations supplémentaires sur la santé et l'état du capteur.
  • OPC UA – une extension du standard d'interopérabilité OPC utilisé depuis le milieu des années 1990 pour l'échange de données entre appareils de technologie opérationnelle. La nouvelle Architecture Unifiée fournit une communication indépendante de la plateforme entre appareils avec un chiffrement et une authentification de sécurité supplémentaires tout en offrant une extensibilité à l'épreuve du temps.
  • MQTT – un protocole de messagerie bidirectionnel développé pour permettre les communications appareil-vers-cloud et cloud-vers-appareil. Ce protocole permet des tailles de processeur minimales et des réseaux optimisés, intégrant la fiabilité, la sécurité et l'évolutivité requises pour les réseaux IdO.
  • Cryptographie légère – algorithme(s) cryptographique(s) standard émergent(s) qui peut/peuvent être utilisé(s) pour chiffrer la communication dans des environnements contraints tels qu'avec l'IdO.

À la lumière de ces technologies émergentes et en progression, l'imagination semble être la seule limite à l'étendue et à l'échelle des applications pour les appareils connectés. Voici quelques exemples qui sont prêts à tirer parti des percées :

• Conduite autonome : Au cœur de cet objectif visionnaire pour l'industrie automobile se trouve le concept de connectivité Véhicule-à-Tout (V2X). Cela tirera parti de protocoles universels pour la communication, du traitement avancé en temps réel et de la consommation de données à haute vitesse, avec un accent concerté sur la protection de l'intégrité et de la confidentialité des données.
• Détection sans fil et suivi de localisation : Le suivi de conteneurs d'expédition, de colis, de flottes de véhicules, de drones de livraison ou de tout autre actif peut être fait en temps réel pour fournir des données d'efficacité ainsi que prévenir les vols, les contrefaçons et autres risques de sécurité.
• Réalité en réseau : En s'appuyant sur les concepts de réalité augmentée, virtuelle et étendue (RA/RV/RX), les appareils connectés peuvent permettre des choses telles que la maintenance à distance de machines par un technicien hors site, la surveillance visuelle des menaces, et des simulations de formation immersives pour les nouveaux employés.
• Surveillance et contrôle des infrastructures critiques : L'informatique de bord intelligente permettra le déploiement plus large de dispositifs de surveillance intelligents sur les infrastructures critiques comme les routes, les chemins de fer, les lignes électriques, les réseaux intelligents, les bâtiments, les ponts et les services publics. Les systèmes intelligents qui détectent les pannes, les menaces, les cyberattaques ou les défaillances potentielles peuvent identifier les vulnérabilités et initier des mesures correctives de manière prédictive et proactive.
• Usines intelligentes : Des appareils plus petits, plus intelligents et sans fil peuvent être déployés à plus grande échelle dans les usines et les chaînes d'approvisionnement pour fournir un statut sécurisé en temps réel des opérations sur le terrain et sur le terrain. Les méthodes prédictives, la conception basée sur des modèles et les architectures de jumeaux numériques permettront l'identification et la surveillance en temps réel de toute faiblesse de processus ou de sécurité.

Alors que nous regardons vers l'avenir de l'informatique de bord, des appareils connectés et de l'IdO, la cybersécurité joue un rôle crucial et intégral. Chaque technologie et chaque application peut réussir ou échouer en fonction de la façon dont la cybersécurité est intégrée dans le cadre. Cela est parfois appelé le Réseau de confiance des objets (TNoT). L'objectif de l'effort TNoT dirigé par le NIST en collaboration avec l'industrie est de « protéger les appareils IdO de l'internet et de protéger l'internet des appareils IdO » en améliorant la sécurité et la robustesse des déploiements IdO à grande échelle.

La nature décentralisée du futur — y compris les appareils connectés à distance, les passerelles de bord intelligentes, les serveurs distants et les utilisateurs distribués — justifie une planification minutieuse et une considération de la façon dont les données sont collectées, gérées et utilisées. Cela inclut les principes de développement d'un écosystème de partenaires technologiques de confiance, la sécurité des appareils et des protocoles, et le maintien de l'intégrité et de l'exactitude des données. Cela impliquera également une augmentation significative de la sensibilisation, de l'éducation et de la formation en cybersécurité pour assurer le déploiement, l'utilisation, la surveillance et la maintenance sécurisés de ces nouvelles technologies.

Si vous avez besoin d'aide pour la stratégie de données de votre entreprise manufacturière, avez des questions de cybersécurité ou souhaitez en savoir plus sur la façon dont les appareils connectés pourraient être dans l'avenir de votre entreprise, contactez votre centre MEP local dès aujourd'hui !

Ce blog fait partie d'une série publiée pour le Mois national de la sensibilisation à la cybersécurité (NCSAM). Les autres blogs de la série incluent Creating a Culture of Security par Celia Paulsen, If You Connect It, Protect It par Zane Patalive, Suspicious Minds: Non-Technical Signs Your Business Might Have Been Hacked par Pat Toth et Securing Internet-Connected Medical Devices par Jennifer Kurtz.