Arhitectura IIoT pentru Producători de Energie

Context & Obiective

În producția de energie, IIoT extinde vizibilitatea până la nivel de componentă și scurtează timpul dintre eveniment și decizie. Un design robust pornește de la separarea clară a straturilor și de la security-by-design, pentru a evita expunerea necontrolată a zonelor OT.

Arhitectură de Referință

Separarea fluxurilor pe zone reduce suprafața de atac și permite scalarea independentă a colectării și analizei. La bază, colectarea OPC UA/Modbus-TCP alimentează un broker MQTT la edge, cu bufferizare pentru pierderi temporare de rețea.

+-----------------------+         +---------------------------+         +----------------------+
|   CÂMP (PLC/Senzori)  | OPC/MB  |    EDGE (Gateway+MQTT)    |  TLS    |   DMZ (Broker/ETL)   |
|  - pompe, arzătoare   +-------> |  - colectare & buffer     +-------> |  - broker + normaliz |
|  - debit, presiune    |         |  - reguli filtrare topic  |         |  - rutare către Lake |
+-----------------------+         +---------------------------+         +----------+-----------+
                                                                            ^       |
                                                                            | ETL   | API/RBAC
                                                                   +--------+-------+---------+
                                                                   |     PLATFORMĂ DATE       |
                                                                   |  lake/warehouse + BI/ML  |
                                                                   +--------------------------+
            

Observație: topic-urile MQTT reflectă ierarhia activelor (plant/linie/echipament/punct), iar politicile RBAC limitează publicarea/abonarea pe fiecare segment.

Edge & Procesare Locală

• Buffering pentru continuitate (disk ring, retenție configurabilă).
• Filtrare și downsampling (ex. de la 1000 ms la 5s pentru trenduri non-critice).
• Detecție locală a anomaliilor (reguli prag, micro-modele) cu alerte către SCADA/CMMS.
• Update OTA versionat și rollback sigur pentru gateway-uri.

Conectivitate & Protocoale

OPC UA rămâne preferat pentru model de date și securitate integrată, Modbus-TCP pentru compatibilitate largă, iar MQTT pentru transport eficient event-driven.

• QoS MQTT 1–2 pe canale critice, retinere mesaje pentru reconectare rapidă.
• Cert-uri mutual TLS, rotație chei, CRL/OCSP în DMZ.
• Network ACL/segmente: câmp ↔ edge ↔ DMZ ↔ platformă.

Platformă de Date & Analiză

Historian pentru serii temporale la rezoluție mare, data lake pentru stocare brută și warehouse pentru rapoarte operaționale (shift/daily). Modele semantice standardizează tag-urile, unitățile și agregările.

• ETL/ELT cu validare calitate (completitudine, plauzibilitate, latență).
• API read-only pentru aplicații de decizie; guvernanță pe domenii de date.
• Feature store pentru modele predictive (mentenanță, eficiență ardere).

Securitate & Zero Trust

Principii cheie: minim privilegiu, segmentare, audit continuu și actualizări controlate. DMZ industrială este singurul pod dintre OT și IT.

• Whitelisting comunicații (liste de topic-uri, endpoint-uri).
• Gestionare identități dispozitive (certuri per echipament, revocare rapidă).
• Jurnalizare centralizată și detecție anomalii pe trafic industrial.

Implementare & Operare

• Onboarding dispozitive prin claim tokens și provisioning automat.
• CI/CD pentru reguli edge și pipeline-uri ETL (gate review + rollback).
• Runbook-uri pentru incidente (pierderi rețea, degradare senzori, compromise cert-uri).

KPI & Beneficii

IIoT produce rezultate tangibile când indicatorii sunt urmăriți regulat și antrenați în decizii operaționale.