Internet Industrial de las Cosas (IIoT)

¿Qué es el Internet Industrial de las Cosas (IIoT)?

El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) se refiere a la integración de maquinaria y equipos industriales con sensores y software conectados en red para recopilar e intercambiar datos. Los sistemas IIoT utilizan datos en tiempo real y análisis avanzados para optimizar las operaciones, prever las necesidades de mantenimiento y mejorar el rendimiento industrial en general.

El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) se refiere a la red interconectada de dispositivos físicos, sensores y software en entornos industriales. Los dispositivos y aplicaciones de IIoT varían ampliamente, y la mayoría están diseñados específicamente para aplicaciones concretas. Los dispositivos IIoT permiten la recopilación y el intercambio de datos entre máquinas, sistemas y personas. Esto permite automatizar los procesos digitales, rastrear los activos en tiempo real, gestionar el consumo de energía y predecir fallos de equipos en un taller. Esto se ha traducido en beneficios empresariales, como la mejora de las condiciones de seguridad, la optimización de las cadenas de suministro y la gestión eficiente de la energía.

El IIoT, también conocido como el internet industrial, surgió como un subconjunto del Internet de las Cosas (IoT) a principios de la década de 2010. Empresas como General Electric Company (GE) y Philips Professional Lighting Solutions estaban conceptualizando y financiando el desarrollo de dispositivos similares a IoT específicamente para entornos industriales. Para 2014, la concienciación estaba aumentando en múltiples sectores económicos, y los líderes empresariales estaban aprendiendo cómo el IIoT podía mejorar la eficiencia, la productividad y las operaciones empresariales. Cuando el concepto de la Cuarta Revolución Industrial (4IR) se popularizó en 2016, rápidamente se entrelazó con el potencial y la promesa del IIoT. La transformación digital, la fabricación inteligente y los sistemas ciberfísicos son posibles gracias a las tecnologías y conceptos del Internet de las Cosas Industrial (IIoT).

Dado que el mundo del IoT incluye dispositivos y aplicaciones de consumo, se requería una nueva clasificación para describir los dispositivos que se integrarían en un flujo de trabajo industrial.

¿En qué se diferencia el IIoT del IoT?

Los dispositivos IIoT e IoT son similares en el sentido de que conectan dispositivos y facilitan el intercambio de datos. Un análisis más detallado revela diferencias significativas.
Aspecto
IIoT
IoT
Los dispositivos y sistemas IIoT también pueden tener otros requisitos operativos, como baja latencia y procesamiento en tiempo real, y generalmente manejan volúmenes de datos mucho mayores que un dispositivo IoT. También pueden aplicarse estándares de cumplimiento normativo específicos de la industria.
Aplicación
Dispositivo y función de IIoT
Dispositivo IoT y función

¿Cuál es la diferencia entre IIoT y tecnología operativa (OT)?

Los sistemas de tecnología operativa (OT) supervisan y controlan los procesos y dispositivos físicos en entornos industriales. El concepto surgió en la década de 1960 cuando se emplearon los primeros sistemas SCADA y PLC en la producción. La OT abarca varias tecnologías que se clasifican por aplicación:

  • Controladores lógicos programables (PLCs): Automatización y control de procesos industriales
  • Control de supervisión y adquisición de datos (SCADA): monitorización y control a distancia
  • Sistemas de control distribuido (DCS): Control localizado de los procesos de producción
  • Sistemas de control industrial (ICS): sistemas de control completos en la producción industrial
  • Sistemas de gestión de edificios (BMS): gestión de servicios de edificios
  • Interfaces hombre-máquina (HMI): Interfaces para la interacción humana con sistemas de control
  • Sistemas instrumentados de seguridad (SIS): Control de procesos críticos de seguridad
  • Sistemas de gestión de energía (EMS): monitorización y optimización de sistemas de energía
  • Sistemas de ejecución de fabricación (MES): gestión de las operaciones de la planta (también pueden denominarse sistemas de gestión de operaciones de fabricación (MOM)).
  • Sistemas de control de procesos: Control automático de procesos industriales 

El IIoT amplía las capacidades de la OT al permitir la recopilación de datos, el análisis y la obtención de información en tiempo real por toda una operación industrial. La tecnología operativa se centra en el control de procesos específicos, y el IIoT facilita un enfoque interconectado para la gestión y optimización industrial.

IIoT y sistemas ciberfísicos

Los sistemas ciberfísicos (CPS, por sus siglas en inglés) sin una década más antiguos que el IIoT. Estos son sistemas que dependen del estrecho acoplamiento de los ordenadores y las redes con las máquinas y los entornos físicos. Los componentes digitales integrados de OT supervisan y controlan los procesos físicos y generan bucles de retroalimentación que se emplean para ajustar los procesos según sea necesario. Estos son algunos ejemplos de cómo se compara esto con IIoT:
Aspecto
Sistemas ciberfísicos (CPS)
Internet Industrial de las Cosas (IIoT)
Aunque los sistemas ciberfísicos pueden incluir tecnologías del Internet de las Cosas Industrial (IIoT), operan a un nivel superior en los sistemas industriales. Los sistemas CPS facilitan interacciones complejas y ciclos de retroalimentación entre los dominios digital y físico.

Estándares de IIoT y automatización

El IIoT requiere un modelo estándar para garantizar la interoperabilidad entre dispositivos y sistemas. También es necesario asignar el IIoT y otras tecnologías industriales a los procesos empresariales para que las empresas puedan adoptar y optimizar el uso de estos sistemas. ISA-95 es el estándar internacional para la integración de sistemas empresariales y de control. En pocas palabras, ISA-95 ayuda a las empresas a comprender cómo integrar IIoT y OT para respaldar diferentes funciones empresariales.

El IIoT desempeña un papel en cada una de las cinco capas del estándar ISA-95: 

  • Nivel 0: los procesos físicos no son dispositivos IIoT, pero los dispositivos IIoT los supervisan y controlan.
  • Nivel 1: los sensores y actuadores son dispositivos fundamentales de IIoT.
  • Nivel 2: los sistemas de control pueden estar habilitados para IIoT.
  • Nivel 3: los sistemas MES pueden aprovechar los datos del IIoT y pueden ser parte del ecosistema del IIoT.
  • Nivel 4: los sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP) utilizan datos de dispositivos IIoT para una gestión empresarial más amplia.

La pirámide de automatización ISA-95 muestra las relaciones entre las capas, los sistemas de tecnología operativa (OT) y los procesos empresariales estándar:

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La pirámide de automatización ISA-95.

El siguiente escenario es un ejemplo de cómo funciona este modelo en un entorno de fabricación inteligente:

  • El estado de una máquina de fábrica de nivel 0 es supervisado por un sensor de nivel 1 habilitado para IIoT.
  • Los sensores envían datos a un sistema SCADA de Nivel 2, que procesará y analizará los datos en tiempo real.
  • El sistema SCADA se comunica con el MES de Nivel 3 para ajustar los horarios de producción en respuesta a los cambios en el estado/rendimiento de la máquina.
  • El MES comunica estos datos al ERP de Nivel 4 para facilitar la gestión de aquellas áreas afectadas por estos ajustes de producción.

IIoT y entornos peligrosos

Debido a que los dispositivos IIoT son fundamentales para la fabricación y la infraestructura crítica, a menudo se implementan en entornos físicos complicados. Las inclemencias del tiempo, las temperaturas extremas y el polvo u otras partículas pueden interferir con los sensores y otros componentes del IIoT. Estos dispositivos deben ser resilientes y permanecer en producción porque se aplican a infraestructuras críticas u otras funciones de alta prioridad. Los sensores de terremotos y volcanes pueden ayudar a los profesionales a predecir desastres naturales y potencialmente salvar vidas, pero solo si esos sensores funcionan correctamente y no se ven afectados por la corrosión, las partículas o las temperaturas extremas.

Existen muchos de estos dispositivos en lugares como el Parque Nacional de Yellowstone, donde los funcionarios supervisan varios fenómenos naturales para ayudar a predecir la actividad volcánica o sísmica. Las estaciones de supervisión continua permiten a los equipos recopilar datos sobre los niveles de emisiones, incluso cuando las fuertes nevadas limitan el tránsito por el parque. Muchos lugares protegidos, como el Parque Nacional de Yellowstone, también tienen áreas sensibles que los funcionarios del parque y los miembros del público deberían evitar. Los sistemas de supervisión remota resilientes pueden proporcionar a los funcionarios lo que necesitan y minimizar la interacción humana con estas áreas vulnerables.

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Estaciones de supervisión de emisiones en el Parque Nacional Yellowstone

Los sistemas acústicos submarinos supervisan la velocidad y la dirección del agua para ayudar a identificar y predecir la actividad de las olas. El cable de fibra óptica desplegado a través de volcanes activos ayuda a las autoridades a detectar señales de tensión volcánica y localizar los orígenes de las explosiones. Estos son ejemplos de actividades que salvan vidas gracias a sistemas robustos que pueden soportar un entorno hostil sin comprometer la sensibilidad del dispositivo.

Existen numerosos usos empresariales e infraestructurales para implementar IIoT en entornos hostiles. La producción y el transporte de alimentos y medicamentos pueden requerir una supervisión continua para detectar desviaciones en la temperatura, la humedad o la calidad del aire. Las estaciones meteorológicas, subestaciones eléctricas, tuberías de agua municipales e incluso vías férreas están equipadas con sensores IIoT que requieren protección constante contra los peligros ambientales.

Por esta razón, la planificación de la implementación del IIoT siempre debe considerar el entorno de implementación. Los gabinetes a prueba de intemperie y robustos pueden proteger el dispositivo IIoT del polvo, el agua, la corrosión química y otros peligros. Los requisitos para estos dispositivos generalmente incluyen niveles mejorados de protección contra ingreso (IP), resistencia a golpes y vibraciones, y un rango extendido de temperatura y humedad de funcionamiento. Considere también el tamaño del dispositivo, especialmente si se va a instalar en un armario u otro espacio restringido.

Despliegue del IIoT en entornos de Perímetro de Servicio de Acceso Seguro (SASE)

Los dispositivos IIoT pueden implementarse en muchas ubicaciones remotas, pero aún pueden integrarse en los sistemas centrales de conectividad y seguridad empresarial. SASE ofrece muchas funciones que admiten y facilitan el despliegue y la gestión de los dispositivos de IIoT.
Elemento de SASE
Rol en SASE
Asistencia para IIoT

Defender el IIoT de los ciberataques

Para asegurar su internet industrial contra ciberataques, debe incorporar varias prácticas recomendadas y estrategias en la planificación de ciberseguridad de su empresa. Las siguientes son algunas consideraciones comunes al proteger el IIoT y otros dispositivos frente a amenazas avanzadas:

  • Seguridad de confianza cero: no se confía por defecto en ningún dispositivo, usuario o aplicación. Se requiere verificación continua.
  • Segmentación de la red: divida la red en segmentos más pequeños para limitar la propagación de los ataques.
  • Actualizaciones y parches regulares: mantenga todos los dispositivos, software y aplicaciones actualizados con los parches de seguridad más recientes.
  • Cifrado: cifre los datos en reposo y en tránsito para proteger la información sensible del acceso no autorizado.
  • Seguridad de puntos finales: asegúrese de que todos los puntos finales (dispositivos) tengan medidas de seguridad instaladas, como antivirus, antimalware y sistemas de detección de intrusos.
  • Controles de acceso / privilegios mínimos: limite el acceso a los dispositivos y sistemas IIoT únicamente a aquellas personas que lo necesiten.
  • Supervisión y registro: monitorice continuamente el tráfico de la red y mantenga registros para detectar y responder rápidamente a actividades sospechosas.
  • Formación de empleados: eduque a los empleados sobre los riesgos asociados con los dispositivos IIoT.

Es posible que las empresas con dispositivos heredados que han superado su vida útil deseen ampliar la lista anterior con lo siguiente:

  • Parches virtuales: implemente sistemas de prevención de intrusiones (IPS) o Web Application Firewall (WAF) que puedan detectar y bloquear los intentos de explotación sin necesidad de cambios.
  • Control de acceso a la red (NAC): en ausencia de seguridad Zero Trust, configure el NAC para autenticar dispositivos y usuarios antes de conceder acceso a la red, y supervise continuamente la presencia de dispositivos no autorizados.
  • Defensa perimetral: implemente soluciones de seguridad de red con protección frente a amenazas avanzadas, detección y prevención de intrusiones, y otras funciones avanzadas.
  • Auditorías y evaluaciones: programe auditorías periódicas de los sistemas IIoT y la infraestructura de red para identificar y abordar brechas de seguridad o problemas de cumplimiento normativo.

Una plataforma SASE unificada proporciona políticas y controles de seguridad consistentes en todos los dispositivos, usuarios y ubicaciones, independientemente de dónde se implementen los dispositivos IIoT. SASE refuerza la seguridad en el perímetro de la red, acercando la aplicación de políticas al dispositivo IIoT. La naturaleza basada en la nube de SASE permite una gestión de seguridad más escalable y flexible, actualizaciones más sencillas e integración de inteligencia de amenazas en tiempo real.

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