Estudos sobre a Integração de IT/OT na visão de Arquitetura Corporativa (EA)

PERA e Eurostack

Modelo arquitetural baseado na Purdue Enterprise Reference Architecture (PERA), expandido para um conceito PERA-LIKE, incorporando princípios do Eurostack. Esse modelo é utilizado para descrever a integração entre Tecnologia da Informação (IT), Tecnologia Operacional (OT) e Inteligência Operacional em infraestruturas críticas, como rodovias, aeroportos e ferrovias.

1. Visão Geral da Arquitetura PERA

A Purdue Enterprise Reference Architecture (PERA) é um modelo de referência utilizado para segmentar redes de controle industrial e diferenciar IT de OT. Essa arquitetura é amplamente aplicada na governança de sistemas críticos, permitindo definir camadas de comunicação e controle desde os sensores e atuadores até os níveis estratégicos de decisão.

• Objetivo: Criar um modelo hierárquico para a automação industrial, organizando processos desde sensores e dispositivos de controle até os níveis corporativos de governança.
• Segmentação: Diferencia níveis de controle operacional, supervisão e integração corporativa, garantindo segurança e eficiência na operação de infraestruturas críticas.

A versão PERA-LIKE apresentada na imagem incorpora novos componentes de governança, supervisão e inteligência artificial (IA) para aprimorar a tomada de decisão operacional.

2. Integração PERA com Eurostack

O Eurostack é um conceito europeu que foca na modularidade e interoperabilidade de sistemas industriais, garantindo escalabilidade e segurança em infraestruturas críticas. A fusão entre PERA e Eurostack busca alinhar arquiteturas legadas com tecnologias emergentes, promovendo agilidade operacional e resiliência cibernética.

Características do Eurostack na Arquitetura

• Camadas Modulares: Uso de padrões abertos para garantir interoperabilidade entre diferentes fabricantes.
• Governança de IA: Implementação de princípios regulatórios para supervisão e auditoria de modelos inteligentes.
• Cybersecurity by Design: Adoção de camadas de segurança baseadas em padrões ISO/NIST para segmentação de redes industriais.

3. Estrutura por Camadas da Arquitetura PERA-LIKE

A arquitetura apresentada na imagem é composta por sete camadas, detalhando a comunicação entre sistemas de IA, IT e OT.

1️⃣ Sensores e Dispositivos Industriais (LAYER 0 — OT)

• Inclui sensores de engenharia, câmeras de visão computacional, sensores de tráfego e dispositivos IoT industriais.
• Responsável pela coleta de dados brutos do ambiente.

2️⃣ Controle e Automação Local (LAYER 1 — OT)

• Utiliza Controladores Lógicos Programáveis (PLCs) e Gateways de IoT Industrial (GTW IIoT).
• Interface direta com sensores e responsável por decisões em tempo real.

3️⃣ Supervisão e Controle Operacional (LAYER 2 — OT)

• Sistemas SCADA e HMI realizam monitoramento remoto e controle de processos industriais.
• Registra eventos críticos e aciona respostas automáticas.

4️⃣ Centro de Operações e Supervisão (LAYER 3 — IT/OT)

• Representa a convergência entre IT e OT, permitindo a transformação de dados operacionais em insights gerenciais.
• Inclui:
• Centros de Controle (CCO/CCT/CSC): Supervisão centralizada.
• Plataformas de Análise e Gestão de Eventos: Integração com ferramentas como Zabbix, Datadog e Grafana.
• Modelos de IA para Previsão de Eventos: Suporte à gestão preditiva de infraestrutura.

5️⃣ Gestão Operacional e TI (LAYER 4 — IT)

• Processos de planejamento, faturamento, experiência do usuário e analytics.
• Responsável por garantir a eficiência financeira e operacional.

6️⃣ Habilitação Tecnológica e Nuvem (LAYER 5 — IT)

• Infraestrutura baseada em Cloud Computing e Data Centers.
• Utiliza arquiteturas híbridas e multicloud, conectando soluções como:
• AWS, Azure, OpenShift e OpenStack.
• Lakehouse para gerenciamento de dados.

7️⃣ Inteligência Operacional e Governança de IA (LAYER 6 — IT/CORP)

• Implementação de IA Explicável (XAI) e supervisão industrial baseada em modelos científicos.
• Modelos preditivos e assistentes de IA auxiliam na automação de decisões e na conformidade regulatória.

4. Regulamentação e Normas Aplicáveis

A implementação dessa arquitetura segue diretrizes de regulamentação, incluindo:

• ISO/IEC 42001 — Sistema de Gestão de IA.
• ISO/IEC 17789 — Arquitetura de Referência para Computação em Nuvem.
• ISO/IEC 12791 — Tratamento de Viés em IA.
• ISO/IEC 5259–2 — Qualidade de Dados para IA.
• Projeto de Lei 2338/2023 — Regulamentação da IA no Brasil.

Essas normas estabelecem princípios éticos, auditoria de IA e mecanismos de supervisão, garantindo transparência, segurança e conformidade.

5. Benefícios da Arquitetura PERA-LIKE com Eurostack

A implementação dessa arquitetura em infraestruturas críticas proporciona:

✅ Integração de TI e OT — Permite monitoramento inteligente e automação de processos.
✅ Supervisão baseada em IA — Aplicação de modelos preditivos para otimização operacional.
✅ Cibersegurança Avançada — Segmentação da rede em zonas seguras, evitando ataques cibernéticos.
✅ Conformidade Regulatória — Adaptação às normas ISO e regulamentações de IA.
✅ Interoperabilidade e Escalabilidade — Uso de arquitetura modular compatível com múltiplos fornecedores.

Em resumo

A integração entre PERA e Eurostack representa um modelo avançado para infraestrutura crítica, garantindo eficiência operacional, segurança cibernética e governança de IA. Essa abordagem facilita a transição digital, permitindo monitoramento inteligente e automação supervisionada, reduzindo riscos e otimizando operações.

Fontes:

EUROSTACK — EuroStack

PERA AND GERAM — ENTERPRISE REFERENCE ARCHITECTURES IN ENTERPRISE INTEGRATION — https://www2.isye.gatech.edu/~lfm/8851/Sources/Ontology/PERA-GERAM.pdf