Pesquisadores em Universidade Rutgers desenvolveram uma estrutura baseada em gêmeos digitais projetada para manter as operações de fabricação aditiva em execução contínua durante ataques cibernéticos, em vez de interromper a produção enquanto as falhas de segurança são corrigidas.
Rajiv Malhotra, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Rutgers Faculty of Engineering, liderou a pesquisa ao lado de uma equipe de alunos da Rutgers e colaboradores externos.
A dependência da indústria moderna na digitalização e conectividade levou a pontos fracos que expõem os sistemas de produção a malware. Isso pode resultar no comprometimento da fabricação aditiva de peças por meio de alterações geométricas ou da inserção de pequenos defeitos locais de difícil detecção.
Tais ataques à produção de electrónica, naves espaciais, dispositivos biomédicos e automóveis podem ter amplas implicações para a estabilidade económica e a segurança nacional.
“As abordagens tradicionais para enfrentar a ameaça de ataques cibernéticos baseiam-se na notificação e deteção do problema e no encerramento da produção, ao mesmo tempo que colmatam as lacunas na camada cibernética antes de a produção recomeçar, o que pode levar semanas sem garantias de que o próximo ataque não explorará alguma outra lacuna na camada cibernética”, explicou Malhotra.
O sistema proposto implanta gêmeos digitais geométricos e de processo — réplicas virtuais de processos físicos de fabricação — trabalhando juntos nos principais pontos de vulnerabilidade em toda a cadeia digital de fabricação, incluindo modelos de peças, firmware de máquinas e software program de geração de plano de processo.
A estrutura permite o reparo rápido de geometrias digitais atacadas sem ciclos repetidos de fabricação-impressão-correção e interrompe a formação de defeitos locais mesmo quando a natureza de um ataque não é explicitamente conhecida. “Essa escalabilidade para ataques desconhecidos é crítica”, disse Malhotra.
A investigação também abordou as restrições de escalabilidade relacionadas com materiais, custos e cadeia de abastecimento que anteriormente tinham limitado os esforços de resiliência no sector.
Comercialização e escopo ampliado
Malhotra e a equipe estão atualmente trabalhando com parceiros da indústria para comercializar a estrutura para implantação em instalações de fabricação. A pesquisa futura se estenderá a ataques a sinais de sensores, segurança de máquinas e pessoas e sistemas de fabricação híbridos.
“Também estamos expandindo esta abordagem para a fabricação expedicionária para aplicações de defesa e espaciais – e também estamos muito interessados em colaborar com outros parceiros da indústria além do nosso escopo atual”, acrescentou Malhotra.
As descobertas foram publicado no Journal of Manufacturing Techniques.