Composição de serviços e mecanismos de segurança para arquiteturas orientadas a microsserviços na indústria 4.0

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Pontarolli, Ricardo Pasquati
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Arquitetura orientada a serviços (Computação); Controle de processo; Engenharia elétrica; Indústria
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/202338

Novas aplicações e soluções na Indústria 4.0 se concentram na combinação de informática industrial e tecnologias de automação, incluindo a Internet Industrial das Coisas, Sistemas de Controle em Rede, Arquiteturas Orientadas a Serviços e Computação em Nuvem. O grande desafio dessas aplicações é promover a integração entre essas tecnologias, equipamentos e sis-temas alocados em diferentes níveis hierárquicos dos sistemas industriais, tornando a automa-ção colaborativa através do uso e compartilhamento de serviços para obtenção de uma arquite-tura flexível, distribuída e totalmente integrada através de redes de comunicação no cenário industrial. Diante desse contexto, este trabalho enfoca no desenvolvimento de uma planta pi-loto industrial de controle de processos utilizando uma arquitetura orientada a microsserviços (MOA) baseada no framework Moleculer. Essa planta piloto, com controle de nível, pressão e vazão da tubulação e pressão de reservatório, é usada como base para o desenvolvimento e testes de microsserviços e mecanismos de segurança para o controle das malhas de processo. Os microsserviços desenvolvidos são: Aquisição de Dados (DAQ), Controle PIDPlus, Rastre-ador para métricas, Base de dados e monitoramento de processo, e Segurança de acesso (Guarda). Diferentes mecanismos de segurança para a arquitetura são implementados, como acesso do desenvolvedor aos microsserviços via chave criptografada, requisições HTTPS, au-tenticação de usuários com token, opções de conexão com o transportador de mensagens NATS, serviço de guarda de controle de acesso entre microsserviços com JSON Web Token. Resultados experimentais analisam o desempenho de dois tipos de composição de microsser-viços numa aplicação de controle de processo em malha fechada, sendo que a Coreografia (execução sequencial predeterminada dos microsserviços) é executada na metade do tempo da Orquestração (execução dos microsserviços gerenciada por um elemento central) e com menor variabilidade. Além disso, compara-se o desempenho da comunicação entre os microsserviços usando três tipos de transportadores de mensagem: TCP, NATS e MQTT. Os resultados de-monstram que o uso de microsserviços, em ambas as composições por Coreografia e Orques-tração, é compatível e confiável, cumprindo requisitos de tempo de resposta e de segurança para aplicações de automação e controle de processos, além de fornecer novos requisitos, co-mo modularidade, escalabilidade e interoperabilidade, necessários para essas aplicações no contexto da Indústria 4.0.