Configurazione Automatica di un'Infrastruttura Industriale Basata sul Modello Purdue

Abstract

Questa tesi affronta l'automazione del deployment e della configurazione di infrastrutture operational technology (OT) in ambienti industriali critici, poiché le minacce informatiche aumentano e i requisiti normativi come EU NIS2 e gli standard IEC 62443 diventano sempre più stringenti, le organizzazioni devono proteggere le proprie reti OT e garantire la conformità.

Il problema affrontato nasce nel contesto industriale di ABB, dove le attività di configurazione vengono eseguite manualmente da tecnici specializzati richiedendo significativo impegno ed essendo soggette a errori umani. La struttura organizzativa coinvolge molteplici stakeholder, dai progettisti ai team di deployment, che operano su diversi livelli: switch di rete, host di virtualizzazione e macchine virtuali.

Da qui un framework di automazione integrato e modulare che interpreta la documentazione di progetto e distribuisce autonomamente i componenti dell'infrastruttura su tutti e tre i livelli. L'approccio si avvale di strumenti open-source: Ansible e Python, combinati con script di orchestrazione personalizzati. Un'architettura gerarchica e modulare garantisce flessibilità e idempotenza, mentre un sistema sicuro di gestione delle credenziali protegge i dati sensibili lungo tutto il workflow.

La metodologia è implementata su una macchina di test ABB che simula un impianto. Da qui il deployment automatizzato dell'infrastruttura raggiunge una copertura di circa il 58% delle attività, la configurazione degli switch si riduce da 90 minuti a pochi secondi, mentre il provisioning delle macchine virtuali passa da 170 minuti a 20 minuti, mantenendo alta affidabilità e consistenza riducendo gli errori umani e supportando direttamente la conformità agli standard di sicurezza e l'accelerazione dei cicli di progetto.

This thesis addresses the automation of deployment and configuration in operational technology (OT) infrastructure within critical industrial environments, since cyber threats increase and regulatory requirements such as EU NIS2 and IEC 62443 standards become more demanding, organizations must secure their OT networks and ensure compliance.

The problem posed was born in the ABB industrial context, configuration activities are performed manually by specialized technicians requiring effort and prone to human error. The organizational structure involves multiple stakeholders, from design engineers to deployment teams, working across different layers: network switches, virtualization hosts, and virtual machines.

From here, an integrated, modular automation framework that interprets engineering documentation and autonomously deploys infrastructure components across network, host, and virtualization layers. The approach leverages open-source tools: Ansible and Python, combined with custom orchestration scripts. A hierarchical, modular architecture ensures flexibility and idempotence, while a secure credential management system protects sensitive data throughout the workflow.

The methodology is implemented within an ABB's test machine, simulating a plant. From here automated infrastructure deployment achieves approximately 58% activity coverage, switch configuration accelerates from 90 minutes to seconds, while virtual machine provisioning is reduced from 170 minutes to 20 minutes. maintaining high reliability and consistency while reducing human error, directly supporting security compliance and accelerating project cycles.