Was geht bei der Anwendung von IoT-Prinzipien auf Fabrikprozesse verloren?

Industrie 4.0 und das industrielle Internet der Dinge (IIoT) sind im Volksmund angekommen, aber viele von uns wissen nicht, was bei der Übersetzung verloren geht, wenn die Prinzipien des Internet der Dinge (IoT) auf Fabrikprozesse angewendet werden.

Das IIoT basiert auf der Überzeugung, dass die Technologien, die den IT-Fortschritt beschleunigten, dasselbe für die Betriebstechnologie (OT) tun könnten. Die Idee bleibt gültig, aber einige Nuancen wurden in der Fabrikhalle belassen und die beiden Umgebungen sind immer noch Welten voneinander entfernt.

Einerseits hat das Mooresche Gesetz immer wieder den unstillbaren Appetit der IT nach schnelleren, leistungsfähigeren Prozessoren gestillt. Dann kam Künstliche Intelligenz (KI). Da Deep Learning an so unterschiedliche Disziplinen wie maschinelle Übersetzung, Arzneimitteldesign und Schach angepasst wurde, hat die Fertigungsindustrie erkannt, dass Maschinen Ergebnisse erzielen können, die menschlichen Experten vergleichbar – und in manchen Fällen sogar überlegen – sind.

Auf der anderen Seite gibt es derzeit in der OT-Welt eingesetzte Steuerungssysteme, die im Industriezeitalter feststecken. Die meisten Fabriken und Versorgungseinrichtungen sind nicht vernetzt. Sie basieren auf proprietären Kontrollen und sind so konzipiert, dass sie in einer geschlossenen Umgebung unabhängig von der IT-Infrastruktur funktionieren.

Fabrikmanager entdecken, dass sich die Fortschritte in der IT-Infrastruktur nicht ohne weiteres auf industrielle Steuerungen übertragen lassen. IT-Mechanismen müssen erst in OT übersetzt werden, und dafür sind Unternehmen am besten gerüstet, die bereits mit der Fabrikhalle vertraut sind. Denken Sie an Infineon Technologies, Renesas Electronics, STMicroelectronics und Texas Instruments.

Beim Vergleich von IT- und OT-Systemen sagte Ray Upton, Vice President und General Manager von TI für vernetzte Mikrocontroller, dass OT drastisch unterschiedliche Anforderungen in Bereichen wie Energieverbrauch und Latenz stellt. „Wir sprechen von Hunderten oder Tausenden von Sensoren, die in Pumpen und Motoren in der Fabrikhalle verwendet werden, wo keine Ausfallzeiten erlaubt sind“, sagte er uns. „Berechenbarkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz werden für industrielle Steuerungssysteme von entscheidender Bedeutung.“

Eine Smart Factory erfordert eine Infrastruktur, deren Robustheit und Zuverlässigkeit um eine Größenordnung höher sind als die einer typischen IT-Infrastruktur.

Öffentliche Internetverbindung?

Eine der dornigsten IIoT-Herausforderungen ist die Konnektivität, ob kabelgebunden oder drahtlos. Das industrielle Internet der Dinge impliziert per Definition eine Verbindung zum Internet, doch das Letzte, was Fabrikmanager wollen, ist, Fertigungssysteme anfällig für Cyberangriffe zu machen. Tatsächlich ging man jahrelang davon aus, dass die meisten Umgebungen von industriellen Steuerungssystemen (ICS) zum Schutz vor Hacks per Air-Gap von IT-Netzwerken getrennt sind.

Aber die meisten Experten erkennen jetzt an, dass „die Luftlücke ein Mythos ist“, mit Ausnahme einer speziellen Untergruppe von Umgebungen, wie z. B. Nuklearanlagen, wie Phil Neray, Vizepräsident für industrielle Cybersicherheit bei CyberX, uns sagte.

„IT- und OT-Netzwerke werden zunehmend verbunden, um die Fernüberwachung und -wartung von Industrieanlagen zu erleichtern, und dies erhöht die verfügbare Angriffsfläche“, sagte Neray. Laut dem „Global ICS &IIoT Risk Report“ von CyberX ist ein Drittel der OT-Netzwerke mit dem öffentlichen Web verbunden.

„Erschwerend kommt hinzu“, fügte er hinzu, „die meisten OT-Protokolle wurden vor vielen Jahren entwickelt“ und sind „von Natur aus unsicher“. Solche Systeme erfordern beispielsweise keine Authentifizierung zum Hochladen neuer Leiterlogik oder Firmware auf die Controller. Kurz gesagt, ein Angreifer, der das OT-Netzwerk knackt, hat normalerweise freie Hand, um viele seiner ICS-Geräte zu kompromittieren.

Offensichtlich gibt es noch viel mehr Arbeit für die Werkssicherheit, als Ihr durchschnittlicher OT-Manager zugeben möchte.