Was fehlt bei der Anwendung von IoT-Prinzipien in der Fabrikautomation?

Während Industry 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT) die Schlagzeilen beherrschen, werden die Nuancen oft übersehen, die verloren gehen, wenn traditionelle IoT-Konzepte auf Fertigungsprozesse angewendet werden.

Der Bruch zwischen IT und OT

Das IIoT basierte auf der Prämisse, dass die gleichen Durchbrüche, die die IT antreiben, auch die Operational Technology (OT) beschleunigen könnten. Dieses Versprechen besteht fort, doch viele Feinheiten wurden auf dem Shopfloor übersehen, wodurch die IT- und OT-Welten weitgehend getrennt blieben.

Das Mooresche Gesetz hat die IT konsequent zu immer schnelleren, leistungsstärkeren Prozessoren getrieben. KI, angetrieben durch Deep Learning, hat sich von maschineller Übersetzung über Arzneimittelforschung bis hin zum Schach ausgeweitet und gezeigt, dass Fertigungssysteme heute Ergebnisse liefern können, die menschliche Expertise rivalisieren oder sogar übertreffen.

Im Gegensatz dazu verharren viele OT-Steuerungssysteme in industrieller Technologie vergangener Jahrzehnte. Ein großer Teil der Fabriken und Versorgungsbetriebe arbeitet mit proprietären, isolierten Steuerungen, die autonom von IT-Netzwerken funktionieren sollen.

Übersetzung erfordert Domänenwissen

Fertigungsverantwortliche erkennen, dass IT-Fortschritte nicht nahtlos auf industrielle Steuerungen übertragbar sind. Die Übersetzung von IT-Mechanismen in die OT erfordert intime Kenntnis der Fabrikumgebung – eine Stärke, die Unternehmen wie Infineon Technologies, Renesas Electronics, STMicroelectronics und Texas Instruments besitzen.

Ray Upton, Vizepräsident und General Manager für vernetzte Mikrocontroller bei TI, betonte, dass die OT andere Prioritäten setzt – insbesondere bei Energieverbrauch und Latenz. „Wir haben es mit hunderten oder tausenden Sensoren in Pumpen und Motoren zu tun, wo Ausfallzeiten inakzeptabel sind“, erklärte er. „Vorhersagbarkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz sind für industrielle Steuerungssysteme oberstes Gebot.“

Eine wirklich smarte Fabrik erfordert eine Infrastruktur, die um eine Größenordnung robuster und zuverlässiger ist als herkömmliche IT-Umgebungen.

Öffentliche Internetverbindung?

Konnektivität – ob kabelgebunden oder drahtlos – bleibt das hartnäckigste IIoT-Hindernis. Per Definition setzt IIoT Internetkonnektivität voraus, doch Produktionsleiter fürchten, ihre Fertigungslinien Cyber-Bedrohungen auszusetzen. Historisch galt die Überzeugung, dass industrielle Steuerungssysteme (ICS) durch Air-Gapping von IT-Netzwerken abgeschirmt seien.

Experten erkennen jedoch mittlerweile, dass der „Air Gap“ weitgehend ein Mythos ist – abgesehen von hochspezialisierten Umgebungen wie Kernkraftwerken, so Phil Neray, Vizepräsident für industrielle Cybersicherheit bei CyberX.

Neray bemerkte: „IT- und OT-Netzwerke werden zunehmend miteinander verwoben, um Fernüberwachung und -wartung zu unterstützen, wodurch die Angriffsfläche wächst.“ Der „Global ICS & IIoT Risk Report“ von CyberX zeigt, dass etwa ein Drittel der OT-Netze dem öffentlichen Internet ausgesetzt ist.

Er fügte hinzu: „Verschärfend kommt hinzu, dass viele OT-Protokolle vor Jahrzehnten entwickelt wurden und inhärent unsicher sind. Ihnen fehlt oft eine Authentifizierung für das Hochladen neuer Leiterlogik oder Firmware auf Steuerungen. Einmal im OT-Netzwerk eingedrungen, kann ein Angreifer daher leicht zahlreiche IC-Geräte kompromittieren.“

Deutlich wird: Fabriksicherheit erfordert weit mehr Aufmerksamkeit, als viele OT-Verantwortliche derzeit zugestehen.