Intelligente Fertigung und das IoT treiben die nächste industrielle Revolution voran

Smart Manufacturing und IoT treiben die nächste industrielle Revolution voran. Die Fertigung steht an der Schwelle zu einer Revolution – der Revolution des Internets der Dinge (IoT)! 2016  IDC Schätzungen zufolge hat das Fertigungssegment 178 Mrd. $ (152,89 Milliarden €) in IoT-Ausgaben investiert, doppelt so viel wie das Transportsegment, dem zweitgrößten vertikalen IoT-Markt.Laut Markets and Markets Research   Der Markt für intelligente Fabriken wird bis 2022 voraussichtlich 205,42 Milliarden USD erreichen und zwischen 2017 und 2022 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 9,3 % wachsen.

In diesem hart umkämpften Markt bietet die IoT-fähige intelligente Fertigung vollständige Transparenz über Anlagen, Prozesse, Ressourcen und Produkte. Dies wiederum unterstützt optimierte Geschäftsabläufe, optimierte Produktivität und verbesserten ROI. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Verbindung von Geräten, der Integration unterschiedlicher Industriedaten und der Absicherung von Industriesystemen über die gesamte Lebensdauer der Geräte.

Seit zwei Jahrzehnten Gemalto ist ein vertrauenswürdiger Partner, der Kunden dabei unterstützt, ihre Unternehmensabläufe mit IoT-Technologie zu verbinden, zu sichern und zu monetarisieren. In diesem Web-Dossier möchten wir einige der Best Practices teilen, die wir gesammelt haben, um Unternehmen zu helfen, die den Sprung in die „Industrie 4.0“ wagen möchten.

Was ist intelligente Fertigung und in welcher Beziehung steht sie zum IoT?

Smart Manufacturing ermöglicht es Fabrikleitern, automatisch Daten zu sammeln und zu analysieren, um fundiertere Entscheidungen zu treffen und die Produktion zu optimieren. Die Daten von Sensoren und Maschinen werden von in der Fabrik eingesetzten IoT-Konnektivitätslösungen in die Cloud übertragen. Diese Daten werden analysiert und mit Kontextinformationen kombiniert und dann mit autorisierten Stakeholdern geteilt.

Die IoT-Technologie, die sowohl kabelgebundene als auch kabellose Konnektivität nutzt, ermöglicht diesen Datenfluss und bietet die Möglichkeit, Prozesse aus der Ferne zu überwachen und zu verwalten und Produktionspläne bei Bedarf schnell und in Echtzeit zu ändern. Es verbessert die Produktionsergebnisse erheblich, indem es Abfall reduziert, die Produktion beschleunigt und den Ertrag und die Qualität der produzierten Waren verbessert.

Die Ersetzung der hierarchischen Struktur, die in der Vergangenheit den „Shopfloor“ definierte, durch ein offenes, flacheres, vollständig vernetztes Modell, das F&E-Prozesse mit dem Lieferkettenmanagement verknüpft, hat viele Vorteile, darunter die Optimierung globaler Fertigungsprozesse in Bezug auf Leistung, Qualität, Kosten, und Ressourcenmanagement. Es ermöglicht auch den hergestellten Produkten selbst, eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und Gestaltung des Herstellungsprozesses zu spielen.

Dies liegt daran, dass vernetzte intelligente Produkte in der Lage sind, Informationen an die Fabrik zurückzugeben, sodass Qualitätsprobleme während der Herstellungsphase durch Anpassung des Produktdesigns und/oder der Herstellungsprozesse erkannt und behoben werden können. Intelligente Produkte können auch Erkenntnisse darüber liefern, wie sie von Verbrauchern tatsächlich verwendet werden, und bieten die Möglichkeit, Funktionen anzupassen, um die tatsächlichen Bedürfnisse des Marktes besser zu erfüllen.

Wie entwickelt sich der Fertigungsmarkt?

Das verarbeitende Gewerbe wird durch den unaufhaltsamen Fortschritt des 4. ^ten . grundlegend umgestaltet Industrielle Revolution, angetrieben durch das IoT. Die Veränderungen in diesem Segment werden durch technologische Durchbrüche ermöglicht, die in einem beispiellosen Tempo vor sich gehen.

So wie die Dampfmaschine zu Beginn des 17. massive Veränderungen einleitete Jahrhundert und das Aufkommen des digitalen Zeitalters erschütterten die Welt in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhundert zwingen die heutigen technologischen Innovationen Entscheidungsträger dazu, die Art und Weise, wie Produkte entworfen und hergestellt werden, neu zu überdenken. Überlegen Sie neben dem IoT, wie sich künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen und virtuelle Realität (VR) auf die Fertigung auswirken werden.

Es wird erwartet, dass diese IoT-Revolution die Produktivität und den Wert erheblich steigern wird. Aus diesem Grund haben die größten Hersteller der Welt, China, die USA und Europa, spezielle Initiativen gestartet, um ihren eigenen Fertigungssektor zu stärken. Im Wesentlichen befinden sich diese führenden Hersteller in der Fertigung in einem globalen Kampf um die Wettbewerbsfähigkeit der intelligenten Fertigung.

Es wird erwartet, dass alle Arten der Fertigung von der 4. industriellen Revolution und dem IoT profitieren. Diskrete Fertigung ist beispielsweise die Herstellung von unterschiedlichen Artikeln, die einzeln berührt und gezählt werden können und typischerweise mit Montagelinien verbunden sind. Dazu gehören Gegenstände wie Autos, Möbel und Flugzeuge, die zunehmend vernetzt sind.

Intelligente Prozesse werden eine herausragende Rolle dabei spielen, Angebot und Nachfrage auszubalancieren, das Produktdesign zu verbessern, die Fertigungseffizienz zu optimieren und den Abfall erheblich zu reduzieren. Ähnlich verhält es sich mit der Prozessfertigung, bei der Waren in großen Mengen nach sorgfältig ausgearbeiteten Rezepten hergestellt werden, Vorteile aus der IoT-Revolution in Bezug auf eine verbesserte Anlagenüberwachung, eine optimierte Lieferkette und Qualitätsverbesserungen bei Track-and-Trace- und Distributionsprozessen.

Warum ist Sicherheit ein großes Anliegen in der intelligenten Fertigung?

Heute ist das verarbeitende Gewerbe das Hauptopfer von Infrastruktur-Cyberkriminalität und macht ein Drittel aller Angriffe aus. ³ Das liegt daran, dass die meisten herkömmlichen Produktionsanlagen nicht im Hinblick auf Cybersicherheit konzipiert wurden und die Hacking-Technologie immer ausgefeilter geworden ist.

Wenn Hersteller von traditionellen Fabriken zu IoT-verbundenen, IP-basierten Systemen migrieren, treten neue Schwachstellen auf. Der Vernetzung von Prozessen und Elementen der Smart Manufacturing liegt eine Erweiterung der Cyber-Angriffsfläche inne. Jeder Verbindungspunkt wird zu einem zusätzlichen Risiko von Angriffen und Cyberkriminalität, die zu Störungen, Fernzugriff, Diebstahl geistigen Eigentums und Datenverlust oder -änderung führen können.

Viele bewährte Sicherheitstools bleiben zwar wirksam, werden aber nicht immer von vornherein in die Systeme eingeplant. Um eine angemessene Sicherheit zu gewährleisten, müssen sich die Hersteller anpassen, indem sie Abwehrmaßnahmen auf bestehende Geräte und Systeme, die jetzt verbunden sind, einbauen. Und sie müssen die Sicherheitsarchitektur für neue, hochmoderne Fertigungszentren von Anfang an berücksichtigen.

Sicherheitsherausforderungen haben auch das Tempo der Einführung neuer IoT-Technologien, organisatorischer Veränderungen und Geschäftsmodelle verlangsamt, die Prozesse immens verbessern, die Wettbewerbsfähigkeit steigern und den Kunden neue Dienste anbieten könnten. Leider wird es für Unternehmen, die nicht Schritt halten, schwieriger, mit ihren vorausschauenderen Kollegen zu konkurrieren, die sich der Herausforderung direkt stellen.

Was sollten Branchenakteure bei der Umstellung der Fertigung auf eine intelligente Fertigung beachten?

Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Hersteller mit Herstellern von Fertigungsautomatisierung und Systemintegratoren zusammenarbeiten, die Lösungen zur Modernisierung von Fabriken oder zum Bau neuer Systeme von Grund auf anbieten. Starke Automatisierungspartner fügen der Wertschöpfungskette eine Sicherheitsarchitektur hinzu, da sie wissen, dass dies ein wichtiges Anliegen für Hersteller und ein Schlüssel zum Wettbewerbsvorteil auf dem Markt ist.

Hersteller sollten mit erfahrenen Integratoren, Entwicklern und Technologiepartnern zusammenarbeiten, die bereits Exzellenz und Langlebigkeit bei der Verbindung, Sicherung und Monetarisierung intelligenter Fertigungssysteme bewiesen haben. Erfahrene Partner können die erforderlichen Anweisungen geben, um das beste System zu entwickeln, das die Geschäftsanforderungen erfüllt.

Fertigungsprozesse können beispielsweise durch Festverdrahtung, WLAN, Bluetooth, RFID, Low-Power-Wide-Area-Netzwerke einschließlich LoRa und LTE M und sogar IoT-Terminals verbunden werden, die sofort einsatzbereit sind und sich über flexible industrielle Schnittstellen verbinden. Jeder hat unterschiedliche Stärken und ideale Anwendungsfälle und ein starker Partner mit Erfahrung in der Verbindung intelligenter Fertigungssysteme kann bei der Entscheidung helfen, welche Lösung für individuelle Anwendungsfälle am besten geeignet ist.

Sie müssen auch die Sicherheit und den Schutz intelligenter Fertigungssysteme vor Eindringlingen oder Fehlern berücksichtigen. Gemalto Secure Elements und Hardware Security Modules (HSM) werden beispielsweise verwendet, um Produktherstellungssysteme zu schützen. SEs und HSMs ermöglichen es Herstellern, IDs und Zertifikate für Geräte zu generieren und zu verteilen, und sie authentifizieren Geräte, Benutzer und Anwendungen, die mit Geräten interagieren. Sie helfen auch, die Kommunikation zu sichern und ruhende Daten zu schützen.

Ebenso spielt Trusted Key Manager (HSM) eine Schlüsselrolle bei der Sicherheit. TKM verwaltet Anmeldeinformationen für LoRa-Geräte und -Netzwerke sowie IoT-Geräte, die nicht mit einem Mobilfunknetz verbunden sind, was in der Vergangenheit für Hersteller eine Herausforderung darstellt. Die TKM-Lösung ermöglicht es Herstellern, diese Anmeldeinformationen vom Produktionsprozess zu entkoppeln, wodurch das Geschäft skalierbar wird und das Vertrauen zwischen Herstellern und Kunden erhalten bleibt.

Ein weiterer Bereich, den Branchenakteure in Betracht ziehen sollten, ist die erfolgreiche Softwaremonetarisierung. Lizenzierung und IP-Schutz sind ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Industriegeräten, die immer komplexere Software, Geschäftsgeheimnisse und Preismodelle basierend auf Nutzung und variablem Funktionsumfang umfassen.

Was sollten Stakeholder tun, um ihre intelligenten Produktionsanlagen zu sichern?

Sicherheitsmaßnahmen müssen von Anfang an in alle Fertigungssysteme eingebettet sein, um eine ausfallsichere Produktion und den Schutz vor Cyber-Bedrohungen zu ermöglichen. Es gibt keine One-Size-Fits-All-Lösung. Stattdessen müssen Hersteller mit Experten zusammenarbeiten, um das Gerät, das Netzwerk, die Daten und die Softwarelösungen und Anwendungen zu schützen und zu verteidigen, die intelligente IoT-Fertigungssysteme vorantreiben. Gemalto bietet Dienste und Lösungen, die anerkannte End-to-End-Sicherheit bieten, unabhängig von der Konnektivität – von Mobilfunk über LPWAN bis hin zu Festnetzen.

Das Potenzial für Smart Manufacturing ist enorm und sollte nicht durch Sicherheitsbedenken behindert werden. Branchenführer müssen Vertrauen aufbauen, wenn sie intelligente Fabriken schaffen oder nachrüsten. Es ist zwingend erforderlich, dass Lösungen sorgfältig und gewissenhaft ausgewählt und für herausragende Leistung anerkannt werden. Aufgrund des langen Lebenszyklus von Fertigungsanlagen ist es auch wichtig, dass die ausgewählten Lösungen über integrierte Flexibilität und fortschrittliche Over-the-Air-Update-Lösungen verfügen, um Bedrohungen heute und in Zukunft zu verhindern.