Zu den verfügbaren Techniken gehören die Analyse großer Datenmengen (Big Data) zur Identifizierung ausnutzbarer Trends, Änderungen im Low-Level-Controller-Code und künstliche Intelligenz (KI).
Martin Walder, Vice President Industry bei Schneider Electric, erklärt: „Die Fertigungsindustrie steht bei der Einführung von KI noch ganz am Anfang. In Branchen wie der Autoversicherung beispielsweise wird bereits viel cloudbasierte KI zur Analyse historischer Daten verschiedener Anbieter eingesetzt. In der Fertigung hingegen stehen wir erst am Anfang.“ Industrie 4.0 und das industrielle Internet der Dinge (IIoT) bieten Herstellern, die sie in dieser frühen Phase einführen, zwar erhebliche Wettbewerbsvorteile, doch birgt die Einführung auch Risiken. Sicherheit ist ein zentrales Anliegen. Mit der zunehmenden Datenmenge, die von der Technologie in die Cloud übertragen wird, wächst die berechtigte Sorge, dass diese Daten unterwegs abgefangen oder von Hackern kompromittiert werden könnten.
Thomas Dale, Engineering Manager bei Omega, merkt an, dass Gespräche mit Kunden Fragen zu den Problemen unsicherer Systeme aufgeworfen haben. „Warum sollte jemand Daten stehlen? Um sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen? Um geistiges Eigentum zu stehlen? Um falsche Daten in das System einzuschleusen? Ist es einfach nur ein Weg, sich Zugang zu Ihrem System zu verschaffen, um andere, Ihrem Finanzsystem schädliche Aktivitäten durchzuführen? Wir sprechen sehr viel über Sicherheit. Es ist ein grundlegendes Thema“, sagt er.
Als Daten noch in der Fabrikhalle gespeichert wurden, 
spielten Sicherheit und die räumliche Trennung sowie die relative Unzugänglichkeit der in SPSen und Industriecomputern gespeicherten Daten eine untergeordnete Rolle. Dies änderte sich jedoch mit dem Aufkommen der Cloud. „Viele Unternehmen zögern noch, weil sie die Cybersicherheit fürchten und sich fragen, wie sie eine sichere Schnittstelle in der Cloud gewährleisten können. Viele Firmen befürchten, dass Unbefugte auf ihre Daten in der Cloud zugreifen könnten“, so Steve Sands, Produktmanagement- und Marketingmanager bei Festo. Jeff Barnes, Vertriebs- und Firmenkundenbetreuer bei Molex in Europa, teilt diese Ansicht und erklärt: „Mit zunehmender Vernetzung steigen auch die Sicherheitslücken und das Risiko von Cyberangriffen.“
Auch Beschäftigte im produzierenden Gewerbe sind betroffen. Eine PwC-Studie aus dem Jahr 2017 ergab, dass fast 62 % der CEOs weltweit befürchten, dass Cyberbedrohungen die Wachstumsaussichten ihres Unternehmens beeinträchtigen werden. Ein Netzwerk muss daher durchgängig sicher sein – von der Produktionshalle bis zur Cloud. Walder stimmt dem zu und betont, dass Schneider seine Kunden bei der Absicherung dieser Kernsysteme unterstützt, bevor diese mit internetbasierten Rechenressourcen verbunden werden.
Viele herkömmliche Sicherheitsansätze konzentrieren sich auf den Netzwerkrand, wobei IIoT-Gateways Sicherheitsfunktionen von Anbietern wie Festo integrieren. Die von diesen Gateways bereitgestellten Firewalls analysieren ein- und ausgehende Datenpakete, um deren Einhaltung der Nutzungsregeln sicherzustellen. Pakete mit verdächtigen Aktivitäten werden blockiert. Es ist jedoch entscheidend, dass industrielle Systeme robuste Schutzmechanismen bieten, da der Einsatz drahtloser Technologien innerhalb der Fabrik und die Nutzung von Cloud-Computing-Ressourcen die gesamte Angriffsfläche vergrößern. Eine Firewall um die physische Fabrik ist zwar hilfreich, bietet aber keine absolut sichere Lösung. Sicherheit muss daher von Anfang an in die Entwicklung von Automatisierungssystemen integriert werden.
„Die industriellen Automatisierungslösungen von Molex zielen darauf ab, Sicherheit auf allen Ebenen von den frühesten Designphasen an zu gewährleisten. Dazu gehört ein eigenes Sicherheitsteam und ein umfassendes Supportsystem, das auf die Produkte und Anwendungen jedes Kunden individuell eingeht. Wir halten uns zudem kontinuierlich an führende Sicherheitsstandards wie die IEC 62443“, so Barnes.
Die Integration von Cloud Computing bringt neue Dynamiken in die Fertigungsindustrie. Unternehmen sind verständlicherweise besorgt über das Risiko des Datenabfangens, doch Cloud-Anbieter haben rasch Lösungen entwickelt, die die Sicherheit erhöhen, anstatt sie zu beeinträchtigen. Industrieunternehmen arbeiten bereits mit diesen Lösungen. Sara Ghaemi, Key Account Management-Teamleiterin für Automotive- und Industriesysteme in Europa bei Panasonic, erklärt: „Wir integrieren Sicherheit nicht nur in unsere eigenen Produkte in Zusammenarbeit mit unseren Lieferkettenpartnern, sondern arbeiten auch mit anderen großen Unternehmen zusammen, um unsere Kunden bei Datenanalysen, Cloud-Lösungen und Cybersicherheit zu unterstützen.“.
Ein Paradebeispiel für die Vorteile der Geräte-Cloud-Integration ist Microsofts Azure Sphere, eine umfassende IoT-Sicherheitslösung, die die zahlreichen Erfahrungen des Unternehmens aus der Kombination eigener Systeme wie Xbox mit der Cloud nutzt. Azure Sphere basiert auf einer vollständigen Lieferkette für eingebettete Prozessoren. Jedes Gerät, das den Dienst nutzt, verfügt über eine Root-of-Trust-Hardware mit den Sicherheitsanmeldeinformationen, die es gegenüber Cloud-basierten Systemen identifizieren. Sobald sich das Gerät verbindet, authentifiziert es sich in der Cloud und überprüft die Authentizität der Server mithilfe hochsicherer Standardprotokolle. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, verschlüsselte Daten vom Gerät in die Cloud zu senden. Da das System in die Azure Sphere-Infrastruktur integriert ist, werden Firmware-Updates automatisch installiert, um bekannte Sicherheitslücken zu schließen, die von Hackern ausgenutzt werden könnten.
Azure Sphere bietet eine einfache Möglichkeit, Computergeräte zu sichern und maßgeschneiderte Erkennungsfunktionen bereitzustellen. Wie Panasonic arbeiten jedoch viele führende Hersteller mit Cloud-Anbietern zusammen, um umfassende Sicherheit zu gewährleisten. Auch Festo nutzt Azure Sphere zur Unterstützung der Geräte-Cloud-Integration, so Sands: „Wir können auf einfache Weise Daten von Geräten in vordefinierten Dashboards visualisieren und so die Nutzung in einer sicheren Cloud-Umgebung wie Microsoft Azure deutlich vereinfachen.“.
Walder ist überzeugt, dass eine andere Herangehensweise erforderlich ist. „Ich beobachte, dass die meisten Kunden es gewohnt sind, dass IT-Mitarbeiter Bürocomputersysteme betreuen und das Steuerungspersonal für die Betriebssysteme der Anlagen zuständig ist. Die IT-Mitarbeiter verfügen in der Regel über wenig Erfahrung im Produktionsumfeld, und das Steuerungspersonal hat nur begrenzte Kenntnisse von Computersystemen, insbesondere im Bereich Sicherheit. Zukünftig werden sich diejenigen Unternehmen am Markt durchsetzen, die die operative Seite stärker in die IT einbinden, sodass IT und operatives Personal wirklich zusammenarbeiten. Diese Unternehmen benötigen bereits jetzt eine gemeinsame Strategie, wenn sie die Technologien von Industrie 4.0 erfolgreich einsetzen wollen.“.
Obwohl die Bemühungen um mehr Sicherheit eine Herausforderung darstellen, können sie den entscheidenden Wandel anstoßen, der für den Erfolg von Industrie 4.0 unerlässlich ist. Produkte, die ursprünglich nur für die Absicherung einzelner Knotenpunkte entwickelt wurden, entstehen zunehmend in Zusammenarbeit verschiedener Anbieter und bieten einen umfassenden Ansatz mit vollständiger Interoperabilität. Um Betriebsfachkräfte mit den erforderlichen Kompetenzen auszustatten, sind mehr Schulungen, Weiterbildungen und Unterstützung notwendig, obwohl Unternehmen und Anbieter bereits begonnen haben, diesem Bedarf zu begegnen. Sobald diese Herausforderungen bewältigt sind, wird die Branche mehr Vertrauen in den Einsatz von IIoT-Technologien gewinnen und deren vielfältige Vorteile nutzen können.
„Durch die Integration verteilter Steuerungsarchitekturen mit eingebetteter Sicherheit können Fabriken sicher und intelligent dorthin rücken, wo sie benötigt werden, um dynamische Echtzeitverarbeitung zu ermöglichen. Ein höherer Intelligenzgrad pro Gerät macht teure zentrale Steuerungen überflüssig, indem die Logik auf die Geräte verteilt wird“, so Barnes. Das Ergebnis sind industrielle Systeme, die sowohl Echtzeitsteuerung als auch -informationen liefern und so zukünftig Wettbewerbsvorteile sichern.
Autor: Cliff Ortmeyer, Global Head of Technical Marketing bei Farnell
