Mit der fortschreitenden Automatisierung und dem digitalen Informationsaustausch zwischen Endgeräten untereinander stehen produzierende Unternehmen vor der Herausforderung, die zunehmende Geschwindigkeit, Kontinuität und Qualität der produzierten Güter weiterhin in dem Maße zu kontrollieren wie bisher.

Mit dem Einhergehen hochmoderner Technik und intelligenter Machine-to-Machine-(M2M-)Kommunikation sind der Schutz und die Kontrolle der Produktion grundlegende Treiber der aktuellen industriellen Revolution. Professionelle Systeme zur Prozessbeobachtung helfen Unternehmen mittlerweile dabei, die automatisierte Produktion jederzeit im Blick zu behalten, Maschinendaten synchron zu speichern sowie einen Brand frühzeitig zu erkennen.

Durch die fortschreitende Digitalisierung und M2M-Kommunikation treiben Unternehmen Rentabilität und Auslastung der Maschinen immer weiter voran. Die dadurch entstehenden Vorteile, wie beispielsweise geringere Herstellungskosten oder optimierte Arbeitsprozesse, ermöglichen diesen, höhere Umsätze und Erträge zu generieren und damit dem Mitbewerb einen Schritt voraus zu sein. Dennoch ergeben sich durch das Vernetzen der einzelnen Geräte untereinander sowie durch die Integration in übergreifende Systeme Angriffspunkte und Sicherheitsrisiken in der Produktion. Sind dem Betreiber die Lücken des Datenschutzes jedoch bekannt, kann dieser mit einem gezielten Einsatz von professionellen Systemen wirksame Gegenmaßnahmen einleiten.

Immer häufiger werden moderne Anlagen gegen unbefugtes Betreten gesichert, wodurch sich kritische Stellen der Produktion nicht mehr einsehen lassen. Mittels Installation von IP-basierten Prozessbeobachtungslösungen und leistungsfähiger Kameratechniken an schwierigen Stellen können Unternehmen jedoch verschiedenste Prozesse visualisieren und beobachten. Dadurch lassen sich einzelne Produktionsschritte lückenlos darstellen, womit der zuständige Bediener diese besser überprüfen kann. Um die Qualität der Ware nachweisen, Prozesse verbessern und Fehlermeldungen schneller auffinden zu können, ist es für Unternehmen durchaus sinnvoll, eine Messwerterfassungs- und -analyselösungwie beispielsweise das IBA-System einzusetzen. Dadurch lassen sich wertvolle Video- und Prozessdaten synchron aufzeichnen und jederzeit abrufen. Analysefunktionen lassen sich kundenspezifisch auf den jeweiligen Kameras einrichten, sodass man zum Beispiel auf ungewollte Anlagenstopps in einer Kaltbandanlage reagieren kann, bevor ein unvorhergesehener Stillstand der Maschinen eintritt. Sollte ein Wartungsfall auftreten, wird dieser unmittelbar von den Beobachtungssystemen analysiert, sodass er sich zukünftig verhindern lässt.

Die Abbildung der Scheren-Anlage inklusive Schnittstellen zu IBA, Prozessleitsystem und diversen Kontakten. Bild: Moog Pieper

Auch der Schutz vor Brandgefahren ist ein wichtiger Sicherheitsaspekt in der produzierenden Industrie. So erkennen Sensoren in Thermal-, Visuell- oder 3D-Laser-Kameras Brandgefahr und schützen mit einer Kopplung an Löschanlagen und Brandmeldezentralen sowohl Maschinen vor einem kapitalen Ausfall als auch Personen vor Brandschäden. Darüber hinaus können sich Unternehmen auf diese Weise vor einer Überhitzung von wartungsintensiven Anlageteilen im Vorfeld absichern.

Passgenaue Systeme dank multipler Vernetzung

Mit der Verflechtung verschiedenster Techniken, welche über IP- oder anderen Protokollen (beispielsweise die Feldbuskommunikation von Profibus) untereinander kommunizieren, kann jedes Unternehmen ein einheitliches Beobachtungssystem einrichten, das auf dessen individuelle Bedürfnisse zugeschnitten ist. Dabei integriert man aufeinander abgestimmte Netzwerkkomponenten, Anzeigeeinheiten, Netzwerk-Videorekorder sowie Prozessleit- und Messwert-Analysesysteme in ein gemeinsames System. Dadurch können die Betreiber eine Rundumüberwachung der Prozesse gewährleisten.

Daten- und Videoaufzeichnungen lassen sich mittels eines aus dem PLS (Prozessleitsystem) kommunizierten Signals starten oder stoppen und je nach Auftrags- und Kundennummer speichern. Eine Analysesoftware kommuniziert, als Applikation auf den Full-HD-Kameras installiert, wichtige Informationen an das Leitsystem, welches automatisiert auf die jeweilige Lage reagiert und, um das Beispiel der Bandanlage wiederaufzunehmen, dadurch potenzielle Produktionsstopps verhindert. Darüber hinaus ermöglicht es die automatisierte Oberflächenkontrolle Unternehmen, defekte Maschinen zu lokalisieren und damit eine Fehlproduktion zu vermeiden.

Full-HD-Netzwerkkamera mit Pinhole-Sensor für die Beobachtung von Prozessen in schwer zugänglichen Anlagenbereichen. Bild: Moog Pieper

Mit der IP-basierten Überwachung und der vernetzten M2M-Kommunikation wird auch der Schutz vor einem unberechtigten Zugriff oder der Manipulation der Systeme zu einem wichtigen Gesichtspunkt. Auch wenn Cyberangriffe keine neue Reaktion auf die Digitalisierung in der Industrie sind, müssen Unternehmen nach wie vor die Sicherheit von Datennetzwerken berücksichtigen.

Keine gemeinsame Cloud für die Datenspeicherung

Worauf sollte man demnach achten, um einen Produktionsprozess zu gewährleisten, dessen Daten nicht ungewollt an Außenstehende geraten? Der erste Schritt ist dabei, in Kooperation mit der IT-Abteilung oder einem IT-Experten, den Zugriffsschutz auf Rechnersysteme, Server und Endgeräte sicherzustellen. Weiterhin müssen Prozessbeobachtungssysteme getrennt vom Firmendatennetzwerk aufgebaut und die Daten keinesfalls in einer gemeinsamen Cloud gespeichert werden. Vor allem auf den Endgeräten ist es wichtig, dass hier gängige Sicherheitsfunktionen wie HTTPS-Web-Server, Kontrolle der MAC-Adressen, VLAN, Firewall oder die Zugriffskontrolle über Login und Benutzer-Management einsatzfähig sind. Hier spielt besonders die Wahl der eingesetzten Kameraprodukte eine große Rolle. Asiatische Kameras haben teilweise Standardapplikationen installiert, die sich eigenständig an einen Server in der Heimat wenden, wodurch eine erhebliche Sicherheitslücke und das Risiko einer Industriespionage entsteht. Darüber hinaus sollte man stets die USB-Ports an den Rechnern absichern und Server-Komponenten mit den gängigen Sicherheitsfunktionen ausstatten.

Hand in Hand mit der IT

Grundsätzlich sind die Themen rund um Industrie 4.0, Digitalisierung, Automatisierung und Security für heutige IT-Abteilungen nicht komplett neu. Um notwendige Schritte von Anfang an mit einzuplanen, muss die IT-Abteilung in Zukunft immer enger mit der Produktion zusammenarbeiten. Die Praxis zeigt jedoch, dass dies nicht immer verinnerlicht wird und es dadurch zu Überraschungen während des Umsetzungsprozesses kommt. Unternehmen schenken der weitgehenden Absicherung des Netzwerks und der Produktion nicht die notwendige Aufmerksamkeit.

Eine hochintegrative Produktion setzt neben spezialisiertem Personal eine ganzheitliche Sicht und Leitung von Projekten voraus, um den rasant voranschreitenden Entwicklungsprozess sicher und nachhaltig mitgehen zu können. Somit sollten Unternehmen die Digitalisierung als eine Chance nutzen, sich in der Industrie neu aufzurüsten und neue Produktionsmöglichkeiten (sicher) zu nutzen.

Andreas Fieberg ist Gebietsleiter Süd/A/CH und Leiter Marketing bei Moog Pieper ().