Vernetzung braucht Standards und Sicherheit
Von Sabine Philipp
Das Konzept von Industrie 4.0 dürfte die gesamte Fertigung und die Infrastruktur der Unternehmen grundlegend verändern – auch deshalb, weil durch die Unmenge an Sensordaten selbst relativ schlichte Abläufe bereits für beträchtlichen Netzwerktraffic sorgen. Insofern sind cyber-physische Systeme gewissermaßen Bohrtürme für Big-Data-Ströme. In jedem Fall steht den Werkshallen ein ähnlicher Schock bevor, wie er die Telekommunikation traf, als Sprache mit VoIP paketvermittelt auf IP-Basis funktionierte – mit allen Schwierigkeiten, Protokollkonflikten und Sicherheitsfragen, die die Informationstechnologie nun einmal mit sich bringt.
Dementsprechend gewichtig sind auch die Herausforderungen, die noch zu bewältigen sind. Neben übergreifenden Standards geht es vor allem um den Aspekt der Sicherheit. Die erste Aufgabe ist die nahtlose Verbindung aller handelnden Akteure. Im IT Innovation Readiness Index 2014 beklagten 23 % der Unternehmen das Fehlen verbindlicher Standards für den Datenaustausch in der Produktion. Hinzu kommt, dass sich Industrie-4.0-Konzepte sinnvollerweise nicht auf jeweils ein Unternehmen beschränken, sondern auch Externe wie Lieferanten, Spediteure und Kunden mit einbeziehen.
Plattformen für Austauschprotokolle
Das Problem beginnt schon bei der Nomenklatur. Schließlich kommen in der Industrie 4.0 die Sprachen von Produktion und IKT zusammen. Geht es um „Systeme“, „Plattformen“ und „Dienste“, kommt es aber oft zu Unklarheiten, weil beide Welten ein jeweils eigenes Verständnis der Begriffe mitbringen. Unter der Leitung von Dr.-Ing. Miriam Schleipen vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB versucht daher die Arbeitsgruppe „Begriffe“ im Fachausschuss VDI/VDE-GMA 7.21 „Industrie 4.0“ eine gemeinsame Terminologie zu erarbeiten (das Glossar umfasst zurzeit erst 19 Begriffsdefinitionen). Die GMA (Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik) ist die gemeinsame Fachgesellschaft von VDI und VDE; sie hat erst im September 2014 mit Blick auf die Industrie 4.0 zwei neue Fachausschüsse gegründet: zur „Zukunft der Arbeit“ und zu „Businessmodellen“.
Teil 1 ist eine Einführung in die schöne neue Welt der „intelligenten“ Produktion, mit all ihren Chancen, all ihren Risiken. Teil 2 rührt an den empfindlichen Punkt des Konzepts: die Standards. Außerdem muss klar sein, dass die Fertigung dann Schutz vor Viren, Würmern und Hackern braucht. Teil 3 prüft, wo mittelständische Unternehmen am besten auf den anrollenden Zug aufspringen können. Eine interssante Möglichkeit sind Forschungskonsortien und Kooperationen mit Hochschulinstituten.
Auch andere Organisationen haben sich des Themas bereits angenommen. So gründeten BITKOM, VDMA und ZVEI die gemeinsame Plattform Industrie 4.0. Sie soll an das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 anknüpfen, das die Bundesregierung im Rahmen der Hightech-Strategie 2020 startete. In den USA hat sich u.a. das Internet of Things Consortium gegründet und auch die Europäische Kommission beschäftigt sich intensiv mit dem Thema. Nicht zuletzt hat sich in Forschungskreisen auch der Open-Source-Gedanke so weit durchgesetzt, dass dort die Forderung nach einer standardisierten Dateninfrastruktur laut wird, die plattformneutral und für alle Anbieter gleichermaßen verfügbar ist.
Fertigung mit Debugging und Virenschutz
Eine weitere große Herausforderung ist die Sicherheit der neuen Systeme. Der Computerwurm Stuxnet hat 2010 auf drastische Weise deutlich gemacht, wie anfällig IT-gesteuerte Systeme für Industriesabotage sein können. Wie das Fraunhofer Institut für Sichere Informationstechnologie SIT konstatiert, ist das Produktionsumfeld von Industrie 4.0 prinzipiell denselben Angriffen und Fehlerquellen ausgesetzt wie die klassische IT-Welt – und zwar unter verschärften Bedingungen. Denn für industrielle IT-Sicherheit gibt es bislang kaum ausreichende Lösungen. Nicht zuletzt deshalb hat die Bundesregierung nun ein IT-Sicherheitsgesetz auf den Weg gebracht.
Tatsächlich liegt das Problem noch tiefer: Dem Fraunhofer SIT zufolge können Anlagenbauer und produzierende Unternehmen die IT-Sicherheit von Anlagen bislang nicht einmal aussagekräftig bewerten, weil es an Beschreibungsmöglichkeiten und Kennzahlensystemen mangelt. Grund hierfür sei schlicht, dass sich Forschung und Entwicklung bislang vorwiegend mit der Absicherung der klassischen IT und insbesondere der Unternehmens-IT beschäftigt haben. Das Institut hat daher ein Positionspapier mit Lösungsansätzen für die IT-Sicherheit in der Industrie 4.0 veröffentlicht (Eberbacher Gespräch zu „Sicherheit in der Industrie 4.0“), für das Experten aus Industrie und Informationstechnik konkrete Lösungsvorschläge erarbeitet haben.
Zu viel für ein einzelnes Unternehmen?
Last, but not least kommt der finanzielle Aspekt hinzu: Investitionen kosten zunächst einmal Geld. Das betrifft sowohl die Umrüstung der Produktionsanlagen als auch die Personalausgaben. Denn Industrie 4.0 erfordert zur Steuerung Fachkräfte mit Spezialkenntnissen. Und in diesem Bereich könnte es eng werden: In einer Umfrage des eco-Verbands hielten 94 % der befragten Experten die deutsche Wirtschaft durch die erforderliche Zusammenschaltung von Hardware, Software und Telekommunikation für „schlichtweg überfordert“.
- Eine relativ elegante Möglichkeit, an Experten-Know-how zu gelangen, ist die Kooperation mit Hochschulen bzw. die Zusammenarbeit in Clustern. Wie so etwas aussehen kann, zeigt Teil 3 dieser Serie.
