IIoT für effizientere Systeme – eine neue Technologie
IIoT steht für „industrial internet of things“ und bedeutet die Anwendung von Technologie aus dem IoT auf industrielle Bereiche. Unterschiede zum IoT bestehen aber nicht nur im Anwendungsbereich, sondern auch aus Aspekten wie viel höheren Sicherheitsanforderungen. IoT ist näher am Endnutzer und steuert in den weitaus meisten Fällen keine sicherheitskritischen Prozesse. Im Gegensatz dazu wird IIoT gerade auch in Bereichen wie der Energieversorgung eingesetzt, in denen ein Ausfall gravierende Folgen hat.
IIoT – Die wichtigsten Fragen & Antworten
Eine einfache und kurze Antwort ist, dass es sich dabei um die Anwendung des IoT im industriellen Bereich handelt. Der Charakter der Anwendung hat aber einen beträchtlichen Einfluss auf die technische Umsetzung. Es kommunizieren im industriellen Bereich verstärkt Geräte untereinander und zwar ohne direkte Nutzereingaben. Einzelne Objekte werden mit RFID oder anderen Methoden identifizierbar gemacht und können so durch eine ganze Produktion verfolgt werden.
Der vorläufig letzte qualitative Schritt zur heutigen IIoT erfolgte am Anfang der zweitausender Jahre durch die Einbindung von Cloud Computing, mit dem die Daten aus den Sensoren ausgewertet werden. Diese Analyse dient der Vorhersage von Abläufen und ermöglicht ein frühzeitiges Reagieren.
Schon in den achtziger und neunziger Jahren wurden in verschiedenen Informatikinstituten Experimente mit Sensoren für den Füllstand von Getränkeautomaten und Kaffeemaschinen angestellt, die ihre Daten an Desktop Computer übermittelt haben. Der wesentliche Punkt bestand nicht aus der Umsetzung dieser Funktionalität, sondern aus der Verwendung von Standardprotokollen wie HTTP.
Die Technologie ist noch so neu, dass sich noch keine allgemein anerkannten Standards durchgesetzt haben. Wir geben Ihnen hier Beispiele für offene und anbieterunabhängige Plattformen.
- Chatty Things: Entwickelt von der XMPP Standards Foundation, baut dieser offene Standard auf dem XMPP-Protokoll auf.
- REST: Der Representational State Transfer verwendet HTTP.
- IIRA: Hinter dieser Plattform steht das Industrial Internet Consortium (IIC).
Am größten sind die Vorteile von IIoT natürlich dann, wenn es sich um komplexe Abläufe handelt, bei denen bessere Überwachung und feinere Steuerung die größten Effizienzgewinne ermöglichen. Dazu gehören also:
- Kraftwerke
- Stromversorgung und -übertragung
- Fertigung
IIoT – Erklärung
Erste Anfänge in die Richtung des IIoT wurden Ende der sechziger Jahre mit der Einführung von speicherprogrammierbaren Steuerungen für industrielle Anlagen gesetzt. Diese lösten die vorher verwendeten fest verdrahteten Steuerungsmodule ab, die natürlich nur die Maschine kontrollieren konnten, für die sie entwickelt wurden. Zuerst wurde wiederum für jedes Gerät eine eigene programmierbare Steuerung eingesetzt. Es war naheliegend, diese Geräte an Computer zur Verarbeitung der erhobenen Daten anzuschließen. Auf diese Weise hatte die Geschäftsleitung einen viel direkteren Zugang zu Informationen über den Verlauf der Produktion.
Diese Systeme kommen in ihrer Funktionalität schon nahe an das IIoT heran. Der Unterschied zur heutigen Technologie besteht darin, dass mittlerweile viel kleinere und billigere Sensoren und Steuerungskomponenten verfügbar sind.
Diese können deshalb in viel größerer Zahl eingesetzt und die so erhobenen Daten erheblich besser ausgewertet werden. Die Technologie entwickelt sich in die Richtung von Standards, über die Geräte verschiedener Hersteller miteinander kommunizieren können.
Wie arbeiten IoT und IIoT zusammen?
In der Anwendung bringt IIoT für die Produktion und Überwachung praktisch nur Vorteile. Leider ist diese Überwachung und Steuerung auch für andere zugänglich, wenn die Systeme am Internet angeschlossen sind. Die wesentlichste Herausforderung für IIoT ist daher die Informationssicherheit.
Ist diese nicht gegeben, droht zuerst ein Ausfall Ihrer Systeme. Oft noch schlimmer sind die Auswirkungen, wenn die Systeme zwar zu funktionieren scheinen, aber von Angreifern manipuliert werden. Steht beispielsweise ein Kessel unter zu hohem Druck und wird der Messwert des entsprechenden Sensors nach unten verändert, werden keine Sicherheitsmaßnahmen ausgelöst. Eine katastrophale Explosion kann die Folge sein.
Vorteile von IIoT
| Vorteile | Erklärung |
| Effizienzsteigerung | Wenn Informationen über die Verfügbarkeit von Ausgangsstoffen detaillierter ist, kann mit geringerer Lagerhaltung produziert werden. |
| Wartung | Sensoren an Geräten und Maschinen können Betriebsparameter messen, die auf Wartungsbedarf oder sogar einen bevorstehenden Ausfall hindeuten. Als Beispiel können Sie ein Rohrsystem betrachten, in dem Sensoren die Durchflussmenge messen und indirekt Rostbildung im Inneren der Rohre erkennen können. Eine entsprechend proaktive Wartung erhöht die Verfügbarkeit der Produktion und kann größere Schäden an Maschinen verhindern. |
| Inventur | Mit Tags an Objekten können diese über entsprechende Sensoren jederzeit lokalisiert werden. |
Herausforderungen von IIoT
In der Anwendung bringt IIoT für die Produktion und Überwachung praktisch nur Vorteile. Leider ist diese Überwachung und Steuerung auch für andere zugänglich, wenn die Systeme am Internet angeschlossen sind. Die wesentlichste Herausforderung für IIoT ist daher die Informationssicherheit.
Ist diese nicht gegeben, droht zuerst ein Ausfall Ihrer Systeme. Oft noch schlimmer sind die Auswirkungen, wenn die Systeme zwar zu funktionieren scheinen, aber von Angreifern manipuliert werden. Steht beispielsweise ein Kessel unter zu hohem Druck und wird der Messwert des entsprechenden Sensors nach unten verändert, werden keine Sicherheitsmaßnahmen ausgelöst. Eine katastrophale Explosion kann die Folge sein.
Besondere Herausforderungen stellen die folgenden Punkte dar:
| Herausforderungen |
| Jeder auch sehr kleine Computer ist ein Angriffspunkt auf Ihr ganzes Netz. Die Vernetzung bringt große Vorteile, sie erweitert aber auch die Möglichkeiten eines Angreifers in enormem Ausmaß. Die Sicherheit des Netzes ist nur so hoch wie die Sicherheit des schwächsten Teils. |
| Kleine IIoT-Geräte sind von der Leistung her knapp ausgelegt. Sicherheitsmaßnahmen können deshalb schwieriger umsetzbar sein. Das betrifft insbesondere die Fälle, in denen ältere Bauteile verwendet werden. Diese wurden noch zu Zeiten entwickelt, als es eine Vernetzung und daher auch eine entsprechende Bedrohung noch gar nicht gab. |
| Ist Ihre Produktion oder Ihr System mit irgendeinem Teil ans Internet angeschlossen, werden sofort alle Angreifer im ganzen Internet zu Ihrem Problem. |
Zusammenfassung
IIoT gilt als die Industrie 4.0, also die vierte industrielle Revolution nach der Einführung von Dampf, elektrischem Strom und der Steuerung durch einzelne Computer. Die Technologie wird bereits verwendet, ist aber noch nicht ausgereift genug, dass sich allgemein anerkannte Standards hätten entwickeln können.
Genau wie die ersten drei industriellen Revolutionen wird auch diese an keinem Aspekt industrieller Produktion vorübergehen. Nachdem IIoT aber so flexibel ist, geht es um einen der entsprechenden Anwendung angepassten Einsatz dieser Technologie.
Ganz im Vordergrund Ihrer Überlegungen sollten Sicherheitsaspekte sein. Ein Anschluss an das Internet bietet Ihnen jederzeit Zugriff auf Ihre Systeme, aber er stellt auch einen Angriffspunkt für jeden Hacker im Internet dar.
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