Industrielle cyber-physikalische Systeme erfordern geeignete Sicherheitsmechanismen, um Schutz vor Cyber-Angreifern zu bieten. Neben Security-Risiken stellt die Vielzahl an Protokollen aus dem IoT und dem industriellen Umfeld eine Herausforderung bei der vertikalen Integration vom Sensor in die Cloud. Dieser Beitrag stellt eine Sicherheitsarchitektur für ein Gateway vor, das Produktions- und Cloud-Systeme miteinander verbindet. Ein Trusted Platform Module 2.0 (TPM 2.0) wird für die Schlüsselgenerierung, die Verschlüsselung der Kommunikationskanäle und zum Schutz vor unrechtmäßigen Firmware-Manipulationen verwendet. Als Proof of Concept haben wir die Verwendung der Schlüsselschutzfunktionalität des TPM 2.0 in die OPC UA Opensource Implementierung open62541 integriert.

We are seeing a boom in the use of real-time position data to automate and optimize tasks in the field of production and logistics. Here we consider the reasons for this, show what has already proven to be industrially viable and give an overview of six current research efforts. We show which use cases have been automated by RTLS and where RTLS could play a role to further optimize production processes or material flows in the future.

Zunehmend suchen Komponentenhersteller nach Lösungen zur Bereitstellung von digitalen Abbildern ihrer realen Komponenten. Ziel ist es, dass Kunden damit ihre Automatisierungskonzepte virtuell validieren und Steuerungssysteme im Entwicklungsprozess anhand einer virtuellen Inbetriebnahme eingehend testen und optimieren können. Simulationswerkzeuge für die virtuelleInbetriebnahme bieten mittlerweile vielfältige Schnittstellen zur Einbindung bestehender Teilmodelle bei der Modellierung eines digitalen Zwillings einer Maschine oder Anlage. In diesem Beitrag wird die Online-Plattform „TwinStore“ für den Austausch von Simulationsmodellen zur virtuellen Inbetriebnahme vorgestellt.

Trotz fortschreitender Automatisierung bleiben manuelle Tätigkeiten ein wichtiger Baustein der Fertigung kundenindividueller Produkte. Um die Mitarbeiter(innen) zu unterstützen und um eine effiziente Arbeit zu ermöglichen, werden zunehmend auf Augmented Reality (AR) basierende Systeme eingesetzt. Die vorgestellte Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung ganzheitlicher AR-Arbeitsplätze für den Einsatz in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Das entwickelte AR- Handarbeitskonzept beinhaltet eine Just-in-time-Darstellung der Arbeitsaufgaben auf Werkstücken mit automatisierter Fertigungskontrolle. AlsReaktion auf kurze Produktlebenszyklen und hohe Produktvielfalten sind alle Komponenten auf maximale Flexibilität ausgelegt. Ein Umrüsten auf neue Produkte kann innerhalb von Minuten erfolgen.

Nach nunmehr zehn Jahren Industrie 4.0 ist es an der Zeit, zurückzuschauen und die seinerzeitige Erwartungshaltung zu reflektieren, die von der Vision einer Produktion auf Basis autonomer Produktionseinheiten sprach. In der industriellen Praxis stellen wir jedoch fest, dass bei aller Digitalisierung von Maschinen an der eigentlichen Struktur der Produktionssteuerung bis heute nicht gerüttelt und die ursprüngliche Vision autonomer Produktionsmodule noch nicht umgesetzt wurde. Die Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. hat deshalb mit ihrem Leitbild Production Level 4 eine Vision für die nächsten Jahre erarbeitet, um wieder auf die ursprünglichen Ziele zu fokussieren. Zu deren Umsetzung entstand gemeinsam mit den Mitgliedsunternehmen ein neuer, modular erweiterbarer Demonstrator, der den Weg in eine europaweite Vernetzung von autonomen Produktionsanlagen im geplanten GAIA-X Verbund aufzeigt. Die fähigkeitsbasierte Kapselung von Produktionsschritten durch eine Bot-basierte Steuerungsstruktrur ist dabei ein Kernmerkmal der neuen Architektur.

Die Koordination komplexer Produktions- und Logistiksysteme ist Gegenstand intensiver Forschung. Gerade im Bereich transportintensiver Kleinserienfertigung sollte zudem ein integrierter Ansatz verfolgt werden, der die Abhängigkeiten zwischen Produktions- und Transportressourcen ausreichend detailliert berücksichtigt. Ein solcher integrierter Ansatz auf Basis von Software-Agenten wird in diesem Beitrag beschrieben. Dabei wird u.a. darauf eingegangen, welche Informationen zur Koordination ausgetauscht werden müssen und wie die Informationen modelliert werden müssen, damit mögliche Fertigungsreihenfolgen ermittelt werden können. Ein weiterer Schwerpunkt des Beitrags ist die Anbindung an und die Interaktion mit weitereninnerbetrieblichen Software-Systemen.

In Digitalisierungsvorhaben und Industrie-4.0-Projekten werden zur Steigerung der Produktionseffizienz vermehrt mathematische Optimierungsstrategien, KI-Methoden und rigorose oder datenbasierte Modellentwicklungen eingesetzt. Dafür ist es erforderlich, dass Produktionsdaten, die in industriellen Betrieben typischerweise in einer Vielzahl von IT-Systemen vorliegen, in einen gemeinsamen Kontext gebracht werden können. Die Praxis zeigt, dass hierzu essenzielle Anforderungen der Betreiberexistieren, die bis dato noch nicht zufriedenstellend gelöst sind. Dieser Beitrag beschreibt die Anforderungen und Einordnungen in methodische Ansätze des Kontextmanagements und Anwendungsgebiete, in denen heute Lösungen vermisst werden, die eine geeignete Abbildung und Nutzung eines Kontextbezugs in Echtzeit ermöglichen.

Der vorliegende Beitrag beschreibt die Möglichkeiten zur Absicherung einer industriellen Steuerungsanlage gegen fortschrittliche Cyberangriffe. Mit Consequence-driven Cyber-informed Engineering wurde ein von den Idaho National Labs entwickeltes Verfahren zur Beurteilung und Abwehr von Angriffen in einer realen Testanlage angewandt.

Moderne Unternehmen im produzierenden Gewerbe stellen sich täglich den Herausforderungen des Marktes und der globalen Wirtschaft. Ein Schlüssel zum Erfolg ist die smarte Produktion. Eine Aufgabe, die es zur Einführung einer smarten Produktion zu bewältigen gilt, stellt die Einbindung von Bestandsanlagen in einen Industrie-4.0-Kontext dar. In diesem Artikel werden die wesentlichen Schritte und datenbasierten Ansätze beschrieben, um Bestandsanlagen in eine smarte Produktion einzubetten. Dazu zählen die Datenerfassung, der Einsatz von maschinellen Lernverfahren sowie die Abbildung von Expertenwissen mit einem Random Forest.

Aktuelle Forschungen versuchen, das aus der Informationstechnik bekannte Konzept Plug-and-Play in die Automatisierungstechnik zu übertragen, wo es dann den Namen Plug-and-Produce trägt. Ein wichtiger Schritt des Konzepts sind die Abgleiche zwischen Anforderungen und Zusicherungen der Geräteeigenschaften. Aus diesem Grund wird in diesem Beitrag aufgezeigt, wie die in der DIN SPEC 92000 eingeführten Eigenschaftswertaussagen hierfür verwendet werden können. Die Nutzung dieser Aussagenwird anhand von zwei Use Cases – für die Inbetriebnahme und den Gerätewechsel – und einer zugehörigen technischen Realisierung demonstriert.