Industrie 4.0: Die Herausforderungen und Risiken

Die vierte industrielle Revolution (auch bekannt als Industrie 4.0) ist heute ein Trendthema. Das gesamte Konzept steht für die vollständige Digitalisierung der Industrie und ist eng mit dem Internet der Dinge (IoT) verbunden, das alle Industriebereiche durchdringt und zur Schaffung eines industrial internet of things, kurz IIoT, führt.

Industrie 4.0 und IIoT sind spannende Konzepte, die eine vollständige Vernetzung der Infrastruktur eines Unternehmens erfordern. Der traditionelle Ansatz basierte auf getrennten Betriebstechnologie- (OT) und Unternehmensinformationssystemen (IT). Im Laufe der Zeit und dank technologischer Fortschritte rückten diese Bereiche immer näher zusammen, bis sie schließlich verschmolzen. 

Bei richtiger Konfiguration bringt die Verbindung dieser Infrastruktur den Unternehmen Vorteile in Bezug auf Zeit- und Kostenersparnis.

Überwachung, Planung und Instandhaltung können grundsätzlich in Echtzeit erfolgen, da die Daten sofort verfügbar sind. Diese Art der einfachen Datenzugänglichkeit sowie die gegenseitige Abhängigkeit und Verbindung von Systemen birgt jedoch auch gewisse Risiken. Eine der größten Herausforderungen der Digitalisierung ist die Cybersicherheit. Ich werde dies und andere Schlüsselmerkmale von Industrie 4.0 im Folgenden ausführlich erläutern.

Hauptprobleme

• Sicherheit: Die Verbindung von Systemen ist ein Schlüsselmerkmal der industriellen Digitalisierung, stellt aber auch eine Sicherheitsherausforderung in Bezug auf den Datenschutz dar. Diese Daten müssen vor direkten, externen Hackerangriffen, aber auch vor unbeabsichtigten Datenlecks geschützt werden, zum Beispiel als Folge von Mitarbeiterfehlern oder mangelnder Kompetenz. Die Frage der Cybersicherheit ist besonders wichtig für die Verwaltung von Infrastrukturen, die für einen funktionalen Zustand kritisch sind (Produktion und Verteilung von Strom und Gas) sowie von Infrastrukturen mit einem Risiko von Unfällen, die Umwelt- und Gesundheitsgefahren darstellen (Chemieanlagen, Kernkraftwerke usw.).
• Testbarkeit: Jedes neue System oder jede Änderung an einem System muss vor der Bereitstellung in einer industriellen Umgebung getestet werden, damit seine Sicherheit und zuverlässige Reaktion in verschiedenen Situationen überprüft werden kann. Tests waren schon immer eine kritische Phase des Änderungsprozesses, selbst in der Ära der getrennten OT- und IT-Systeme. Sobald ein Unternehmen vollständig integriert und digitalisiert ist, werden Tests zu einer komplexeren Herausforderung als je zuvor.
• Einsatz von Elementen der Künstlichen Intelligenz: Ein viel diskutiertes Thema im Zusammenhang mit Industrie 4.0 ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz für autonome Steuerung sowie für Zwecke der intelligenten und vorausschauenden Wartung, Optimierung der Steuerung und Entscheidungsfindung und schließlich zur Erhöhung der Sicherheit (z. B. Gesichtserkennung oder Spracherkennung). Damit die meisten Algorithmen der Künstlichen Intelligenz korrekt funktionieren, ist eine „Lern“- oder „Schulungsphase“ mit einer repräsentativen Datenstichprobe erforderlich. Die Beschaffung solcher Daten ist jedoch eine weitere wichtige Herausforderung. Es ist nicht nur notwendig, eine ausreichende Menge relevanter Daten für das Lernen zu erhalten, sondern es muss auch nachgewiesen werden, dass diese Daten alle kritischen Systemzustände angemessen abdecken, damit das gesamte System erfolgreich getestet werden kann.
• Gesetzgebung und Standardisierung: Der Bereich der industriellen Automatisierung sieht sich immer strengeren gesetzlichen Vorschriften zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umgebung gegenüber. Zudem muss berücksichtigt werden, dass Industrie 4.0 nicht nur einen Standard darstellt, sondern eine ganze Gruppe von Standards, die sich größtenteils noch in der Entwicklung befinden. Als Reaktion auf aktuelle Trends und Anforderungen entwickelt Rockwell Automation daher sein Industrie 4.0-Konzept The Connected Enterprise® kontinuierlich weiter. Wir bieten unseren Kunden die neuesten Konnektivitätsoptionen, um die strengsten Zuverlässigkeits- und Sicherheitskriterien zu erfüllen.

Industrie 4.0 eröffnet viele neue fantastische Möglichkeiten, die vor der vollständigen Digitalisierung und Verbindung von Unternehmenssystemen nicht möglich gewesen wären. Andererseits bringt sie auch neue Herausforderungen mit sich, auf die es Antworten zu finden gilt.