Cloud Manufacturing und seine Rolle in der 4. Industriellen Revolution

In jeder Branche erklären Analysten und Vermarkter immer wieder, dass diese oder jene Innovation den Beginn einer neuen Ära markiert, eines epochalen Moments, der die Vergangenheit für immer von der Zukunft trennen wird. 

Manchmal passiert es – das Feuer, das Rad, der Transistor, das iPhone. Häufiger jedoch handelt es sich um eine schrittweise Veränderung, die im Nachhinein als eine von mehreren gleichzeitigen Innovationen verstanden werden kann, die zusammen einen wichtigen Wendepunkt darstellten.

Industrie 4.0

Je nachdem, wen man fragt, befinden wir uns entweder in der vierten industriellen Revolution (oder kurz 4IR) oder in der vierten Phase der industriellen Revolution. Glücklicherweise spielt das keine Rolle, außer für einige Historiker. Der Einfachheit halber werden wir unsere Industrieepochen wie Softwareversionen nummerieren – auch wenn kein Upgrade auf Industrie 4.1 wahrscheinlich ist:

• Industrie 1.0, im 18. Jahrhundert, das, was wir gemeinhin als die industrielle Revolution bezeichnen. Sie wurde durch die Nutzung von Wasser- und Dampfkraft und die groß angelegte Mechanisierung industrieller Prozesse vorangetrieben.

• Industrie 2.0, im 19. Jahrhundert, brachte die Elektrifizierung der Industrie, zusammen mit der Entwicklung der Massenproduktion und der Fließbandarbeit.

• Industrie 3.0 nutzte im 20. Jahrhundert die Fortschritte in der Computerisierung, Automatisierung und Elektronik, die in allen industriellen Produktionsanlagen integriert wurden.

• Industrie 4.0 ist unser jetziger Stand. Intelligente cyber-physische Systeme entstehen schnell, Netzwerke sind überall und das Internet der Dinge verbindet industrielle Infrastrukturen untereinander und mit der Cloud. Und die schnelle, KI-gestützte Datenerfassung und -analyse ermöglicht eine größere Geschäftsflexibilität und Automatisierung.

Fertigung in der Cloud

Laut einem Essay aus dem Jahr 2022 im Marketing Innovations Blog des NIST ist es sinnvoll – insbesondere bei der Betrachtung der Fertigung durch die Linse der Cybersicherheit – die Industrie 4.0 als Zusammenfluss von vier verschiedenen, aber sich überschneidenden Innovationen zu betrachten:

• Cyber-physische Systeme (CPS) und Cobots

• Internet der Dinge (IoT) und Big Data

• Fertigung in der Cloud

• Automatisierung

All diese Innovationen beruhen auf der Fähigkeit, Informationen in Echtzeit zu sammeln, zu analysieren, weiterzugeben und zu nutzen – und werden von dieser Fähigkeit angetrieben. Industrieanlagen sind mit Produktionsmanagementsystemen vernetzt, mehrere Fertigungsprozesse tauschen transparent Informationen aus und Informationen werden während des gesamten Fertigungszyklus gesammelt, geteilt und verwendet.

Insbesondere das Cloud Manufacturing führt das Konzept einer „Manufacturing Cloud“ ein. Damit ist die Umwandlung bestimmter Ressourcen und Fähigkeiten in cloudbasierte Services gemeint. Tatsächlich handelt es sich um die Virtualisierung dieser Ressourcen und Fähigkeiten. 

Cybersysteme sind in der Lage, Informationen zu sammeln, zu analysieren, darauf basierende Entscheidungen zu treffen und unabhängig zu handeln, um diese Entscheidungen durch ihre Vernetzung mit physischen Industriesystemen umzusetzen. Natürlich bleiben menschliche Operatoren und Benutzer am Prozess beteiligt, sodass sie Entscheidungen überwachen und die Kontrolle über physische Systeme übernehmen können. Um jedoch Effizienz und Agilität zu optimieren, wird Cyber-Systemen ein zunehmendes Maß an Unabhängigkeit bei der Steuerung physischer Systeme eingeräumt.

Sicherheit und Cloud-Fertigung

Wenn Sie ein Cybersecurity-Experte sind, hat Sie dieser letzte Absatz wahrscheinlich zumindest ein wenig nervös gemacht. 

Das sollte er auch. Es gibt sowohl kulturelle als auch technische Gründe für die Besorgnis über neue Schwachstellen in der Cybersecurity, die mit der Einführung der Cloud-Fertigung entstehen könnten. 

Unfallvermeidung (Safety) vor Kriminalprävention (Security)

Auf der kulturellen Seite gibt es die Tatsache, dass es in der Fertigung traditionell vor allem um die Unfallvermeidung geht – also um die Sicherheit menschlicher Bediener, die mit Fertigungsmaschinen interagieren. Dieses Sicherheitsbedürfnis ist den Entwicklern und Managern industrieller Fertigungssysteme weitaus wichtiger als das Sicherheitsbedürfnis. 

Auch hier gilt, dass die Betriebstechnologie (Operational Technology, OT) – sogar bis zu Industrie 3.0 und der Einführung der Computerisierung und Automatisierung – traditionell von der Informationstechnologie (IT) abgekoppelt war, was bedeutet, dass es wenig Gründe gab, sich um die Informationssicherheit zu sorgen.

OT-IT-Integration

Jetzt aber (und hier kommen wir zur technischen Seite) werden Industrie 4.0 und die Cloud-Fertigung weitgehend durch die Integration von OT und IT definiert. Das bedeutet, dass Kriminelle, die in IT-Infrastrukturen eindringen, auch lateral in Fertigungssysteme eindringen und durch die Sabotage von Maschinen massive reale Schäden verursachen können. Wenn Sie sich in einen Automontage-Roboter einhacken, können Sie nicht mehr nur das Fließband stören. Er dient nun als Vektor für die gesamte IT-Infrastruktur Ihres Ziels. Diese Bedrohungen stellen eine völlig neue Form von Cyber-Risiken für Administratoren dar, die es gewohnt sind, Industrieanlagen unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten zu entwickeln.

Langsamer Umsatz

Ein weiterer Risikobereich ergibt sich aus der Tatsache, dass Fertigungsmaschinen typischerweise über Jahrzehnte abgeschrieben werden und daher nur sehr selten ersetzt oder modernisiert werden. Doch die Geschwindigkeit, mit der Cyberkriminelle neue Strategien und Technologien entwickeln, erfordert eine ständige Aktualisierung, um im Zeitverlauf eine angemessene Sicherheitsstrategie zu gewährleisten. 

Sicherung der Cloud-Fertigung

Die Anpassung von Denkweisen und Kulturen, um die Sicherheit in den Mittelpunkt zu stellen, muss eine unternehmensweite Initiative sein, die mit der Beratung und Zustimmung von Managern sowohl in den IT- als auch in den OT-Silos beginnt – mit dem Ziel, die Silo-Mentalität zu beseitigen. Möglicherweise ist eine Umstrukturierung und die Einrichtung neuer Rollen erforderlich.

Auf der technischen Seite kann viel durch die Implementierung einer modernen Netzwerksicherheitsplattform erreicht werden, die speziell für IoT- und IIoT-Belange entwickelt wurde, indem sie IT- und OT-Sicherheit vollständig integriert und eine Brücke zwischen lokalen und cloudbasierten Ressourcen und Funktionen schlägt. Barracuda Network Protection umfasst Funktionen und Fähigkeiten, die für Anwendungsfälle im Bereich der Industrial Security entwickelt wurden. Dabei werden bewährte Verfahren implementiert, um erweiterte Sicherheit auf vernetzte OT- und IT-Oberflächen auszuweiten.