Datenintegration und Konnektivität

Data integration and connectivity

Data integration and connectivity is the foundation for Industry 4.0 technologies. Intelligent technical systems are only possible at all if systems are networked, if people and machines and machines communicate with each other. Here, both real-time data traffic and non-real-time data traffic is considered.

Contact:
Prof. Dr. Stefan Heiss
Institut für Industrielle Informationstechnik der Hochschule OWL
Campusallee 6 | 32657 Lemgo | Germany

I4.0 Cybersecurity – PKI-basierte Bedienerauthentifikation

Der Demonstrator zeigt, wie eine sichere Nutzung mobiler Endgeräte (Tablets, Smartphones) in eine OPC UA-basierte Infrastruktur integriert werden kann. Ein Zugriff auf Daten und Funktionen einer Anlage werden hierbei erst nach einer starken, PKI-basierten Authentifikation des jeweiligen Bedieners freigeschaltet. Zur Implementierung einer Zwei-Faktor-Authentifizierung kommen im Demonstrator SmartCards zum Einsatz. Auf diese wird von den mobilen Endgeräten für den Authentifizierungsvorgang per NFC zugegriffen. Mit dieser Lösung lassen sich bedienerspezifische Zugriffsrechte realisieren. Zudem müssen keine besonderen sicherheitsrelevanten Anforderungen an die mobilen Endgeräte gestellt werden. Diese können sogar zwischen unterschiedlichen Bedienern ausgetauscht werden, da sich die für den Authentifizierungsvorgang benötigten privaten Schlüssel nur auf den SmartCards befinden.
Für den Fall, dass auch die privaten Schlüssel von embedded OPC-UA Servern eines besonderen Schutzes bedürfen, bietet sich die Nutzung eines Trusted Plattform Moduls (TPM) an, welches die sichere Erzeugung, Speicherung und Nutzung kryptografischer Schlüssel ermöglicht.

Industrie 4.0-Verwaltungsschale

Interoperabilität ist eine Grundvoraussetzung für Industrie 4.0. Industrie 4.0-Komponenten sollen standardisiert interagieren, um z. B. Aufwände für Engineering, Produktionsplanung und Wartung zu reduzieren. Die Verwaltungsschale ist die standardisierte Schnittstelle einer Industrie 4.0-Komponente. Hierbei beinhaltet die Industrie 4.0-Kommunikation insbesondere auch die semantische Interoperabilität von eingesetzten Informationsmodellen..

Kontakt:
Florian Pethig, M.Sc.
Fraunhofer IOSB-INA
Campusallee 1 | D-32657 Lemgo | Germany

Contact:
Prof. Dr. Jürgen Jasperneite
Fraunhofer IOSB-INA
Campusallee 1 | 32657 Lemgo | Germany

Industrielles Internet

An einer Remote Control-Applikation wird der Mehrwert von der Technologie Software Defined Networking (SDN) für das Industrielle Internet demonstriert. Die Remote Control-Applikation ist eine taktile Mensch Computer Interaktion, die eine hohe QoS-Anforderung (niedrige Latenz, niedriger Jitter) an die Kommunikationsverbindung stellt. Die Kommunikationslösung besteht aus SDN-Switches und einem SDN-Controller. Als SDN-Controller wird eine open source Software eingesetzt, welche die Konfiguration und Steuerung der Netzwerk Infrastruktur vornimmt. Der SDN-Controller berechnet Kommunikationspfade, notwendige Ressourcen (Bandbreiten, Speicher) und Ressourcenallokationsmechanismen (Priorisierung, TDMA-Verfahren) und konfiguriert die Switches entsprechend.

Echtzeitkommunikation mit Ethernet TSN

Der Demonstrator “Echtzeitkommunikation mit Ethernet TSN” zeigt die technischen Möglichkeiten des in der Entwicklung befindlichen Kommunikationsstandards Ethernet TSN. TSN steht für Time Sensitve Networks und ist eine Initiative der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) mit dem Ziel Standard-Ethernet um Eigenschaften wie Echtzeitfähigkeit zu erweitern. TSN ist damit eine wichtige Technologie, um die für Industrie 4.0-Anwendungen notwendige durchgängige, flexible, sichere und leistungsfähige Vernetzung, auch als IIoT (Industrial Internet of Things) bezeichnet, zu realisieren. Der Demonstrator zeigt wie eine Anwendung mit der Anforderung an funktionale Sicherheit (Safety) von Ethernet TSN-Technologie profitiert und auf welche weise Protokolle wie PROFINET und OPC UA sowie weitere betriebskritische Daten wie z.B. Videostreams in einem Netzwerk konvergent mit QoS-Garantien übertragen werden können.”