5G-Technik im Mittelstand


5G in der Praxis

Bislang setzen oft Großkonzerne auf 5G. Diese verfügen über die nötigen Ressourcen und eine einheitliche Digitalisierungsstrategie. Siemens hat 2019 etwa ein eigenes 5G-Netz aufgebaut. Dadurch wird ein digitaler Zwilling ermöglicht, indem vorhandene Daten genutzt werden, um die Produktion effektiver und nachhaltiger zu gestalten. Darüber hinaus werden fahrerlose Transportsysteme eingesetzt, die mittels 5G, durch geringe Latenzzeiten und eine höhere Zuverlässigkeit, zentral gesteuert werden können und in der Interaktion mit anderen Robotern unterstützt werden. In KMU hingegen existieren oft nicht aufeinander abgestimmte Insellösungen. 5G ermöglicht deren Vernetzung und ein Rahmenwerk zur Integration zukünftiger Digitalisierungsinitiativen. Beispielsweise hat die die Rudolf Hillebrand GmbH & Co. KG ein eigenes 5G-Netz implementiert und verspricht sich damit ein detailliertes Monitoring der Beschichtungsanlagen und Predictive Maintenance. Ziel ist es, unerwünschte Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und Produktionsstörungen zu minimieren.

5G4Me für KMU

Es ist zu erwarten, dass sich 5G in der Industrie in den nächsten Jahren flächendeckend durchsetzen wird. Im Projekt 5G4Me unterstützen das IPRI und das FIR an der RWTH Aachen Unternehmen dabei, diesen Übergang zu meistern, Anwendungsgebiete zu identifizieren und zugänglich zu machen. Unternehmen wird aufgezeigt, welche Potenziale 5G bietet und wie diese gehoben werden können. Zudem forschen die Beteiligten, wie sich Geschäftsmodelle verändern bzw. neue entstehen. Ab Mitte 2024 soll ein Webtool zur Verfügung stehen, das je nach unternehmensspezifischen Anforderungen, Anwendungsgebiete von 5G und deren Potenziale ausgibt sowie ein Vorgehen zur Implemetierung in die Unternehmensstrategie bereitstellt. n

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Im Juli 2023 ist die neue EU-Maschinenverordnung in Kraft getreten. Ab dann bleiben noch 42 Monate, um die neuen Vorgaben anzuwenden. Welche securityrelevanten Aspekte dabei von Bedeutung sind, zeigt der folgende Beitrag. (Bild: ©S and V Design/stock.adobe.com)Technologische Entwicklungen im Maschinenbau, allen voran die intelligente Vernetzung von Maschinen und die Verwendung von KI-Technologie, bringen auch neue Herausforderungen mit sich: Verstärkt müssen sich Unternehmen auch dem Thema der Cyberkriminalität widmen. Immer häufiger sehen sie sich Hacker-Angriffen ausgesetzt, Datendiebstahl sowie -verschlüsselung und damit einhergehende Erpressungsversuche können beträchtliche finanzielle Schäden verursachen. Diesen Entwicklungen trägt die neue EU-Maschinenverordnung (EU) Nr. 2023/1230 Rechnung. In ihr finden sich Vorgaben zur Cybersicherheit, die Unternehmen künftig umsetzen müssen, um auch weiterhin das CE-Kennzeichen zu erhalten. Im Unterschied zur alten Maschinenrichtlinie 2006/42/EG gilt die Verordnung für alle EU-Länder und muss nicht erst in nationale Gesetze gegossen werden. Obgleich sie erst ab dem 20. Januar 2027 anzuwenden ist, stellt die neue EU-Maschinenverordnung im Bereich der Cybersecurity anspruchsvolle Vorgaben, auf die sich die Unternehmen frühzeitig vorbereiten sollten.Die Verordnung nimmt vor allem die Hersteller in die Pflicht. Sie sind künftig dazu angehalten, Vorkehrungen zu treffen, um ihre Maschinen gegen Cyberangriffe zu sichern. Doch bedeutet dies nicht, dass damit die anderen Akteure aus der Verantwortung entlassen wären – insbesondere die Anwender werden zu einer gewissenhaften Nutzung angehalten.Die neuen Vorgaben zur Cybersecurity finden sich größtenteils in Anhang lll der Verordnung. Relevant sind hier vor allem folgende Aspekte:

  • • Schutz gegen Korrumpierung (Protection against corruption) (Artikel 1.1.9): Die Maschine muss so gebaut sein, dass ihre Verknüpfung mit anderen Geräten oder dem Internet zu keiner ‘gefährlichen Situation’ führt, wie es in der Verordnung heißt. Software und Daten, die dem sicheren Betrieb der Maschine dienen, müssen zudem benannt und geschützt werden. Schließlich sind auch alle (rechtmäßigen wie unrechtmäßigen) Eingriffe in sicherheitsrelevante Software zu dokumentieren.
  • • Sicherheit und Zuverlässigkeit von Steuerungen (Artikel 1.2.1): Auch für die Sicherung der Maschinensteuerung haben die Hersteller Sorge zu tragen. So dürfen weder im Falle von Hacker-Angriffen, noch bei versehentlichen Anwenderfehlern Gefährdungssituationen entstehen. Die Grenzen der Sicherheitsfunktionen von Maschinen müssen überdies vorab genau abgesteckt werden und vor nachträglichen Veränderungen geschützt sein. Dies gilt ausdrücklich auch für selbstlernende, d.h. KI-basierte Systeme. Die Verordnung sieht außerdem vor, dass Rückverfolgungsprotokolle zu absichtlichen oder unabsichtlichen Eingriffen bis zu fünf Jahre lang gespeichert werden und zugänglich sein müssen.

So wie Hacker verstärkt künstliche Intelligenz in ihre Angriffe integrieren, dürften auch Security-Ansätze häufiger von KI profitieren. Ob generative KI im Sinn von ChatGPT und Dall-E das Identitäts- und Zugangsmanagement verändern könnte,
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Machine Learning oder adaptive Prozesse: Auftakt jeder Digitalisierungsoffensive in der Industrie ist die Datenanalyse mit Hilfe passgenauer Sensorik. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen stellt zu diesem Zweck ab sofort mit ‘MySensor’ ein kostenloses Konfigurationstool zur Verfügung, mit dem Unternehmen ihr Sensorik-System per Weboberfläche zusammenstellen können. Es soll als Basis dienen, um mit Expertinnen und Experten in die ausführliche Analyse individueller Anforderungen zu gehen.
Angepasst an die Bedürfnisse von Kunden in der Industrie, stellt das Fraunhofer IPT mit ‘MySensor’ eine erste Anlaufstelle für die Bedarfsanalyse als Webkonfigurator zur Verfügung. Unternehmen und Industriepartner können so ihr Industrial Internet of Things (IIoT) einfach und modular zusammenstellen. Das Online-Tool ist kostenfrei im Web zugänglich und bietet vielfältige Optionen der Individualisierung. Die Konfiguration ermöglicht eine Auswahl bei Komponenten wie Sensortyp, Kommunikationstechnologien und -protokolle. Mit der Abfrage nach Merkmalen, wie Batterielaufzeit, Art der Verarbeitungsplatine, Gehäusemerkmalen sowie IIoT-Technologien wie Cloud- und Edge-Schnittstellen können Unternehmen die passende Sensorik zusammenstellen. Zusätzlich lassen sich auch Kommunikationstechnologien wie Wi-Fi 6E oder 5G konfigurieren. Der Konfigurator ist ab sofort online aufrufbar. Jedes Digitalisierungsprojekt beginnt mit der Datenerfassung und Analyse von Anforderungen. Dabei bildet professionelle IIoT-Sensorik die technische Grundlage. Jedoch können die Anforderungen an die Datenaufnahme von Anwendung zu Anwendung sehr unterschiedlich ausfallen: Für die Erkennung von Werkzeugverschleiß wird beispielsweise mit Körperschallsensorik gemessen und die Messdaten werden mit 5G-Mobilfunktechnologie übertragen. Einfache Temperaturmessungen können hingegen bereits dazu beitragen, die eingesetzten Mengen an Kühlschmierstoff in Schleifanlagen zu optimieren. Bei der Datenaufnahme stehen je nach Anwendung die Echtzeitfähigkeit, Key-Perfomance-Indikatoren der Anwendung, Erwartungen an die Batterielaufzeit des Sensors bis hin zu Edge Computing im Fokus. Mit einer passenden Monitoring-Anwendung lassen sich die Anforderungen und Ergebnisse im Blick halten.Die Vorteile einer individuell ausgewählten Sensorik-Lösung sind Steigerungen der Uptime von Industrieanlagen wie Fräsanlagen, Pressen oder Schleifanlagen und eine bessere Einhaltung von Qualitätsstandards. Mit passendem sensorischem Monitoring lassen sich vielfältige Verbesserungspotenziale identifizieren und Anwendungen dezentral ausführen.

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