Industrial Internet of Things (IIoT) - Was ist das?

Mit dem Industrial Internet of Things (IIoT), der industriellen Ausprägung des IoT (dem Internet der Dinge), hält die Digitalisierung zunehmend Einzug in die Welt der Industrie. Denn richtig eingesetzt hat IIoT positiven Einfluss auf das Wachstum, die Wettbewerbsfähigkeit und die Zukunftsfähigkeit der Unternehmen. Zunächst gilt es allerdings, die bislang traditionellen industriellen Netzwerke zu modernisieren, um die richtige Grundlage für das Industrial Networking zu schaffen. Dafür ist es wichtig, die wesentlichen Herausforderungen zu kennen:

Inhalt:



Ein Buzzword der Digitalisierung: Was ist IIoT?

IIoT steht für Industrial Internet of Things und betitelt das Internet der Dinge im industriellen Umfeld. Im Vordergrund steht die industrielle Ausprägung, sprich, industrielle Prozesse und Abläufe. Ein wichtiges Ziel von IIoT ist es, Information Technology (IT) und Operational Technology (OT) zu verbinden. Damit schaffen Unternehmen die notwendigen Konvergenzen für die Umsetzung von Digitalisierungsprojekten im industriellen Umfeld.

 

IIoT und IoT – ist das letztlich nicht das gleiche? Worin liegen die Unterschiede?

Prinzipiell beruhen IoT (Internet of Things, das Internet der Dinge) und IIoT in vielen Bereichen auf gleichen Konzepten und Technologien. Eine Abgrenzung ist dennoch möglich und nötig: IoT basiert auf der vernetzten Kommunikation zwischen Maschinen, Systemen und anderen Gegenständen, die mit Sensoren und Schnittstellen ausgestattet sind. Im Vordergrund stehen hauptsächlich die menschlichen Interaktionen mit den Geräten und Objekten. So können Geräte mit ihrem Benutzer interagieren, auf bestimmte Ereignisse hinweisen oder vor Problemen warnen. Es dreht sich in erster Linie darum, den Benutzerkomfort zu steigern (Beispiel Smart-Home-Technologie).

Bei IIoT geht es nicht um die Interaktion von Mensch und Maschine, sondern um die Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen. Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale zu IoT liegen damit in der Datenmenge sowie der Komplexität. IIoT-Geräte sind weit hochwertiger, weil ihre Sensoren empfindlicher und präziser sein müssen. Wesentlich ist aber auch, dass sie mit den teils widrigen Umgebungsbedingungen eines industriellen Umfelds zurechtkommen (wie beispielsweise Hitze, Kälte, Staub oder Wasser).

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Mit Industrial Networking gegen den Digitalisierungsdruck bestehen? Was sind die Vorteile von IIoT-Lösungen? Und welche Unternehmen können vom Industrial IoT profitieren?

Mit IIoT-Lösungen lassen sich industrielle Umgebungen mit Hilfe modernster Technologien zu smarten bzw. Connected Factories modernisieren. Diese arbeiten dann wesentlich schneller, genauer und selbstständiger als ihre Vorgänger. Die Folge: Die betriebliche Effizienz steigt, die Kosten sinken.

Außerdem ergeben sich verschiedene Business Values. Die modernisierten Infrastrukturen sind höher skalierbar, visibler und lassen sich besser verwalten. Neue Entscheidungsmöglichkeiten in der Produktion (neue Geschäftsmodelle) und Zukunftssicherheit sind das Resultat.

IIoT-Lösungen sind grundsätzlich in verschiedenen Bereichen effizient einsetzbar:


Worin liegen die Herausforderungen bei IIoT? Wie weit komme ich mit einem traditionellen industriellen Netzwerk, wenn ich Digitalisierungsvorhaben umsetzen möchte?

Bei allen bekannten Vorteilen der Digitalisierung bringt sie vor allem eins mit: eine steigende Anzahl von Endgeräten, die angebunden werden müssen. Traditionelle industrielle Netzwerke stoßen hier an ihre Grenzen. Sie können die anfallende Menge an Geräten und Daten nicht mehr effizient managen. Dass immer mehr Mobile Devices – vom Sensor über WiFi Access Points bis zum Handscanner – Zugriff auf firmeninterne Ressourcen verlangen, verstärkt das Problem. Erschwerend kommt für die Produktions-, Betriebs- und Netzwerkverantwortlichen hinzu: Personal- und Budgetressourcen werden immer knapper, die Bedrohungsszenarien steigen, und die Anzahl der zu befolgenden Regelwerke nimmt zu.

Wollen Unternehmen Abhilfe schaffen und moderne industrielle Netzwerke aufbauen, müssen sie drei große Herausforderungen im Blick haben:

  1. Automatisierung & Schnelligkeit: Um Kosten zu sparen und neue Geräte einfacher einbinden zu können, müssen zentralisierte Funktionen auf das Industrial Network ausgeweitet werden.
  2. Management & Monitoring: Um eine zielgerichtete Fehlersuche zu gewährleisten und Optimierungen einzuleiten, gilt es, die gesamte Netzwerk-Topologie zu überwachen.
  3. Assurance & Security: Bedrohungen und Schwachstellen müssen bewältigt werden, indem einheitliche Strategien auf Industrieumgebungen ausgerollt werden.

Hierbei nicht zu vergessen: die Hardware. Auch sie muss in einer industriellen Umgebung an die spezifischen Gegebenheiten angepasst sein. So gibt es je nach Umgebung spezifische Anforderungen – beispielsweise an das Material, die Wasser- oder Staubverträglichkeit oder auch in puncto Hitze- oder Kälteresistenz.

 

Wie wichtig ist das Zusammenspiel aus IT und OT?

Projekte zur Modernisierung industrieller Netzwerke können aufgrund ihrer Komplexität schnell scheitern. Meist liegt es daran, dass sich industrielle Kommunikationsnetzwerke von den gewöhnlichen Netzwerken verwaltender Bereiche erheblich unterscheiden. Sie sind in der Regel historisch gewachsen. Bei ihnen gilt es, Information Technology (IT) und Operational Technology (OT) zu unterscheiden:

Während in der IT-Umgebung büro-typische Endgeräte wie PCs oder Drucker eingesetzt werden, liegt der Anwendungsbereich bei OT in anspruchsvollen Industrieumgebungen mit grundlegend anderen Applikationen. Es geht um Hardware und Software für die leistungsstarke Überwachung und Steuerung von Maschinen, Anlagen und Prozessen. Bei diesen Systemen besteht oft das Problem, dass sie schon sehr alt sind. Sie sind als Insellösungen für die jeweilige Anwendung gewachsen und wurden ohne ein entsprechendes Netzwerkverständnis über die Jahre lediglich instandgehalten – denn eine kommunikative Vernetzung zählte schlicht nicht zu ihren Anforderungen.

Diese stiefmütterliche Behandlung des Themas Netzwerk wird im Digitalisierungszeitalter zur Stolperfalle. Damit Digitalisierungsprojekte im industriellen Umfeld erfolgreich sind, müssen Unternehmen Konvergenzen zwischen IT und OT schaffen. Nur so können sie auftretende Kommunikationsprobleme beheben.

Lösungen wie die Cisco Digital Network Architecture (DNA) leisten hier Unterstützung: Cisco DNA ermöglicht Unternehmen, durch IT-bekannte Netzwerkautomatisierung das notwendige Zusammenspiel zwischen IT und OT zu erzielen. Weiterführende Informationen bietet unser Ratgeber „Industrial Networking mit Cisco DNA“.

 

Herausforderung Security: Was ist das Besondere im IIoT-Umfeld? Welche Aspekte muss ich bei der Absicherung industrieller Netzwerke beachten? Wie funktioniert die Absicherung von IIoT mit Cisco Cyber Vision?

Insbesondere der Security kommt beim Thema Industrial Networking eine besondere Bedeutung zu. Mit der wachsenden Menge an zu verarbeitenden Daten und stärkerer Vernetzung entstehen immer mehr Angriffsvektoren. Gleichzeitig ist das Thema Hochverfügbarkeit von Daten und Datenströmen in industriellen Netzwerken wesentlich geschäftskritischer als im restlichen Unternehmen. Ausfallzeiten – im schlimmsten Fall in Form von Produktionsausfällen – können schnell immense Kosten verursachen und in der Folge auch die Reputation des Unternehmens schädigen. Trotzdem spielt Security in industriellen Umgebungen oft eine untergeordnete Rolle.

Relevant ist auch an dieser Stelle die Unterscheidung zwischen IT und OT: Beide stellen unterschiedliche Anforderungen an die Sicherheit. Im IT-Bereich geht es vorrangig um die Sicherheit von Systemen, die Skalierbarkeit der Infrastruktur, die Visibilität der Komponenten und um das einfache Management. Die OT-Anforderungen umfassen dagegen zuallererst die Sicherheit von Personal und Prozessen, die Gewährleistung des Betriebs, die Ausfallsicherheit der Komponenten sowie die einfache Bedienbarkeit. Bei dieser Kluft wird schnell klar: Sicherheitslösungen können nur dann effektiv sein, wenn sie beiden Seiten – IT und OT – gerecht werden. Nur dann ist der vollumfängliche Betrieb einer Sicherheitslösung gewährleistet. Cyber-Security-Know-how (Netzwerkkenntnisse, Sicherheitsrichtlinien, Troubleshooting) und Industrie-Know-how (operative Kenntnisse, Kritikalitätseinschätzung, Produktionsbetrieb) müssen zusammenfinden.

Mit Cisco Cyber Vision existiert eine Sicherheitslösung zur Überwachung von industriellen Lösungen, die Betreiber industrieller Netzwerke vollumfänglich absichert. Sie wurde entwickelt, um OT-Personal in ihrem operativen Betrieb zu unterstützen und ist in bestehende Sicherheitslösungen integrierbar. Dabei ist sie auf vorhandenen IOx-fähigen Geräten lauffähig. Sie reduziert damit Kosten und vereinfacht das Deployment.

Cisco Cyber Vision ermöglicht die umfassende Darstellung des operativen Netzwerks: Die Lösung überwacht den Netzwerkverkehr und extrahiert diverse Geräteinformationen. Dazu zählen Hersteller, Seriennummer und Softwarestand, die MAC- und IP-Adresse, Protokolle sowie Backplane-Informationen aus den SPS-Steuerungen oder I/O-Boards. Geräteinformationen und Kommunikationsbeziehungen stellt Cisco Cyber Vision in leicht nachvollziehbaren Tags und Ereignissen dar.  So ist es auch möglich, die Änderung von Variablen zu verfolgen, um die Integrität des Industrieprozesses zu überwachen.

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Die Cisco Cyber Vision Architektur besteht aus zwei Stufen: den Sensoren und dem Cyber Vision Center. Die Sensoren laufen direkt auf den Switchen, Routern und Compute-Einheiten. Sie überwachen den anfallenden Netzwerkverkehr und leiten die Metadaten an das Cisco Cyber Vision Center weiter. Dieses sammelt die Daten der Sensoren ein und stellt die gesamte Logik für eine Analyse und Auswertung zur Verfügung. Es fungiert damit als Schnittstelle zum User sowie zu anderen Cisco- und Drittherstellerprodukten. Durch die vielfältigen Anbindungsmöglichkeiten an bestehende Enterprise Systeme ist Cisco Cyber Vision die einzige voll integrierte OT-Sicherheitslösung auf dem Markt.


IIoT in meinem Unternehmen: Wo finde ich Unterstützung zum Thema? Wie erfahre ich, wie sicher meine IIoT-Lösungen tatsächlich sind?

Die Herausforderungen in Bezug auf industrielle Netzwerke sind umfangreich. Die Berater von Logicalis verfügen über eine hohe IIoT-Expertise: Unser Unternehmen kann unter den deutschen IT-Dienstleistern die höchste Dichte von Industrial Networking zertifizierten Solution Engineers aufweisen. Darüber hinaus verfügen unsere Experten über erweiterte Kenntnisse im Umgang mit den gängigen Herstellern im Produktionsumfeld; so sind für sie auch Brown-Field-Szenarien kein Problem.

Sie suchen einen Partner, der Sie bei der Implementierung von industriellen Netzwerken unterstützt? Dann Sprechen Sie uns an!