Open Access

Die Digitalisierung birgt sowohl für den Unternehmer, als auch für den Kunden diverse Vorteile. Als Instrument zur Veranschaulichung dieser Vorteile dienen vor allem Service-Apps, welche bereits von großen Unternehmen beispielsweise zur Produktnachverfolgung etabliert wurden. Das Mittelstand 4.0 – Kompetenzzentrum Hannover legt den Fokus auf kleine und mittelständische Produktionsbetriebe und vermittelt das Potenzial der Digitalisierung im Rahmen von Industrie 4.0. Dies geschieht anhand einer Produktionslinie personalisierter Kugelschreiber und einer zu Demonstrationszwecken entwickelten App für mobile Endgeräte. Konzeptionierung, Entwicklung und Umsetzung dieser App werden genauestens aufgeführt und erläutert. Die App wurde unter dem Betriebssystem Android entwickelt und gliedert sich in sieben Phasen, beginnend mit der Anforderungsanalyse bis hin zur Veröffentlichung im Google Play Store. Während der Unternehmer die Möglichkeit geboten bekommt, Rückschlüsse als Entscheidungshilfe zur effizienteren Gestaltung der Produktion zu nutzen, ist der Kunde in der Lage, seine Aufträge echtzeitnah in der Produktion nachzuverfolgen und gegebenenfalls Änderungen vorzunehmen.

This document concerns IT security in production facilities. It is intended for small and medium-sized enterprises that are looking for a simple procedural model for ensuring IT security in production areas. In order to raise readers’ awareness of IT security in production facilities, security incidents are presented in section 2. It is clear that cyber attacks on production facilities in this day and age are not random, but are instead based on a targeted process. An overview of the most important standards and recommendations on the topic of “IT security in production” then follows in section 3. Section 4 develops a concept for setting up an IT security system for small and medium-sized enterprises (SMEs) on the basis of a ten-point plan. The focus is not only on technical measures, but also in particular on the most frequently neglected organizational measures. Section 5 then describes the outlook for future requirements and solutions in the context of Industry 4.0.

Es wird der Fall des reinen Internverkehrs zwischen endlich vielen Teilnehmern bei voller Erreichbarkeit der Verbindungswege an einem einfachen Modell behandelt. Die Verkehrsgrößen werden berechnet. Der Verlust wird nach seinen verschiedenen möglichen Entstehungsursachen spezifiziert. Die entsprechenden Verlustwahrscheinlichkeiten werden exakt berechnet. Für die numerische Berechnung werden Rekursionsformeln abgeleitet. Unter den genannten Voraussetzungen sind die angegebenen Beziehungen auch für kleinste Teilnehmeranzahlen gültig. Ein aktueller Anwendungsfall liegt bei der Bemessung der Sprechkreisanzahl in einem Nachrichtensystem mit dezentraler Vermittlungstechnik und Vielfachzugriff zu den vorhandenen Sprechkreisen vor.

Ziel des Projektes war es, nominative Grundlagen für die Kriterien eines Performace-Quality-Labels (PQL) für LED-Leuchten zu erarbeiten. Unter dem PQL wird ein Qualitäts- und Energielabel verstanden, das für LED-Produkte auf Grundlage der aktuellen und sich entwickelnden Normensituation erarbeitet werden soll. Durch das Bestimmen der für eine gute Produktqualität erforderlichen Faktoren, soll durch die beteiligten Forschungseinrichtungen ein Katalog von Mindestanforderungen für LED-Leuchten entwickelt werden. Auf der anderen Seite sollen der Leuchtenindustrie konkrete Hinweise für die Entwicklung und Optimierung von LED-Leuchten bezüglich der im Projekt geforderten Werte zur Verfügung gestellt werden. Ergebnis: Es wurde die Alterung von Hoch- und Mittelleistungs-LEDs bei verschiedenen Strömen und Boardtemperaturen hinsichtlich Lichtstrom, Farbort, Spektren und Änderung des thermischen Widerstands untersucht, um die Lebensdauer der LEDs durch eine Extrapolation herstellerunabhängig ermitteln und den Leuchtenherstellern verfügbar zu machen. Durch umfangreiche Untersuchungen zu ESD und EMV-Eigenschaften sowie Temperatur- und Stromverhalten der LEDs, war eine thermische und elektrische Modellierung möglich. Ziel: ein korrektes Datenblatt für die LEDs seitens der LED-Hersteller zu erarbeiten sowie ein relevantes Binning-Schema mit Beurteilungskriterien für die verschiedenen Binning-Klassen zu erstellen. Zudem lassen sich Hinweise ableiten, wie zukünftige LED-Leuchten mit RGB- und weißen LEDs auf Farbort- und Lichtstromkonstanz bei verschiedenen Temperatur- und Stromänderungen geregelt werden können. Durch die Vergleichsmessungen von mehr als 70 LED-Leuchten konnten die Schwachstellen und Unzulänglichkeiten in der qualitätssicherenden Kette ermittelt und mit den Firmen besprochen werden. Die Auswertung der an der TU Darmstadt gealteten LED-Leuchten konnte der Leuchtenindustrie konkrete Hinweise über Alterungsmechanismen, thermisches Management bei verschiedenen Betriebstemperaturen und die Restwelligkeit der LED-Ströme geben. Zudem wurden Faktoren erarbeitet, wie die LED-Leuchte durch Materialauswahl (Wärmeleitpasten, Dichtungsring), durch konstruktive Kabelführung und Elektronik-Auswahl an Zuverlässigkeit gewinnen kann. Eine Datenbank mit einer Typisierung der LED-Fehler, Entstehungsorte, Ursachen und wirtschaftlicher Folge konnte erstellt und mit der Leuchtenindustrie und professionellen Anwendern ausgetauscht und gepflegt werden. Die Grundlage für die Akzeptanz der LED-Beleuchtung durch die professionellen und privaten Anwender kann nur geschaffen werden, wenn die Licht- und Farbqualität untersucht und deren Mindestwerte für hochqualitive LED-Produkte definiert werden können. An Hand der Untersuchung der Farbwiedergabeskalierung konnte gezeigt werden, dass LED-Systeme mit guter Farbwiedergabe eine Ra-Wert von 86 und R9 für gesättigte rote Farben von mehr als 45 aufweisen sollten. Um die Detektierbarkeit der stroboskopischen Erscheinungen von PQWM-betriebenen LEDs zu minimieren sollte die Pulsfrequenz nicht weniger als als 350 Hz – 400 Hz betragen. Alle gewonnenen optischen, lichttechnischen, thermischen und elektrischen Erkenntnisse und Erfahrungen wurden während der Projektarbeit systematisch zusammengestellt und mit Zielwerten bzw. Grenzwerten versehen, so dass sie über die Qualitätsmerkmale (Performance Quality Label) in drei Vorträgen der Leuchtenindustrie präsentiert werden konnten. Die Ziele des Projekts konnten im vollen Umfang erfüllt werden. Die Erkenntnisse vom Projekt konnten durch sechs reguläre Treffen, zwei Sonderworkshops, drei VDE/ZVEI Workshops und zahlreiche Publikationen, Buchbeiträge und Konferenzbeiträge an die Lichtindustrie, Lichtplaner und weitere Interessierte transferiert werden. Das IGF-Vorhaben 14 LBG der Forschungsvereinigung Elektrotechnik wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Das Projekt SEC_PRO verfolgte die Möglichkeit der Erarbeitung einer neuartigen IT-Sicherheitslösung für Automatisierungssysteme. Die Ermittlung des Stands der Technik zeigte, dass die IT-Sicherheit in der Automatisierungstechnik von Lösungen der Standard-IT in Büronetzwerken geprägt ist, ohne auf spezielle Anforderungen der Automatisierungstechnik einzugehen. Eine Anforderungsanalyse erbrachte, dass IT-Sicherheitslösungen benötigt werden, die sich mit dem zunehmenden Vernetzungsgrad von Automatisierungssystemen in Einklang bringen lassen. Dazu ist eine IT-Sicherheitsschicht für das PROFINET-Protokoll konzipiert und implementiert worden, die einen integrierten Schutz der Kommunikation und der Komponenten selbst ermöglicht. Dabei kommen gezielt Security Token Technologien zum Einsatz. Eine Evaluierung der kryptografischen Funktionen zeigte, dass deren Verwendung unter gewissen Voraussetzungen möglich ist. Mit Hilfe eines Demonstrators ist konnte die Echtzeitfähigkeit der IT-Sicherheitsschicht validiert und dessen Schutzwirkung nachgewiesen werden. SEC_PRO kann als Ausgangspunkt für weitere Vorhaben bezüglich integrierter IT-Sicherheitsmaßnahmen gesehen werden, die auf eine Anwendung der Kryptografie in der Automatisierungstechnik abzielen.