Was ist OT? – OT-Netzwerke in der Praxis
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Operational Technology (OT) und Information Technology (IT) nähern sich immer stärker an. Was bedeutet OT, welche Chancen und Risiken bietet es und wie kann man im Zuge der Digitalisierung OT und IT in der Praxis kombinieren? Dies möchten wir Ihnen in diesem Artikel aufzeigen.
Digitalisierung im Unternehmensumfeld betrifft nicht nur die Information Technology (IT), sondern auch Industrie 4.0 und das Internet of Things (IoT), die beide eng mit der Operational Technology (OT) verknüpft sind. Denn beide nutzen Sensoren und Aktoren für automatisierte Prozesse und ein IT-Netz zur Datenverwaltung, meist das Unternehmensnetz oder Internet-Techniken. So wachsen bisher strikt getrennte Netze dank TCP/IP zusammen. Das birgt einige Risiken und bringt Anpassungsprobleme mit sich. Dafür können Unternehmen die ermittelten Daten netzwerkweit analysieren, verarbeiten und nutzen. Auf diese Weise lassen sich selbst hochkomplexe Vorgänge automatisieren oder zum Beispiel das Bestandsmanagement, die Nachverfolgung von Komponenten und Produkten oder die Wartung von Maschinen einfacher, effizienter und sicherer gestalten.
Was bedeutet OT?
Die Abkürzung OT steht für Operational Technology und beschreibt Hardware und Software, die physische Geräte, industrielle Anlagen, Prozesse und Ereignisse überwacht und steuert.
Was ist ein OT Netzwerk?
In einem OT-Netzwerk sind Sensoren und Aktoren an eine Steuerung angeschlossen und überwachen Umgebungsbedingungen, erkennen Objekte oder lösen nach vorgegebenen Bedingungen Aktionen aus. So lassen sich zum Beispiel Fertigungsumgebungen automatisieren oder Gebäude überwachen. Die Kommunikation erfolgte bisher in geschlossenen Systemen mit proprietären Protokollen. Diese stehen heute meist über ihre Steuerungseinheit (SPS) oder ein Gateway in Verbindung mit einem TCP/IP-Netzwerk.
Zudem nehmen viele Sensoren per Funk Kontakt zum IoT auf. Zu den typischen Funktechniken zählen WLAN, Bluetooth, RFID oder ZigBee für den Nahbereich oder Mobilfunktechniken und spezielle Low-Power-WAN-Funktechnologien für große Distanzen. Die OT umfasst auch hier den Bereich der Sensoransteuerung. Den Übergang zur IT übernimmt ein Edge-Server mit Verbindung zu einem Unternehmensnetz oder eine Cloud.
Was bedeutet OT Security?
Operational Technology Security (OT-Sicherheit) überwacht, misst und schützt industrielle Systeme zur Automation und Prozessüberwachung sowie die zugehörige Sensorik, wozu auch der Schutz vor Angriffen aus dem Internet gehört. Letzterer ist oft schwer umsetzbar, denn die langen Maschinenlaufzeiten von durchschnittlich 20 Jahren erschweren die Aktualisierung von Firmware, Betriebssystem und APIs. Mit der Anbindung an ein IP-Netz stellen diese Maschinen ein Sicherheitsrisiko dar. Hinzu kommen unsichere Verbindungen sowie eine eingeschränkte Sichtbarkeit. Das macht IT-Sicherheit für OT-Systeme zu einer Herausforderung.
Was bedeutet IT?
Die Abkürzung IT steht für Informationstechnologie. Sie vereint als Oberbegriff Hardware, Software und IT-Services. Darunter fallen Geräte wie Server, PCs, mobile Endgeräte, Drucker und Netzwerkkomponenten. Software umfasst neben den Betriebssystemen alle Anwendungsprogramme sowie mobile Apps. IT-Services sind nicht nur Dienstleistungen in diesem Umfeld, sondern auch Cloud-Dienste.
Was ist der Unterschied zwischen IT und OT?
Die Unternehmens-IT verantworten in der Regel Spezialisten in einer separaten Abteilung. Die OT ist im Fertigungsbereich und Facility Management angesiedelt. Gerade bei IoT fällt die Abgrenzung zwischen IT und OT oft schwer.
IT vs OT
Im Fertigungsumfeld kann das international genormte ISA95-Modell Klarheit bei der Abgrenzung zwischen IT und OT schaffen. Dieses Konzept unterteilt die Fertigungsautomatisierung in fünf Ebenen. Die obersten Ebenen vier und fünf umfassen die übergeordnete Produktionsebene mit der Produktionsplanung sowie die Unternehmensebene mit der operativen und strategischen Steuerung einer Firma. Die digitalen Abläufe in diesen Ebenen werden der IT zugeordnet. Dazu zählen auch Kommunikationstechniken wie WLAN oder 5G sowie IT-Sicherheit, Simulationen, Smart Fabric, Big Data inklusive digitaler Zwillinge sowie Advanced Analytics.
OT-Systeme steuern die Prozesse auf den unteren drei Ebenen: der Linien-, der Maschinen- sowie der Produktionsebene.
Chancen und Risiken von Operational Technology
Vorteile der Verbindung von OT und IT im Unternehmen
Die Verknüpfung von OT und IT beschleunigt und automatisiert Prozesse: Sie erhöht die Prozesssicherheit, minimiert Maschinenausfälle, gestaltet die Lieferkette transparenter – und Bauteile, Güter oder Fahrzeuge lassen sich per Mausklick in Echtzeit lokalisieren. Im Handel erleichtert IoT Logistik sowie Bestandsmanagement und ermöglicht zusätzliche Absatzmöglichkeiten.
Die größten Risiken bei Industrie 4.0
Laut der aktuellen Bitkom-Studie zur Digitalisierung bei deutschen Industrieunternehmen setzen heute fast zwei Drittel (62 %) der Befragten Anwendungen wie vernetzte Produktionsanlagen, Echtzeitkommunikation zwischen Maschinen oder intelligente Roboter ein. Als größte Risiken bei Industrie 4.0, die auf IT kombiniert mit OT basiert, nennen die Befragten:
- Hohe Datenschutzanforderungen (61 %)
- IT-Sicherheit (57 %)
- Zu hohe Komplexität (52 %)
Mit einer professionellen Planung können Firmen jedoch die hohen Anforderungen beim Datenschutz und die Komplexität bewältigen. Vernetzte OT-Systeme lassen sich über ein durchdachtes Sicherheitskonzept schützen.
Welche IT und OT-Netzwerke Beispiele gibt es?
Viele Betriebe verbinden bereits OT- und IT-Daten in ihrem Fertigungsbereich, so lässt sich zum Beispiel in der Gebäudeautomation Energie einsparen. Zudem vereinfacht die Verbindung von OT und IT das Bestandsmanagement von Gütern und Bauteilen. Um die Vielfalt der Möglichkeiten anzudeuten, stammen die Beispiele aus verschiedenen Geschäftsbereichen und lösen unterschiedliche Probleme.
Predictive Maintenance
Bei Predictive Maintenance liefern in den Maschinen oder Anlagen integrierte Sensoren Daten zu ihrem aktuellen Status an eine zentrale Cloud-Plattform, etwa Temperatur, Leistung, Umdrehungen, Feuchtigkeit oder Auslastung. Bei Abweichungen von den Sollwerten kann der Service proaktiv reagieren, ein bestimmtes Bauteil austauschen oder die Wartungsarbeiten vorziehen, bevor größere Schäden entstehen. Das reduziert Ausfallzeiten und verlängert die Laufzeit der Anlage.
Energiesparende Gebäudenutzung
Um Energie zu sparen, kann eine Firma die Heizung und Stromversorgung von Räumen an ihre tatsächliche Nutzung koppeln. Wenn ein Mitarbeiter sich zu Arbeitsbeginn in die Zeiterfassung einloggt, fährt an seinem Arbeitsplatz sein Rechner hoch sowie bei Bedarf auch die Heizung/Klimatisierung. In Besprechungsräumen werden die Systeme nur für die gebuchten Zeiten aktiviert. Das betrifft Klima, Beleuchtung und Kommunikationssysteme.
Bestandsmanagement
Der Waren- und Materialbestand entscheidet über die Fertigungsplanung und das Bestellwesen. Die Produkte und Teile erhalten beim Wareneingang einen RFID-Sensor und werden in der Unternehmens-IT erfasst. Sensoren im Warenlager melden dann automatisch ihren Aufenthaltsort. So kann die IT die Mengen erfassen und bei Bedarf eine Nachbestellung tätigen.
Ein Beispiel für den Einsatz von OT stellt das Management von Waren- und Materialbestand dar, in dem Sensoren für die Prozessoptimierung genutzt werden.
Fazit: OT und IT für Anwendungen im Unternehmen
Industrie 4.0 und IoT stehen erst am Anfang. Wenn die OT mit ihren Automatisierungs-, Regelungs- und Überwachungsmechanismen angebunden ist an die IT, also an das unternehmensweite Datennetz oder das Internet, sind vielfältigste Verknüpfungen möglich, um Prozesse zu vereinfachen und zu automatisieren. Entscheidend ist, dass bei der OT- und IT-Verknüpfung die IT-Sicherheit sowie Datenschutzrichtlinien umfassend berücksichtigt sind. Gerade die IT-Sicherheit ist bei der Einbindung von Anlagen mit langen Standzeiten eine große Herausforderung.
IoT-Einsatz mit LoRaWAN-Sensoren
Viele Unternehmen überwachen bereits ihre Logistikprozesse mit Zulieferern und Partnern per IoT, um zum Beispiel eine durchgängige Lieferkette abbilden zu können. Dies lässt sich gut mit speziellen LoRaWAN-Sensoren umsetzen. Im Artikel „IoT-Plattform Vorteile mit LoRaWAN“ finden Sie dazu detaillierte Informationen.
