Industrial Security im Kontext von Industrie 4.0

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1 Industrial Security im Kontext von Industrie 4.0 Prof. Dr. Dieter Wegener, Head of Technology, Industry Sector. Answers for industry.

2 Industrial Security Schlagzeilen über aufgedeckte Schwachstellen mittlerweile auf den Titelseiten In Sachen Sicherheit Druck auf SCADA-Entwickler notwendig Angela Merkel jahrelang ausspioniert USA durch Hacker-Angriffe gefährdet Kraftwerks- und Produktionsanlagen-Software in USA offenbart riskante Sicherheitslücken Angriff auf interne Datenströme von Google und Yahoo Industrielle Leitsysteme kommen in die Jahre vermehrte Anfälligkeit für Cyberattacken Stromnetz im Visier von Hackern 12. Februar 2013: Unsere Gegner suchen nun auch nach Möglichkeiten, unser Energieversorgungsnetz, unsere Finanzinstitutionen und unsere Luftfahrtkontrollsysteme zu sabotieren. Wenn wir die letzten Jahre zurückblicken, müssen wir uns wundern, dass wir angesichts der realen Bedrohung unserer Sicherheit und Wirtschaft nichts unternommen haben. Deshalb habe ich im Laufe dieses Tages eine neue Rechtsverordnung unterschrieben, die unsere Cyber-Abwehr stärken wird... Nun muss der Kongress ebenfalls handeln und dieses Gesetz verabschieden, um unsere Regierung besser in die Lage zu versetzen, unsere Netzwerke zu sichern und Angriffe zu verhindern. - US President Barack Obama Page 2

3 Industrial Security Cyber-Bedrohungen können Ihre Anlage an vielen Stellen treffen Cyber-Security-Bedrohungen schaffen Handlungsbedarf Verlust von geistigem Eigentum, Rezepturen, Sabotage an der Produktionsanlage Anlagenstillstand z. B. durch Viren oder Malware Manipulation von Daten oder Anwendungssoftware Unbefugter Einsatz von Systemfunktionen Vorschriften und Normen bezüglich Industrial Security müssen eingehalten werden Vorschriften: FDA, NERC CIP, CFATS, CPNI, KRITIS Standards: ISA 99, IEC Page 3

4 Industrial Security Das Defense in Depth Konzept* bietet Schutz, der in die Tiefe geht Beispiele Physischer Zugangsschutz zu Anlage und kritischen Systemen Ausblick: Es ist noch viel zu tun Security Management für Prozesse und technische Maßnahmen Schutz des Anlagen-/ Maschinennetzwerks durch Segmentierung Security Services zum Schutz des kompletten Lebenszyklus einer Anlage Bewahren der Systemintegrität mit integrierten Security Funktionen Page 4 * basierend auf IEC 62443

5 Vision der Industrie 4.0 Steigerung der Effizienz, kürzere time-to-market, höhere Flexibilität Markt Dynamische Anforderungen Markt Zufriedene Kunden Information Aktuell Design Ganzheitliche Modellierung Produktion Selbstoptimierung Selbstheilung Engineering Autonome Komponenten Inbetriebnahme Selbstkonfiguration Page 5

6 Siemens - Roadmap zu "Industrie 4.0" Evolution statt Revolution Gestern und heute Heute und morgen: Evolution 2030 Automatisierungstechnik Charakteristika Vorgeplante Abläufe Umfeld planbar gestaltet Abweichung vom Plan ist Fehler Drei Kernelemente: Produktionsnetzwerk Verschmelzung virtueller mit realer Welt Cyber-Physical Systems Charakteristika Flexible Abläufe Situations-abhängiges Umfeld Ad-hoc-Entscheidungen Page 6

7 Die Zukunft der Industrie: Industrie 4.0 drei Kernelemente 1 Produktionsnetzwerk Flexible Wertschöpfungsketten mit unternehmensübergreifenden, in Echtzeit verfügbaren Informationen 2 Verschmelzung virtueller mit realer Welt Integration von Produktdesign und Produktions-Engineering für reduzierte Markteinführungszeiten 3 Cyber-Physical Systems (CPS) Modulare Produktionseinheiten mit vollständigem und konsistentem virtuellen Abbild Page 7

8 Kernelement 1: Produktionsnetzwerk auf Basis MOM (Manufacturing Operations Management) Flexible Wertschöpfungsketten mit unternehmensübergreifenden, in Echtzeit verfügbaren Informationen Page 8

9 Siemens erweitert sein Portfolio auf MOM (Manufacturing Operations Management) PLM SCM ERP QMS Forschung/ Entwicklung EMI APS MOM MES Produktionsmanagement HMI-SW/SCADA ISA-95 Automatisierung NC PLC HMI Batch DCS Sensoren, Antriebe, Feldgeräte QMS: Quality Management System EMI: Enterprise Manufacturing Intelligence APS: Advanced Planning & Scheduling Page 9

10 Kernelement 2: Integration von Produktentwicklungs- und Produktionsprozess Beispiel Produktentwicklungs- und Produktionsprozess Gestern Design & Entwicklung Definition Design & Entwicklung Betrieb Service Heute Produkt Produktion Zeit Definition Design & Entwickl ung Betrieb Service Produkt Produktion Zeit Effizienz steigern, Time-to-Market verkürzen, Flexibilität erhöhen Page 10

11 Kernelement 2: Virtuelle und reale Fertigungswelt verschmelzen mit Produkten unserer Digital Enterprise Platform Design und virtuelle Produktion Reale Produktion Produktionsausführung Produktdesign PLM Product Lifecycle Management TIA Totally Integrated Automation Produktionsplanung Produktions- Engineering Page 11

12 Kernelement 3: Cyber-Physical Systems (CPS) Cyber-physical system (CPS) Enthält alle Informationen über Software / Informatik Ortsangabe, Identität Mechanik Elektrik, Elektronik Zustand SW-Version Automatisierung, HMI Schnittstellen Physische Produktionseinrichtung Digitales Model Safety, Security Maintenance Das digitale Modell ist immer aktuell und wird über den gesamten Lebenszyklus erweitert Produktionsausführung Produktionsplanung Produktdesign Produktions- Engineering Services Page 12

13 "Virtuelle Maschine" - Erhöhung der Produktivität durch Simulieren des Fertigungsverfahrens Digitaler Zwilling Simuliertes Herstellen eines Werkstücks Ermittlung von Produktionszeiten. 10% Produktivitätssteigerung im laufenden Betrieb und bis zu 80% Zeiteinsparungen beim Aufstellen/Einrichten der realen Maschine. Page 13

14 Industrial Security im Kontext von Industrie 4.0 Erweitertes Defense in Depth Konzept* durch intelligente Security Mechanismen Beispiele Physischer Intelligenter physischer Zugangsschutz Schutz zu Gebäuden zu Anlage und kritischen Anlagen Systemen Selbstsynchronisierende Zutrittsberechtigungen Security Automatisierte Management für selbstlernende Prozesse und Security technische Management Maßnahmen Prozesse Dynamische Threat Analyse und Adaption CPS Security Schutz bzw. Services Nachweis zum Schutz der Integrität des kompletten des Lebenszyklus gesamten Systems einer Anlage entlang des Lebenszyklus Schutz Dynamische, des Anlagen/ flexible Maschinen- Netzwerkarchitekturen netzwerks durch Stetige Segmentierung Überwachung der Netzwerke und Kommunikation Bewahren Eindeutige der und sichere Systemintegrität Integrität für Produkte, mit integrierten Prozesse und Security Maschinen Funktionen Page 14 * basierend auf IEC 62443

15 Industrial Security im Kontext von Industrie 4.0 Grundlegende Anforderungen Security by Design Integrierte Security-Maßnahmen zur Minimierung nachträglicher Ergänzungen der Systeme Einfache, systemimmanente Projektierung Benutzerfreundliche Lösungen Wirtschaftliche und zuverlässige Lösungen Betrachtung der Gesamtsicherheit Zusammenwirken von Safety und Security Berücksichtigung des Systemkontexts Anpassungsfähige Sicherheitskonzepte Selbstlernende Security angepasst an dynamischen Produktionsarchitekturen Page 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr. Dieter Wegener Industry Sector, I IA ATS Gleiwitzer Str Nuernberg, Germany Telefon: Fax: Mobil: Answers for industry. Page 16

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