Channel Fokus: OT meets IT IT und OT: Symbiose mit Zukunft?

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IT und OT rücken bei Themen wie Edge Computing, Security und ­Automatisierung immer enger zusammen. Im Zeitalter der KI stehen in der Industrie große Veränderungen bevor, die eine intensivere Verzahnung von OT und IT zur Folge haben werden.

In einer zunehmend digitalisierten Welt verschmelzen die traditionell getrennten Bereiche OT und IT zu einem gemeinsamen Ökosystem. Wie tief die Integration von IT und Industrie bereits fortgeschritten ist und welche Ausprägungen denkbar und möglich sind, zeigt unter anderem die Hannover Messe. In diesem Jahr fand sie unter dem Motto „Energizing a Sustainable Industry“ statt und rückte Künstliche Intelligenz sowie Nachhaltigkeit in den Mittelpunkt. Angelockt hat sie rund 130.000 Besucher.

Die enge Verflechtung von OT und IT stellt Unternehmen vor neue Herausforderungen aber auch Chancen. Während OT historisch gesehen für Steuerung und Überwachung physischer Prozesse in Bereichen wie Fertigung, Energieversorgung und Transport zuständig war, verarbeitete und verwaltete die IT digitale Daten und Informationen. Heute jedoch eröffnen technologische Fortschritte und die zunehmende Vernetzung von Geräten und Systemen neue Möglichkeiten für die Integration von OT- und IT-Systemen. Diese ermöglicht nicht nur eine verbesserte Effizienz und Automatisierung von Betriebsprozessen, sondern auch die Nutzung von Datenanalyse und Künstlicher Intelligenz. Dadurch können nicht nur Produktionsabläufe optimiert werden, sondern auch innovative Produkte und Dienstleistungen entwickelt werden.

Edge-Computing fächert sich auf

Ein wichtiger Faktor bei der Verschmelzung von OT und IT ist Edge Computing. Denn die Verarbeitung von Sensor- und Videodaten aus der Produktion muss mit möglichst geringer Latenz erfolgen, damit etwa KI-Anwendungen schnell reagieren können, falls sie Abweichungen von der Norm erkennen. „Wir beobachten in der industriellen Technologie einen signifikanten Trend zur dezentralen Verarbeitung, wobei Rechen- und KI/ML-Funktionen auf Geräte in der Nähe der OT-Datenquelle verlagert werden. In den kommenden Jahren erwarten wir eine stetige Zunahme dieser vernetzten Edge-Knoten, die die eigentliche Grundlage der industriellen Digitalisierung bilden“, stellt Anna Ahrens, Principal Research Analyst, Manufacturing Technology beim Beratungs- und Marktforschungsunternehmen OMDIA, fest. Auf der Hannover Messe hat zum Beispiel Nokia mit MX Grid eine OT-konforme Industrial-Edge-Lösung mit KI/ML-Verarbeitungsfunktionen präsentiert, die das Edge-Computing nochmal unterteilt. Dabei wird in unmittelbarer Nähe zu Maschinen oder anderen Datenquellen wie etwa Kameras ein Pool orchestrierter, rechenfähiger Feldgeräte installiert. Diese kleinen Rechner, Nokia bezeichnet sie als Micro-Edges, sind mit einem spezialisierten, KI-fähigen Software-Stack ausgestattet und über private, drahtlose Netze oder ein zuverlässiges WLAN verbunden. Echtzeit-Sensordaten und Videofeeds können durch Micro-Edges mit KI-Hilfe mit minimaler Latenz analysiert werden, um so eine sofortige Reaktion auszulösen. Eine tiefere Analyse der Echtzeitdaten für spätere Korrekturmaßnahmen kann dann in einem weiteren Schritt auf einem leistungsstärkeren MX-Industrial-Edge-Rechner erfolgen.

Zusätzlich wächst durch KI der Bedarf nach Rechenleistung an Edge-Standorten. Den bedienen zu einem immer größeren Teil die IT-Hersteller durch robuste Edge-Server. Beispiele Dafür sind etwa der Dell PowerEdge XR4000z oder der brandneue Lenovo ThinkAgile MX455 V3 Edge Premier.

Digitale Zwillinge als gemeinsame Projekte von OT und IT

Immer wichtiger bei der Integration von OT und IT werden digitale Zwillinge. Auf der Messe an der Leine zeigten unter anderem HPE und Bosch Digital Twin Industries eine Edge-to-Cloud-Lösung für digitale Zwillinge. Geeignet soll sie für Unternehmen sein, die an entfernten Standorten sehr große Datenvolumina verarbeiten müssen. Als Software kommt dabei das KI-getriebene Bosch Digital Twin – IAPM im Zusammenspiel mit HPEs Ezmeral Unified Analytics zum Einsatz, um Analytics und Simulation in Echtzeit zu erledigen. Beide laufen in einer mittels Kubernetes orchestrieren Container-­Umgebung. Die Verarbeitung erfolgt lokal auf mit GPUs ausgestatteten HPE-Edge-­Servern. In die Cloud werden nur Analyse-Ergebnisse transferiert. „Der digitale Zwilling ist definitiv eine KI-Schlüsselanwendung, die konkrete neue Möglichkeiten eröffnet, Prozesse messbar zu optimieren und die Produktivität zu erhöhen“, erklärt Marc Fischer, Vorsitzender der Geschäftsführung bei HPE Deutschland. „Das Konzept ist jedoch sehr datenintensiv, weshalb zentralistische Cloud-Architekturen nicht immer der beste Ansatz sind.

Rockwell Automation, eines der führenden Unternehmen für industrielle Automatisierung, hat sich für eine Digital-Twin-Lösung mit Nvidia und Microsoft zusammengetan. Sie integriert die Digital-Twin-Software Emulate3D über APIs mit Nvidias Omniverse Cloud, um Erstellung, Echtzeit-Management und Simulation digitaler Zwillinge zu erleichtern. Dabei sollen laut Rockwell auch Microsofts KI- und Cloud-Lösungen zum Einsatz kommen.

Delta Electronics, in der IT-Welt als Hersteller von USVs und Netzwerksystemen bekannt, verfügt auch über eine Sparte für die Industrieautomatisierung. Delta kooperiert ebenfalls mit Nvidia und nutzt auf der Omniverse-Plattform entwickelte digitale Zwillinge für die Planung und Optimierung von Fertigungslinien. Dassault Systèmes, ebenfalls ein wichtiger Player bei Digital Twins, zeigte auf der Messe gemeinsam mit Omron, wie der Einsatz autonomer mobiler Roboter (AMR) durch die Virtual-Twin-Technologie optimiert werden kann. Die Spannbreite reicht dabei von der Planung, über die virtuelle Inbetriebnahme als Testlauf und das Management der Roboter bis hin zur proaktiven Wartung durch die Analyse von Sensordaten mittels KI.

KI-Copiloten in der Industrie

Die Bedeutung von KI zeigt sich auch in zahlreichen Partnerschaften in der Fertigung wie beispielsweise zwischen Siemens und Microsoft. Das Projekt Siemens Industrial Copilot verpflichtet sich dem Engagement, die Herausforderungen der modernen Produktion anzugehen. Durch die Integration von Siemens' Know-how im Bereich der industriellen Automatisierung und Microsofts Position im Bereich Cloud-Computing und KI soll die Effizienz und Produktivität in der Fertigungsbranche gesteigert werden. Ein Schwerpunkt dieser Zusammenarbeit liegt auf der Entwicklung von Lösungen für Predictive Maintenance, Qualitätssicherung und Produktionsoptimierung. Durch die Nutzung von Datenanalyse und maschinellem Lernen sollen Hersteller in der Lage sein, Produktionsprozesse zu optimieren, Ausfallzeiten zu minimieren und die Qualität ihrer Produkte zu verbessern. Als einer der ersten Anwender setzt der Autozulieferer Schaeffler auf die KI-Lösung.

AWS: E-Bike-Fertigung als Showcase auf der Messe

„AWSome e-Bikes“ nannte sich der fiktionale E-Bike-Hersteller, den AWS als Beispiel für eine digitalisierte Produktion auf der Hannover Messe präsentierte. Die Palette der eingesetzten Lösungen von AWS und Partnern reichte dabei vom Management der Lieferkette, über die Produktion bis hin zur Absicherung gegen digitale Angriffe.

In der Demo wurde gezeigt, wie AWSome e-Bikes mit AWS Supply Chain und einem GenAI-Assistenten auf Basis von Amazon Q eine Lieferkette mit vielen Lieferanten abhängig vom prognostizierten Bedarf und historischen Daten optimiert. In der Fertigung ermöglichen Lösungen aus dem Industrial-IoT-Portfolio von AWS ein Monitoring der OT-Daten in Echtzeit. Mit KI und ML können nicht nur Anomalien im Produktionsablauf entdeckt und Ausfälle der Fertigungsanlagen im Vorfeld verhindert werden, sondern auch Inspektionsprozesse automatisiert werden. Schließlich sorgen Lösungen von Claroty auf AWS im Gespann mit dem AWS Security Hub für Sicherheit.

Konvergenz zwischen OT und IT bei Security

OT und industrielle Steuerungssysteme in Produktionsstätten werden häufig in geschlossenen Umgebungen betrieben, worin IT- und OT-Systeme getrennt arbeiten. Das Internet der Dinge (IoT) und die Digitale Transformation ermöglichen jedoch eine Konvergenz zwischen beidem. Infolgedessen haben Cyberangriffe auf Produktionsstätten, beispielsweise in der Automobilindustrie, zugenommen und der Bedarf an Sicherheitsmaßnahmen in Fabriken wächst.

Dabei bleibt Ransomware nach wie vor die gefährlichste und häufigste Art der Cyberangriffe. Und wird sogar mehr und mehr zum eigenen Businessmodell ausgebaut. Beliebtes Ziel ist die Industrie. Doch OT-Sicherheit betrifft viele weitere Marktsegmente in der deutschen Wirtschaft. Des Weiteren ist die OT-Sicherheit von Angriffen auf die Lieferkette und Attacken beispielsweise von staatlich finanzierten Hacker sowie politisch motivierten Akteure bedroht. Dies belegt der Bericht „The Crisis of Convergence: OT/ICS Cybersecurity 2023“ von TXOne Networks in Zusammenarbeit mit Frost & Sullivan.

„Die Bedrohungslage der industriellen Fertigung und der kritischen Infrastruktur hat sich deutlich verschärft, was zu zerstörerischen Ereignissen, wirtschaft­lichen Verlusten und Gefahren für die leibliche Sicherheit geführt hat”, heißt es im Bericht.

Scheinbar ist dies bei den Unternehmen aber angekommen. Sie räumen dem Schutz kritischer OT-Anlagen laut dem Bericht Priorität ein, Datensicherheit steht bei den Investitionen weit oben. Dadurch wollen sie versuchen, die Widerstandsfähigkeit ihrer technologischen Infrastruktur zu stärken. Hierbei wenden sie sich dem Bericht zufolge innovativen Ansätzen wie Cyber-Physical Systems Detection and Response (CPSDR), die OT-Fachwissen aus verschiedenen Bereichen zusammenfügen sollen, zu. „Unternehmen räumen dem Schutz kritischer OT-Anlagen Priorität ein, wobei die Datensicherheit einen wichtigen Investitionsbereich innerhalb der OT-­Sicherheitsbudgets darstellt“, heißt es in dem Bericht weiter. Da der Bedarf an integrierter OT-spezifischer Sicherheit steigt, lohnt es sich also für Hersteller, ihre Sicherheitsplattformen für Betriebs­technologie zu erweitern. So tut es beispielsweise Fortinet mit der neuen ­FortiSwitch 424F, FortiExtender Vehicle 211F und der verbesserten FortiGuard.

Schutz vor Ransomware-Angriffen als gemeinsame Herausforderung

Auch in der Industrie sind immer mehr Geräte über die Netzwerkgrenzen hinaus miteinander verbunden. CISOs sind in OT-Umgebungen mit immer größeren Risiken konfrontiert. Studien etwa von Fortinet zeigen, dass drei Viertel aller befragten Unternehmen im vergangenen Jahr von mindestens einem Angriff auf ihre OT-Umgebung betroffen waren. Fast ein Drittel berichtete, Opfer eines ­Ransomware-Angriffs geworden zu sein. Unternehmen benötigten daher einen speziell für Industrielösungen entwickelten integrierten Sicherheitsansatz, der die Umsetzung von Richtlinien über die Angriffsfläche hinweg ermöglicht, einzelne Produkte konsolidiert und den betrieblichen Mehraufwand minimiert.

Eine wichtige Basis ist Echtzeit-OT-Threat-Intelligence. Die aktualisierte OT-Security-Plattform soll Kunden einen umfassenden Einblick in ihre Umgebung geben und eine sichere IT/OT-Konvergenz ermöglichen. Auch Zero Trust ist in Bezug auf OT fundamental. Dies ist vor allem für einen sicheren Fernzugriff auf OT-Assets für Remote-Mitarbeiter und externe Dienstleister hilfreich. Kunden brauchen robuste OT-Lösungen, da „IT und OT immer mehr verschmelzen und das Gesamtrisiko durch diese zusammenwachsenden Umgebungen steigt“, sagt Dan Sanderson, VP of Strategy, Cyber Advisors.

Mit FortiGate Rugged 70G mit 5G-Dual-­Modem bündelt zum Beispiel Fortinet vor allem zwei große Zukunftstechnologien: 5G und Künstliche Intelligenz. Die Appliance-Lösung ist seit Anfang des Jahres 2024 neu im Portfolio und soll die Netzwerk-, Sicherheits- und 5G-Konnektivität für OT-Umgebungen vereinfachen. Die Inbetriebnahme solcher Netzwerke „ist oft kompliziert und mit hohen Kosten verbunden“, bestätigt John Maddison, CMO und EVP, Product Strategy bei Fortinet. Wo früher viele Einzelprodukte verwendet wurden, kommt eine einzelne Appliance mit einfachem Management zum Einsatz.

OT- und IoT-Bedrohungen erfordern außerdem eine Neuausrichtung des Privileged-Access-Managements. CyberArk nennt dabei drei relevante Risiken. Zum einen ginge es um die Erkennung von Geräten und Durchführung von Updates durch PAM (Privileged Access Management). PAM-Lösungen können neue Geräte und Konten erkennen, sobald sie einem Netzwerk hinzugefügt werden. Die ­Accounts und die Anmeldeinformationen müssen dann sicher verwaltet werden, vor allem auch unter Beseitigung von Default-Passwörtern. Mit modernen PAM-Lösungen kann dieser Prozess auch auf die ­Credentials von OT- und IoT-Geräten ausgeweitet werden, sodass die Gefahr eines unbefugten Zugriffs vermindert wird. Von entscheidender Bedeutung ist die Sicherung der Endgeräte. Sie muss auch diejenigen Geräte umfassen, die über das Netzwerk auf OT- und IoT-Systeme zugreifen können, also etwa gemeinsam genutzte Workstations in Fabrikhallen. Mit Endpoint Privilege Management können die Geräte dabei zuverlässig abgesichert und ein Least-Privilege-Prinzip durchgesetzt werden. Um schließlich auf Nimmer Sicher zu gehen, sind mehrstufige Kontrollen angeraten.

Schlüsselrolle für die Distribution

Eine Schlüsselrolle bei der Sicherung der Industrie und der bedrohten Lieferketten kommt auch der Distribution zu. Es darf nicht vergessen werden, dass sich die Ansätze in Sachen Security zwischen IT und OT stark unterscheiden: „Aus dem Blick der OT ist die Verfügbarkeit der Produktion das höchste Ziel, weil jede Produktionsminute bares Geld bringt“, weiß Patrick Scholl, Head of OT bei ­Infinigate Deutschland. Das höchste Gut in der OT ist die Verfügbarkeit, gefolgt von der Integrität und letztlich der Sicherheit. Im Gegensatz zur IT-Security wird also eine gewisse Unsicherheit toleriert, solange die Produktion weiterlaufen kann. Daher wirbt der Infinigate-Partner TXone mit dem Slogan „Keep the operation running“. Erreichen möchte man dies beispielsweise mit einfachen und praktikablen Lösungen wie den Portable Inspector. Es handelt sich dabei um ein Gerät, das einem USB-Stick ähnelt. Es soll in der Lage sein, Schwachstellen in industriellen Netzwerken zu identifizieren und zu bewerten. Darüber hinaus soll der Portable Inspector eine effektive Überwachung und Analyse von OT-Systemen ermöglichen, um potenzielle Sicherheitsrisiken frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Inmitten des digitalen Wandels, der insbesondere den Anlagen- und Maschinenbau revolutioniert, gewinnt die Beratung und Sicherheit in der OT zunehmend an Bedeutung. Neue rechtliche Anforderungen wie NIS2 und der Cyber Resilience Act verstärken diesen Fokus zusätzlich und unterstreichen die Notwendigkeit für Unternehmen, sich verstärkt mit OT-­Security auseinanderzusetzen. Die OT sei laut Scholl nur ein Rahmenparameter für die Digitalisierung. „Je größer ein Unternehmen, umso dezidierter wird die OT-­Abteilung“, berichtet Scholl aus seiner Erfahrung. Die größte Herausforderung von der Integration von IT in OT liegen aber nach wie vor im Betrieb. Oft stellt sich die Frage, welche produktionsnahen Lösungen eingesetzt werden und wer schließlich den Hut dafür aufhat. Gerade in OT-Projekten sitzen nämlich viel mehr Stakeholder am Tisch als in der IT. Deshalb ist dort ein besonderes Kommunikationsgeschick gefragt und es muss an einem Strang gezogen werden: „Erfolgreiche Projekte entstehen immer im Schulterschluss aus IT und OT, was nicht immer heißt, dass Friede, Freude, Eierkuchen herrscht“, erklärt Scholl. Neben der richtigen Verteilung der Aufgaben, muss für eine erfolgreiche Integration von IT in OT das nötige Knowhow für das eigene Team beschafft werden.

Wenn es Unternehmen gelingt, Teams mit dem nötigen Wissen auszustatten, die zahlreichen Stakeholder hinter gemeinsame Projekte so zu versammeln, dass jeder bestmöglich seine Stärken ausspielen kann, werden sich auch in den Produktionshallen der Zukunft IT und OT ­erfolgreich die Hände reichen und die ­Innovationen voran treiben.

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