Es geht um die Digitalisierung der heute aufwändigen und manuellen Risikobewertung der Sicherheit. Unter Sicherheit wird hier die Maschinensicherheit gefasst, inklusive der funktionalen Sicherheit (Safety) und der IT-Sicherheit (Security). Die Komplexität und der Aufwand dieser heute manuell vorgenommenen Risikobewertung steigen durch die Einführung von automatischen Rekonfigurationstechnologien, wie Plug-and-Produce oder Verfahren der künstlichen Intelligenz, in Maschinen massiv und sind für Menschen alleine nur schwer zu beherrschen. Die Risikobewertung von Maschinen ist damit heute eines der großen Hindernisse, Industrie 4.0-Technologie in der realen Anwendung zu nutzen.

Maschinensicherheit muss manuell bei jeder Veränderung analysiert und beurteilt werden Rekonfigurationsverfahren für agile Produktionen bzw. für die Matrixproduktion werden häufig nicht oder mit starken Einschränkungen im realen Betrieb eingesetzt, da eine Rekonfiguration bzw. neues Produkt einer Produktionsanalage immer auch eine erneute Betrachtung und ggf. Zertifizierung der Maschinensicherheit bzw. eine Gefährdungsbeurteilung benötigt. Dies beinhaltet sowohl die Informationssicherheit („Security“), z.B. durch eine Risiko- und Bedrohungsanalyse nach der Normenreihe IEC 62443 oder VDI/VDE 2182 Blättern als auch die funktionale Sicherheit („Safety“), z.B. mit einer Risikobeurteilung nach zutreffenden Normen wie z.B. IEC 61508, IEC 62061, ISO 13849 oder ISO 12100. Zuletzt muss auch eine Gefährdungsbeurteilung nach DGUV (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung) für den Arbeitsplatz mit der Maschine erfolgen. Alle Aspekte erfolgen aktuell typischerweise manuell und zeitintensiv durch Experten in einem zyklischen (z.B. jährlichen) oder eventbasierten Prozess. Überdies werden die Themen Safety & Security von Unternehmen fast immer getrennt voneinander behandelt. Die Wechselwirkungen der beiden Domänen werden momentan nicht betrachtet und durch die gegenseitige Beeinflussung kann die benötigte Sicherheit nicht immer gewährleistet werden. Weiter kann durch die ganzheitliche Betrachtung der Sicherheit auch Assets, wie Knowhow der Maschinen und die permanente Erfüllung der zutreffenden Normen gesehen werden. Außerdem ist zu beobachten, dass die funktionalen Sicherheit zunehmend über eine gemeinsame Netzwerkinfrastruktur in Software erstellten Verknüpfungen auf vernetzen Steuerungen (PLC) realisiert wird. Zusammengefasst: Automatische Rekonfigurationstechnologien für Produktionssysteme können heute nicht effizient eingesetzt werden. Der Grund ist der hohe Aufwand für die notwendige Rezertifizierung von Safety & Security.

Automatisiert die Maschinensicherheit (Safety & Security) überprüfen Daten maschinelesbar machen Ziel ist es ein automatisches Bewertungssystem von Safety & Security Eigenschaften für die wandlungsfähige / agile Produktion und intelligente technische Systeme zu entwickeln, mit dem die Aufwände für die Sicherheitsbewertung deutlich reduziert werden können. Die Bewertung wird ein datengetriebener Prozess mit einem Experten-System kombiniert sein. Dazu ist das heutige Vorgehen zu analysieren und Informationsquellen zu identifizieren. Daraus sind die Datenquellen zu ermitteln und eine geeignete Semantik zu definieren, um dies dann als Informationen in deinem Digitalen Zwilling (AAS) bereitstellen zu können. Im nächsten Schritt wird mit KI-Verfahren (Knowledgegraph bzw. Ontologie) das Bewertungssystem entwickelt, welches mit dem implementierten Wissen die Einhaltung von Anforderungen aus Normen prüft und Gefahren identifizieren kann. Dies erfolgt auf den eingelesenen Daten und Informationen aus der Maschine, dem Produkt und der Produktionsumgebung.

Flexible und dynamische Produktion benötigt dynamische Sicherheitskonzepte

• Automatisierung der komplexen Safety- und Security Bewertungen (Risikobewertungsalgorithmen/ Überprüfungsroutine), die entlang des gesamten Lebenszykluses von Anlagen und Systemen erforderlich sind, insbesondere für die bestehenden Self-X Funktionalitäten

• Formale Beschreibung (Semantik, Informationsmodelle) von Safety- und Security-Funktionen, sowie von bestehenden Anforderungen der Anlagen

• Formalisierung von Expertenwissen

• Festlegung erweiterter Schutzziele, die die Abhängigkeiten von Safety und Security repräsentieren und beispielsweise die Infrastruktur oder die Umwelt mit einbeziehen

• Ganzheitliche Betrachtung der Sicherheitskette unter Einbeziehung der unterschiedlichen Akteure (Gerätehersteller, Systemintegrator, Anlagenbetreiber) mit besonderer Berücksichtigung der Anforderungen und Bedarfe von KMUs

• Kontinuierliche Überwachung (Monitoring) des aktuellen Sicherheitslevels, sodass eine Aussage zur Safety und Security in Echtzeit möglich ist, um so z.B. die Gültigkeit der bestehenden Zertifizierung abzufragen