Die Risiken von Smart Factories

Untersuchungen zur Industrie 4.0


Hausarbeit, 2018
22 Seiten, Note: 2,0

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Smart Factories
2.1. Einführung – Industrie 4.0
2.2. Was macht eine factory smart?

3. Sicherheitsrisiken
3.1. Ursachen
3.2. Wirkungen
3.3. Ausbreitungseffekte

4. Organisatorische Risiken
4.1. Faktor Mensch
4.2. Change Management

5. Wirtschaftliche Risiken

6. Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Investition in I4.0 in Deutschland in den Jahren 2013 bis 2020

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Ursachen von Sicherheitsrisiken

Tabelle 2: Beeinträchtigte Schutzziele

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Industrie 4.0 und die im Zuge dessen entstanden sogenannten „Smart Factories“ sind in der heutigen Zeit Begriffe, denen fast jeder schon einmal begegnet ist. Wird sich jedoch in der Umgebung umgehört, so wissen die Menschen oftmals gar nicht genau, was darunter verstanden wird und welches Ausmaß diese Be- griffe besitzen.

Laut einer Studie von Deloitte Consulting von Dezember 2016, bei der 280 mit- telständische und große deutsche Produktionsunternehmen hinsichtlich ihrer Einstellung gegenüber Industrie 4.0 sowie ihrer bisherigen Umsetzung unter die Lupe genommen wurden, gibt es auch in der direkt betroffenen Branche sehr starke Unterschiede diesbezüglich.

Zum einen fanden sich Diskrepanzen in der bereits stattgefunden Integration smarter Technologien in den Unternehmen und zum anderen auch in der Mei- nung an sich über Industrie 4.0 und welchen Mehrwert sie bringt.

So werden neben den zahlreichen Chancen auch Risken wie z.B. das fehlende Know-how oder aber die Sicherstellung der IT-Technologien über den gesamten Prozess hinweg gesehen (vgl. Deloitte Consulting 2016, S. 6–7).

Ob und inwiefern wirklich neue und erhebliche Risiken mit dem Ausbau des Un- ternehmens zu einer Smart Factory entstehen und was eine Smart Factory über- haupt ist, wird Thema dieser Hausarbeit sein.

Dabei wird zunächst der Begriff der Industrie 4.0 erläutert und darauf aufbauend beschrieben, was eine Fabrik wirklich intelligent macht. Anschließend findet eine Unterteilung in Sicherheitsrisiken, organisatorische Risiken und wirtschaftliche Risiken statt, wobei der Schwerpunkt auf den Sicherheitsrisiken liegen wird.

Ziel soll es sein, am Ende dieser Hausarbeit einen Überblick über die verschie- denen Risiken zu erhalten, mit denen die Unternehmen im Zuge von intelligenten Fabriken konfrontiert werden.

2. Smart Factories

2.1. Einführung – Industrie 4.0

Im Folgenden soll eine erste Heranführung an den Begriff der Smart Factory, oder zu Deutsch: „intelligente Fabrik“, gelingen und mit der Erläuterung, was un- ter Industrie 4.0 zu verstehen ist, begonnen werden.

Der Name Industrie 4.0 bedeutet laut Leimeister zunächst, dass derzeit die vierte industrielle Revolution und somit ein Wandel bzw. völliger Umbruch der Industrie stattfindet. Die vorangegangenen drei Revolutionen, angefangen mit der ersten Revolution und der damit verbundenen Einrichtung mechanischer Produktions- anlagen und dem Antrieb von Maschinen durch Wasser- und Dampfkraft, über die zweite Revolution mit der Einführung der Elektrizität als Antriebskraft und dem Beginn der Fließbandfertigung hin zur dritten industriellen Revolution ab den

1970er Jahren, haben den Weg für die derzeitigen Entwicklungen geebnet. In der dritten Revolution lag der Fokus auf einem zunehmenden Elektronikeinsatz und Automatisierung durch IT (vgl. Leimeister 2015, S. 176).

Die Hauptmerkmale der Industrie 4.0, die die Vorteile der vorangegangenen Re- volutionen vereint und darauf aufbaut, liegen nach Andelfinger in der immer stär- keren Vernetzung von Prozessen auf allen Ebenen und in allen Stufen der Pro- duktion, in der Integration cyber-physischer Systeme und der Maschine-zu-Ma- schine Kommunikation (vgl. Andelfinger 2017, S. 4). Auf diese Aspekte wird zu einem späteren Zeitpunkt dieser Arbeit noch einmal genauer eingegangen.

Roth geht in seinem Buch „Einführung und Umsetzung von Industrie 4.0“ noch ein Stück weiter und definiert Industrie 4.0 wie folgt:Industrie 4.0 umfasst die Vernetzung aller menschlichen und maschinellen Akteure über die komplette Wertschöpfungskette sowie die Digitalisierung und Echtzeitauswertung aller hierfür relevanten Informationen, mit dem Ziel die Prozesse der Wertschöpfung transparenter und effizienter zu gestalten, um mit intelligenten Produkten und Dienstleistungen den Kundennutzen zu optimieren“ (Roth 2016, S. 6).

Wie dies genau aussieht und wie sich die Unternehmen und deren Produktions- prozesse, hin zu sogenannten Smart Factories entwickelt haben, wird im folgen- den Abschnitt genauer erläutert. Insbesondere auf die Rolle der cyber-physi- schen Systeme (CPS) wird in diesem Zusammenhang näher eingegangen.

2.2. Was macht eine factory smart?

Im Mittelpunkt der Industrie 4.0 steht die sogenannte Smart Factory. Diese wird von Lucke als Fabrik definiert, die Mensch und Maschine bei der Erledigung ihrer Aufgaben dahingehend unterstützt, dass sie zielgerichtet zusammen arbeiten können (vgl. Lucke et al. 2008, S. 116). Dies führt zu hochautomatisierten Pro- duktionsprozessen mit intelligenten Werkstücken, die sich selbst steuern und überprüfen und eine Vernetzung aller beteiligten Objekte im Unternehmen, aber auch über die Unternehmensgrenzen hinweg herbeiführen (Hertel 2017).

All das geschieht technologisch durch sogenannte cyber-physische (Produkti- ons-) Systeme (CPPS), die die Schnittstelle zwischen physischer und virtueller Welt darstellen. Grundlage hierfür bildet das Internet der Dinge und Dienste, das den Menschen ermöglicht direkt mit Maschinen und Ressourcen zu kommunizie- ren und somit eine komplette Vernetzung aller Objekte miteinander darstellt. Realisiert wird dies wiederum durch die Vergabe von IP- Adressen und die Über- tragung der Fähigkeit Informationen und Daten zu verarbeiten und an sämtliche Objekte der Produktion zu versenden. Dies können z.B. Produkte, Ressourcen, Prozesse oder Aufträge sein. Über Sensoren und Mikrochips können Informatio- nen über die relevante Umgebung eines Objektes nun gesammelt, dokumentiert und zur Verarbeitung weitergegeben werden. Diese werden anschließend über Aktoren beeinflusst, sodass sie aktiv in Form von mechanischen Bewegungen in den Fertigungsprozessen genutzt werden können (Siepmann 2016, S. 28). Über multimodale Mensch-Maschine-Schnittstellen kann sich der Mensch dann mit dem CPPS verbinden und dieses steuern.

Durch all diese Komponenten entsteht die dezentral organisierte Smart Factory, die Informationen innerhalb eines Unternehmens, aber auch darüber hinaus, in Echtzeit zur Verfügung stellt. Somit findet, wie bereits erläutert, eine Verschmel- zung von physischer und virtueller Welt statt (Bauernhansel 2014, S. 16). Diese zunehmende Vernetzung und den immer höheren Einsatz von IT beschränkt sich dabei nicht nur auf den Produktionsprozess an sich, sondern beeinflusst auch andere Anwendungsbereiche wie z.B. den Einkauf, die Logistik oder die Distribu- tion.

Dass mit einem solchen Umbruch von Unternehmensstrukturen und der zuneh- menden Abhängigkeit der realen von der virtuellen Welt auch Risiken mit

einhergehen, liegt fast auf der Hand. Daher sollen diese in den folgenden Kapi- teln zunächst in einzelne Kategorien unterteilt und anschließend umfangreich er- läutert werden.

3. Sicherheitsrisiken

Als bedeutender Bereich der Risiken der Industrie 4.0 bzw. von Smart Factories gelten die Sicherheitsrisiken. Auf diese Risken soll auch der Fokus dieser Haus- arbeit liegen.

Das Bundesamt für Sicherheit für die Informationstechnik veröffentlich jährlich einen Bericht über die Lage der IT-Sicherheit in unserem Land. Im Bericht des Jahres 2017 wird kenntlich, dass gerade durch die zunehmende Informatisierung und Vernetzung der Unternehmen in allen Bereichen, die Möglichkeiten von Cy- ber-Angriffen und Cyber-Spionage immer weiter ansteigen (Bundesamt für Si- cherheit in der Informationstechnik (Hrsg.) 2017, S. 13).

Doch nicht nur diese gezielten Angriffe sind eine Bedrohung für die intelligenten Unternehmen in der heutigen Zeit. Darüber hinaus gibt es weitere Ursachen, die identifiziert und analysiert werden müssen, damit darauf aufbauend auf deren Wirkungen eingegangen werden kann. Anschließend ist es möglich weitere Aus- breitungseffekte der Sicherheitsrisiken ins Auge zu fassen. Weshalb dies not- wendig ist, wird zu einem späteren Zeitpunkt dieser Arbeit noch erläutert.

In den folgenden Unterkapiteln soll diese Strukturierung der Sicherheitsrisiken, die die Grundlage für das Herausfiltern von Gegenmaßnahmen bildet, genauer analysiert werden und anhand einzelner Vorfälle in der Vergangenheit verdeut- licht werden.

3.1. Ursachen

Dieses Kapitel wird sich, wie bereits angedeutet, mit den Ursachen, die zu Si- cherheitsrisiken führen, beschäftigen.

Im Zuge dessen wird auch von Bedrohungen gesprochen, die entweder interner, also im Unternehmen selbst entstanden sind, oder externer Natur sind und be- drohliche Umstände oder Ereignisse, die eintreten können, darstellen (Disterer 2017, S. 89).

Diese Bedrohungen können wie in Tabelle 1 ersichtlich wird, strukturiert werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Ursachen von Sicherheitsrisiken

Quelle: Vgl. Hertel 2017, S. 118

Zunächst erfolgt die Unterscheidung darin, ob der Schaden infolge eines Angriffs oder eines Fehlers entstanden ist. Angriffe können wiederum in gezielte und nicht gezielte Angriffe unterteilt werden.

Im Lagebericht der IT-Sicherheit werden die häufigsten Bedrohungen für Smart Factories, die unter die Kategorie „gezielte Angriffe“ fallen, dargestellt. Es wird deutlich, dass es eine Vielzahl von Wegen und Möglichkeiten gibt in ein System illegal einzudringen und die Angriffe nicht immer einem bestimmten Muster fol- gen. Diese gezielten Angriffe auf das CPPS erfolgen durch Cyber-Kriminelle.

Zu diesen gezielten Angriffen gehören vor allem Schwachstellen in der Software, die von den Angreifern genutzt werden, aber auch Schadsoftwares, sogenannte Malwares. Darunter fallen alle Arten von Computerprogrammen, die mit Absicht in ein Computersystem eingeschleust werden und durch die dieses mit schad- haften und nicht erwünschten Eigenschaften infiziert wird. Dies geschieht oftmals durch das Öffnen von Email-Anhängen oder das Besuchen einer infizierten Web- seite (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (Hrsg.) 2017, S. 18–22).

Auf dieses „Geschäftsmodell“ baut die sogenannte Ransomware auf. Der Begriff leitet sich aus den englischen Wörtern „Lösegeld“ und „Schadprogramm“ ab. Da- hinter stecken spezielle Malware, die ein System befallen, dessen Daten und An- wendungen beeinflussen und den Nutzen einschränken. Anschließend kommt es durch die Kriminellen zu einer Erpressung und die Forderung zur Zahlung eines Lösegeldes, damit das System wieder entlastet wird. Ein Beispiel aus dem ver- gangenen Jahr ist z.B. die Ransomware Petya, worauf im Unterkapitel 3.3. noch eingegangen wird (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (Hrsg.) 2017, S. 23).

Angriffe können aber auch weniger gezielt erfolgen. So nennt Hertel in seinem Beitrag hier Spam und Phishing als Beispiele (Hertel 2017, S. 117).

Darüber hinaus können aber auch Fehler technischen, personellen oder organi- satorischen Ursprungs zu Sicherheitsrisiken führen und Schäden auslösen. So führt z.B. eine Fehlhandlung eines Mitarbeiters in Form einer fehlerhaften Pro- grammierung eventuell dazu, dass ein Lieferant, der mit dem Unternehmen ver- netzt ist, verzögert fertigt und somit die benötigten Ressourcen nicht, wie eigent- lich geplant, ankommen. Des Weiteren kann eine technische Störung eines Sys- tems in der hochvernetzten Welt der Smart Factory dafür sorgen, dass die de- zentrale Produktionssteuerung nicht arbeiten und somit nicht weiter produziert werden kann.

Aber auch organisationales Versagen, wie beispielsweise nicht oder fehlerhaft ausgeführte Wartungen und Updates sowie unwetterbedingte Bedrohungen kön- nen Ursachen für Sicherheitsrisiken darstellen (vgl. ebd., S118).

3.2. Wirkungen

Neben den Ursachen, die zu Sicherheitsrisiken führen, können auch die Folgen, die durch das Eintreten solcher Schäden erfolgen können, systematisiert werden. Dadurch ist es anschließend leichter möglich, geeignete Maßnahmen zur Be- kämpfung der Risiken einzuleiten.

Zunächst wird bei dieser Betrachtung untersucht, welches Schutzziel beeinflusst wird, welcher Kategorie dieses zuzuordnen ist und welche Güter dadurch beein- trächtigt werden. Die gesamte Zusammenstellung kann Tabelle 2 entnommen werden.

[...]

Ende der Leseprobe aus 22 Seiten

Details

Titel
Die Risiken von Smart Factories
Untertitel
Untersuchungen zur Industrie 4.0
Hochschule
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg in Sankt Augustin
Veranstaltung
IT- Unterstützung für Logistik- und Supply Chain Management
Note
2,0
Autor
Jahr
2018
Seiten
22
Katalognummer
V456798
ISBN (eBook)
9783668890565
ISBN (Buch)
9783668890572
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Smart Factories, Industrie 4.0, Sicherheitsrisiken
Arbeit zitieren
Nadine Thomas-Frank (Autor), 2018, Die Risiken von Smart Factories, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/456798

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