Sindabus - Sicherheitskomponenten für Industrieautomation und Bussysteme

Durch zunehmenden Vernetzungsgrad aller mit Eigenintelligenz ausgesatteten elektronischen Geräte entstehen neue Schadens- und Bedrohungsszenarien, die zum Zeitpunkt der Entwicklung, Produktion und Inbetriebnahme des jeweiligen Gerätes noch keine Rolle spielten. Aus Kosten- und Zuverlässigkeitsgründen sind viele einfache Geräte auch konstruktiv nicht mit Sicherheitsmerkmalen ausgestattet und für den Betrieb in abgeschotteten, geschützten Umgebungen vorgesehen. In diesen Fällen soll die umgebende Infrastruktur den Schutz der Installation vor schädlichen Einflüssen übernehmen.

Von fehlgesteuerten, manipulierten oder sabotierten Maschinen und Anlagen geht ein erhebliches Gefährdungspotential für Menschen und Sachwerte aus. Angriffe auf vernetzte Industrieanlagen und Fahrzeuge finden bereits statt und sind mit handelsüblichen Mitteln durchführbar.

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Die Partner des Projektes möchten mit ihrer Entwicklung die vorhandenen heterogenen Netzwerkinfrastrukturen innerhalb von Produktionsanlagen – über Protokollgrenzen hinweg – gegen böswillige Angriffe von innen und außen effektiv absichern. Dabei soll die Infrastruktur nicht verändert bzw. gestört werden. Über entsprechende Datenlogger etc. und eine leistungsfähige Auswertungssoftware sollen Datenströme überwacht und analysiert werden, so dass Anomalien oder Angriffe erkannt werden können.

Als Ergebnis des Vorhabens soll ein prototypisches Framework entstehen, das sich aus Hard- und Softwaremodulen zusammensetzt und - in unterschiedlicher Kombination - flexibel für unterschiedliche Installationen verwendet werden kann. Auf Basis dieses Frameworks sollen im Zuge der wirtschaftlichen Verwertung individuelle Kundenprojekte umgesetzt werden. Weiterhin dient es als Grundlage für die kontinuierliche Weiterentwicklung der Teilmodule. Im Zuge des Vorhabens soll eine Test- und Entwicklungsumgebung aufgebaut werden.

"Sindabus" wird von Logic Way in Kooperation mit SKM Informatik und der Universität Rostock bearbeitet.

"Sindabus" wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.
Projektträger ist VDI/VDE-IT.

5G Lösungen für die vernetzte Mobilität der Zukunft (5GNetMobil)

Aktuelle Entwicklungen zum autonomen Fahren versprechen mehr Sicherheit im Straßenverkehr und einen verringerten CO2-Ausstoß. Taktil vernetztes Fahren ermöglicht zusätzlich kooperative Fahrmanöver in komplett koordinierter Fahrweise und erlaubt so vorausschauendes Fahren. Anwendbar ist dies beispielsweise bei sehr dicht aufeinanderfolgenden LKWs, dem sogenannten Platooning. Die Kolonne stellt sich koordiniert auf die jeweilige Verkehrssituation ein und reagiert auf andere Verkehrsteilnehmer. Das Fahren wird dadurch sicherer und energieeffizienter. Durch die Vernetzung aller Fahrzeuge untereinander und mit der vorhandenen Infrastruktur, z. B. mit Überwachungskameras an Autobahnen, werden alle wichtigen Informationen virtuell im Netz zusammengeführt. Dadurch können Verkehrsflüsse besser gesteuert, Staus vermieden und die Unfallgefahr gesenkt werden.

In Szenarien abseits der Straße ist taktil vernetztes Fahren für die Automatisierung kooperativer Abläufe zwischen Landmaschinen in der Ernte hilfreich. Die Vernetzung sorgt dabei für eine perfekte Parallelfahrt zwischen Erntemaschine und Transportfahrzeug, so dass kein Erntegut verloren geht, Sicherheitsabstände eingehalten und Stillstandszeiten minimiert werden.

Die im Projekt 5G NetMobil erarbeiteten Lösungen tragen dazu bei, neue Technologien für eine leistungsstarke Kommunikationsinfrastruktur zum vernetzten autonomen Fahren bereit zu stellen. Dabei sind eine Reihe technologischer Herausforderungen zu lösen, um eine extrem latenzarme und gleichzeitig hochzuverlässige Kommunikation zu ermöglichen. Das Forschungsvorhaben setzt hier an, um den Paradigmenwechsel vom autonomen zum taktil vernetzten Fahren zu ermöglichen. Der Lösungsansatz bezieht sowohl den Funkzugang als auch das Kommunikationsnetz und die dynamische Steuereinheit mit ein. Fahrzeughersteller, Erstausrüster, Netzausrüster als auch Netzwerkbetreiber sowie hochinnovative KMUs arbeiten hier eng miteinander zusammen und profitieren von den Entwicklungen.

Logic Way übernimmt im Projekt hauptsächlich Aufgabenanteile zur Entwicklung und Bereitstellung multikonnektiver Steuergeräte als Entwicklungsplattform und zur Integration vorhandener Teillösungen in die Technologieplattform.

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"5GNetMobil" wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Projektträger ist VDI/VDE-IT.

Big Data im landwirtschaftlichen Prozess innovativ nutzen

Teilprojekt Logic Way: Datenaufzeichnungs- und -übertragungssystem, Kommunikationslogik, betriebsübergreifende Datenbank-Infrastruktur

Big Data kann seinen Nutzen dort entfalten, wo Informationen aus unterschiedlichen Quellen und Sichten in neue Kontexte gebracht werden und dadurch neue Zusammenhänge hergestellt werden können. Das Projekt BiDa-LAP stellt daher Informationskanäle von allen für Feld- und Flurarbeiten relevanten Datenquellen bis zum zentralen Datenbestand her und liefert umgekehrt direkt vor Ort übergreifende Informationen und Entscheidungsunterstützung.

Das Projekt hat die Entwicklung, Inbetriebnahme und den Probebetrieb eines elektronischen Infrastruktursystems, bestehend aus einer Plattformarchitektur und mobilen Datenloggern mit der Möglichkeit zur Interaktion zu smarten Endgeräten zum Gegenstand. Die Entwicklung steht zukünftig Landwirtschaftsbetrieben und Dienstleistungsunternehmen als operatives und strategisches Entscheidungsunterstützungssystem zur Verfügung. Hierfür sollen historische (beispielsweise aus vorangehenden Anbauperioden) wie auch aktuell erfasste Daten genutzt werden. Dem Nutzer sollen dabei organisatorische (z.B. prognostizierte Restarbeitszeit einer Maschine auf einem Feld), technische (z.B. aktueller Schlupf einer Maschine), ökonomische (z.B. Gesamtkosten eines Arbeitsverfahrens in Abhängigkeit von der gewählten Arbeitsbreite), agronomische (z.B. Schadverdichtung oder Humusbilanzierung) und Nachhaltigkeits-Indikatoren (z.B. CO2 Emissionen eines Produktionsverfahrens) zur Entscheidungsfindung angeboten werden. Dazu ist unter anderem geplant, eine Bewirtschaftungsmusterdatenbank aufzubauen, worin betriebsgrenzenübergreifend entsprechende Parameter von Arbeitsmaschinen erfasst werden.

Basierend darauf sollen zukünftig Szenarien-Rechnungen zum Einsatz unterschiedlicher Maschinenkonfigurationen möglich sein. Hierdurch sollen Entscheidungshilfen zur Auswahl der optimalen Arbeitsbreite oder zur Konfiguration der Maschinenleistungskapazitäten eines Landwirtschaftsbetriebes ex ante gegeben werden. Wiederum betriebsgrenzenübergreifend soll es möglich sein, dass Nutzer ex post ein Benchmarking zur Effizienz des Maschineneinsatzes durchführen können. Aspekte des Datenschutzes sind hierzu zwingend während der gesamten Projektlaufzeit bei der Entwicklung des Systems zu berücksichtigen. Weitere operative Hilfestellungen sollen dem Nutzer zukünftig beispielsweise durch die Leitspuroptimierung auf dem Feld oder durch die Ausweisung des optimalen Bearbeitungsfensters gegeben werden.

Als Ausgangsbasis können die Projektantragsteller auf das aus dem Projekt Agro-MiCoS hervorgegangene flexible und offene Datenerfassungs- und Kommunikationssystem zurückgreifen.

Im Gegensatz zu bestehenden Telemetrie Lösungen am Markt richtet sich die Neuentwicklung an Landwirtschaftsbetriebe mit gemischten Fuhrparks hinsichtlich des Alters (neuere und ältere Maschinen) und der Herstellerherkunft (herstellerunabhängig). Dadurch wird die Flexibilität für den Nutzer erhöht, da insbesondere in Westeuropa meist gemischte Fuhrparks auf Landwirtschaftsbetrieben zu finden sind. Erweitert wird das das Telemetriesystem zusätzlich über die Verknüpfung und das Benchmarking mit historischen Datenbeständen. Dies soll auch auch Betriebsgrenzen übergreifend möglich sein. Die Bereitstellung und Nutzung offener und dokumentierter Schnittstellen ist dabei erklärtes Ziel des Projektes und wesentliche Grundlage für durchgehende Funktion in gemischten Umgebungen.

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BiDa-LAP wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz gefördert.
Projektträger ist die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung.

DoHLe - logisch-technische Infrastruktur zur automatischen Dokumentation der Herkunft von Landwirtschaftserzeugnissen

Seit Januar 2005 wird für Lebensmittel deren Rückverfolgbarkeit des Produktions- und Verteilungsprozesses verlangt. Diese Informationen werden beispielsweise zur Aufklärung von Verseuchungen und Verschmutzungen abgefragt. Für den Konsumenten wäre es in vielen Fällen interessant, zusätzliche Auskünfte über die Herkunft seiner Lebensmittel zu erhalten bzw. seine Bezugsquellen gezielter auswählen zu können.

Das Projekt DoHLe hat die Entwicklung, Inbetriebnahme und den Probebetrieb eines elektronischen Infrastruktursystems zum Gegenstand, mit dessen Hilfe reale Produktions- und Verteilungsprozesse der Nahrungsmittelversorgung datentechnisch automatisch modelliert und abgebildet werden können. Dabei soll ein möglichst offenes System geschaffen werden, das über spezifizierte Schnittstellen verfügt und so Daten aus unterschiedlichen Quellkanälen integriert. Es werden einfache Rückverfolgbarkeitsinformationen zum Produkt für den Endverbraucher, Dokumentationen für den Erzeuger, den Verarbeiter und den Handel zur Verfügung gestellt. Die Kontrollorgane bekommen die detaillierten Informationen zum Produkt. Zusatzinformationen wie eine Verbraucherampel für die Inhaltsstoffe oder den ökologischen Fußabdruck sind ebenso darstellbar. Für die Führung des Herkunftsnachweises kommt der Datenerfassung, -aufbereitung, -verknüpfung und -bereitstellung eine entscheidende Bedeutung zu. Im gleichen Kontext sind Berechtigungs-, Datenschutz-, Datensicherheits-, Datensparsamkeits- und Geheimhaltungsaspekte zu berücksichtigen.

Die Umsetzung der Infrastruktur ist als verteiltes und skalierbares Cloud-System mit Anbindung mobiler Endgeräte sowohl für Datenerhebung als auch für Abfrage und Visualisierung geplant. Dadurch können sowohl Produktionsbeteiligte als auch Konsumenten ihren Informationsanteil mobil und unkompliziert nutzen bzw. beitragen. Scheinbar widersprüchliche Forderungen nach Datenschutz und Informationsverfügbarkeit lassen sich nur über ein transparentes Datensicherheits-, berechtigungs- und -verteilungskonzept abbilden. Die Entwicklung und Publikation dieses Regelwerkes ist ebenfalls Projektbestandteil. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass dem Besitzer einer Ware auch ein diesbezüglicher Informationsanspruch zusteht.

Insgesamt müssen Zugriffsberechtigungen (und eventuell Besitzverhältnisse) des Datenbestandes ein Abbild der realen Welt sein, die diese Daten darstellen sollen. Ausgehend von den klar feststehenden Besitzverhältnissen an Immobilien (Felder, Ställe, Höfe, Verarbeitungsanlagen, Lagerplätze) und Maschinen kann durch intelligente Verknüpfung von Zeitpunkten und Orten von Gut-Übergabevorgängen eine schlüssige Zugriffs- und Berechtigungsstruktur des Datenbestandes automatisch hergestellt werden.

Letztendlich soll die notwendige Führung des Herkunftsnachweises automatisch erfolgen und zusätzlich sollen aus diesem Prozess regulär nützliche Informationen gewonnen werden, die auch Erzeugern im Tagesgeschäft Vorteile bieten. Die von unterschiedlichen Geräten und Personen an verschiedenen Orten erfassten Daten sollen dabei im Sinne des „Internet der Dinge“ automatisch in einen Informationszusammenhang gebracht werden, der höherqualitative Auskunfts- und Abfrageinhalte ermöglicht.

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DoHLe wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz gefördert.
Projektträger ist die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung.
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