Sichere Identifikation auf Edge-Ebene

Screen OPC UA Icons
Bild: Leuze Electronic GmbH+Co.KG

Im industriellen Umfeld prägen Konzepte wie Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things (IIoT) die Digitalisierung und Vernetzung in Produktion und Logistik. Das Ziel dahinter, zu jeder Zeit den exakten Status der Produktionsabläufe abrufen zu können und vollständigen Überblick über die produktionsrelevanten Daten auf Feldebene zu erhalten. Doch wie ist dieses Ziel zu erreichen und wie sicher ist dabei die Kommunikation zwischen den Netzwerkteilnehmern?

9AP0601 a3
Bild: Leuze Electronic GmbH+Co.KG

Anforderungen an eine effiziente Identifikation

Heutige Automatisierungssysteme besitzen etliche Steuerungssysteme, Sensoren und Aktoren. Diese sind durch Ethernet-basierte Kommunikation bzw. Feldbus-Systeme miteinander vernetzt und können Daten austauschen. Sensoren erzeugen ereignisbasierte Signale, um Produktionsvorgänge zu aktivieren oder liefern Messwerte zur Überwachung korrekter Produktionsabläufe und Qualitätsanforderungen. AutoID-Systeme wie 2D-Kamerasysteme und RFID-Lesegeräte identifizieren Objekte, Ladungsträger und Behälter in der Produktion und im Materialfluss.

Typische Anforderungen an Identifikationssysteme sind, je nach zu identifizierendem Objekt, variable Datenmengen und unterschiedliche Code-Systeme bedienen zu können. Mit klassischen 1D/2D-Codes sind diese Möglichkeiten allerdings begrenzt, weil standardisierte Barcodes wie eine Global Trade Item Number (GTIN) nur eine definierte, unveränderliche, und eher geringe Datenmenge liefern. Des Weiteren erfordert ein Barcode immer Zugriff auf ein übergeordnetes IT-System wie MES oder ERP, wo der vollständige Datensatz abgelegt ist, den der Barcode repräsentiert. RFID profitiert von der Flexibilität der eingesetzten Datenträger (Tags). Diese besitzen in der Regel einen frei programmierbaren elektronischen Speicher – damit lassen sich situativ Produkt- und Prozessdaten direkt am Objekt speichern. Jedoch ist der RFID-Einsatz nicht immer möglich bzw. sinnvol. Auch häufige Medienbrüche beim Wechsel von Barcode auf RFID in durchgängigen Produktionsabläufen sind unerwünscht, weil sie einen erhöhten Aufwand in den Automatisierungsprozessen und im Datenhandling zur Folge haben.

SmartID-Edge

Das SmartID-Edge-Konzept von Leuze setzt an diesem Punkt an. Es nutzt standardisierte RFID-Mechanismen, um Identifikationsdaten zu bearbeiten und zu speichern und behält dabei die optische Barcode-Technologie bei. RFID-Datenstrukturen und -Befehlssätze werden per OPC UA als Datenaustausch-Standard inkl. vollständig integrierter AutoID-Companion-Spezifikation mit serienmäßigen Barcode-Scannern und kamerabasierten Scannern verknüpft. Jedem physischen Barcode wird dabei ein virtueller RFID-Tag zugeordnet, der in einer Datenbank auf einem Edge-Server abgelegt wird. Der Datenaustausch findet auf Feldebene ausschließlich zwischen den Barcode-Geräten und dem Edge-Server statt. Das Steuerungssystem der Anlage, beispielsweise eine SPS, hat keinen Zugriff auf den Edge-Server – für die SPS existieren nur die Barcode-Identifikationssysteme, die sich allerdings wie RFID-Systeme verhalten.

Außer der eindeutigen Objekt-ID lassen sich so auch Statusinformationen über das Identifikationssystem sowie Lesequalität und weitere Prozess- und Statusdaten in einem Datensatz ablegen. Dieser Datensatz ist durch direkten Zugriff auf Feldebene in Echtzeit verfügbar. Abfragen auf MES- und ERP-Systeme entfallen. Auch können mehrere lokale Sensor- und AutoID-Netzwerke über verteilte Edge-Server synchronisiert werden. Dadurch sind zu jedem Zeitpunkt alle Identifikationsereignisse im gesamten Netz verfügbar. Die Verknüpfung dieser lokalen Ereignisse mit den in der Edge-Datenbank gespeicherten zugeordneten Informationen über den gesamten Produktions-Lebenszyklus dient als Basis für den digitalen Zwilling. Dies ist durch Erweiterung der Edge-Server mit API und Cloud-Anbindung sogar innerhalb einer Supply Chain mit verschiedenen Lieferanten und Werken möglich. So kann die Logistik effizienter arbeiten, manuelle Datenerfassung entfällt und komplexe Systemübergänge bei Unternehmenssoftware (ERP) werden vermieden.

Sichere Kommunikation

Eine Voraussetzung für den störungsfreien Einsatz vernetzter Systeme sind Maßnahmen zur sicheren Kommunikation. Beispielsweise muss sichergesetllt sein, dass nur zulässige Firmware in die Geräte geladen und die Übertragung der Daten dabei nicht manipuliert werden kann. Ausgespielt wird die Software über in den Automatisierungskomponenten und Identifikationssystemen integrierte Webserver. OPC UA verfügt hier über eine End-to-End-Verschlüsselung. Darüber hinaus definiert die OPC UA Device Interface Specification Part 100 ein herstellerunabhängiges Verfahren für die Durchführung und Verwaltung von Software-Updates. Für Geräte mit begrenzten Hardware-Ressourcen empfiehlt sich das Direct-Loading-Verfahren. Die Übertragung neuer Geräte-Software erfolgt als File-Archiv, wobei nach dem Überprüfen des spezifischen Headers jedes File nach dem Entpacken sofort installiert wird. Nach abschließendem Check erfolgt der Geräteneustart. Die Kommunikation mittels OPC UA und somit auch der Software-Download werden zusätzlich durch den Austausch von Zertifikaten abgesichert. Ein automatisierter Zertifikatsaustausch über einen externen Global Discovery Server (GDS) ermöglicht die zentrale Verwaltung von Anwendungen und Zertifikaten im gesamten OPC UA-Netzwerk. Die Mechanismen sorgen dafür, dass jedes Gerät immer mit der aktuellen und vor allem nur mit der originalen Firmware betrieben wird.

Plattform zur Vernetzung

SmartID-Edge bietet eine Plattform zur Vernetzung der Identifikationssysteme auf Feldebene. Die Konzeption des Datenhandlings mittels Edge-Server und virtuellen Datenträgern bietet Transparenz in Track-and-Trace-Anwendungen, effizienten Zugriff auf Objekt- und Prozessdaten an jedem Punkt der Lieferkette in Echtzeit. Zudem erfüllt sie die Anforderungen des Cyber Resilience Act.



  • Dauerkrisen kosten Deutschland fast eine Billion Euro

    Dauerkrisen kosten Deutschland fast eine Billion Euro

    Corona, Kriege oder die Amtszeit von US-Präsident Donald Trump haben die deutsche Wirtschaft seit 2020 stark belastet.

    mehr lesen: Dauerkrisen kosten Deutschland fast eine Billion Euro

  • IT&Production AI Conference 2026

    IT&Production AI Conference 2026

    KI verändert die industrielle IT. Das Versprechen: Effizienzgewinne, Kostenvorteile und Risikoreduktion entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

    mehr lesen: IT&Production AI Conference 2026

  • Webinar: Unified Namespace und IIoT – Datenraum für die Smart Factory

    Webinar: Unified Namespace und IIoT – Datenraum für die Smart Factory

    Der Unified Namespace soll alle Produktions- und Geschäftsdaten aus Maschinen, Sensoren und Systemen in einem gemeinsamen Echtzeit-Raum verfügbar machen – eine Single Source of Truth entsteht.

    mehr lesen: Webinar: Unified Namespace und IIoT – Datenraum für die Smart Factory

  • Forescout ernennt Regional Director für Zentraleuropa

    Forescout ernennt Regional Director für Zentraleuropa

    Forescout Technologies, ein Spezialist für Cybersicherheit, hat die Ernennung von Dirk Decker (Bild) zum Regional Director für Zentraleuropa bekanntgegeben.

    mehr lesen: Forescout ernennt Regional Director für Zentraleuropa

  • Immer weniger Arbeitsplätze hängen vom China-Geschäft ab

    Immer weniger Arbeitsplätze hängen vom China-Geschäft ab

    Die Anzahl der Arbeitsplätze in Deutschland, die vom Export nach China abhängen, ist seit 2021 um rund 40% gesunken, wie eine neue Analyse des Instituts der deutschen Wirtschaft (IW) zeigt.

    mehr lesen: Immer weniger Arbeitsplätze hängen vom China-Geschäft ab

  • Mehr IT-Dienstleister erleben Vorwürfe wegen Schlechtleistung

    Mehr IT-Dienstleister erleben Vorwürfe wegen Schlechtleistung

    Gegen zwei Drittel der IT-Dienstleister wurden im vergangenen Jahr seitens ihrer Auftraggeber Vorwürfe wegen angeblicher Schlechtleistung erhoben.

    mehr lesen: Mehr IT-Dienstleister erleben Vorwürfe wegen Schlechtleistung

  • Enbik und Edgecon gründen Service-Büro

    Enbik und Edgecon gründen Service-Büro

    Enbik, ein in Taiwan beheimateter Hersteller für Industrial Edge Computing und IT-Hardware, und Edgecon gründen in Deggendorf ein Logistik- und Service-Büro für den deutschsprachigen Raum.

    mehr lesen: Enbik und Edgecon gründen Service-Büro

  • Wenn KI-Modelle zum Angriffsziel werden

    Wenn KI-Modelle zum Angriffsziel werden

    Zur Münchner Sicherheitskonferenz (13. bis 15. Februar) hat die Google Threat Intelligence Group (GTIG) einen Bericht veröffentlicht, mit dem die Verfasser die Debatte um KI-gestützte Bedrohungen auf eine operative Ebene…

    mehr lesen: Wenn KI-Modelle zum Angriffsziel werden

  • Ein Tag ohne Internet und alles steht still

    Ein Tag ohne Internet und alles steht still

    Laut einer Untersuchung des Bitkom ist die deutsche Wirtschaft schlecht auf hybride Bedrohungen wie Stromausfälle, Sabotage oder durch Ransomware lahmgelegte Fabriken vorbereitet.

    mehr lesen: Ein Tag ohne Internet und alles steht still

  • Heitec übernimmt Artschwager + Kohl

    Heitec übernimmt Artschwager + Kohl

    Artschwager + Kohl Software ist seit Januar 2026 Teil der Heitec-Gruppe.

    mehr lesen: Heitec übernimmt Artschwager + Kohl

  • Lantek expandiert nach Kanada

    Lantek expandiert nach Kanada

    Lantek, Anbieter von Software für die metallverarbeitende Industrie, gibt die Eröffnung einer Niederlassung in Kanada als Teil seiner Wachstumsstrategie in Nordamerika bekannt.

    mehr lesen: Lantek expandiert nach Kanada

  • All for One Group beteiligt sich an BrightFlare

    All for One Group beteiligt sich an BrightFlare

    Die All for One Group, ein IT-, Consulting- und Service-Provider aus Filderstadt, beteiligt sich an dem österreichischen Cybersecurity-Spezialisten BrightFlare.

    mehr lesen: All for One Group beteiligt sich an BrightFlare