Werkstücke sicher durch die Produktion navigieren

Iuno zeigt auf der Hannover Messe einen Demonstrator für die kundenindividuelle Produktion. Werkstücke sollen zu jedem Zeitpunkt identifizierbar bleiben.

Auf der Hannover Messe präsentiert Iuno einen Demonstrator zur sicheren Artikel-Navigation während des gesamten Produktionsprozesses. Das OPC UA RFID-Lesegerät mit Code-Meter-Technologie und Cmasic präsentiert ein komplettes Redesign des konventionellen RFID-Ansatzes und wurde von Homag, Wibu-Systems und Balluff entwickelt.

Am Beispiel der kundenindividuellen Produktion zeigen die Iuno-Partner die mögliche Fertigungswelt der Zukunft. Der Demonstrator zeigt die Erfassung der zur Produktion notwendigen Werkstücke, die an verschiedenen Stationen der Bearbeitungsmaschinen gemäß den festgelegten Fertigungsschritten bearbeitet werden. Sobald ein Arbeitsschritt am Werkstück beendet wurde, wird es zum nächsten Arbeitsschritt transportiert und das nächste, noch zu bearbeitende Werkstück kommt zum jetzt frei gewordenen Arbeitsplatz.

Die sichere Identifikation eines Werkstücks auf den aufeinanderfolgenden Stationen erfolgt jeweils über einen Werkstückträger, auf dem der fälschungsresistente RFID-Tag befestigt ist. Der Träger wird von einer Auswerte-Einheit im Fertigungsnetzwerk sicher identifiziert und löst entsprechend der Prozesskette den nächsten Transport- und Bearbeitungsschritt aus.

Egal ob in der Logistik und Lieferkettentransparenz, der Bestandsverfolgung auf Artikelebene oder in der Materialwirtschaft: Die Radio Frequency Identification-Technologie (RFID) wird in vielen, realen Anwendungsszenarien eingesetzt, birgt aber nach heutigen Stand der Technik eine Reihe von Sicherheitsbedrohungen. Klonen, Reverse Engineering, Lauschangriffe oder Viren sind nur eine kleine Auswahl an Herausforderungen, denen die Anwender von RFID-basierten Systemen zukünftig begegnen müssen.

Im Kontext von Industrie 4.0 erhöhen diese potenziellen Risiken die Bedeutung von Sicherheit, Zuverlässigkeit, Datenschutz und Ausfallsicherheit über das für traditionelle IT-Umgebungen erwartete Maß hinaus. Iuno entwickelt einen Prototyp, der diese Sicherheitsrisiken berücksichtigt und sichere Prozesse in der intelligenten Fabrik gewährleisten kann. Ziel der neuen Technologie wird es sein, die Identität eines passiven RFID-Tags vor Klonen und unerlaubter Datenmanipulation zu schützen.

Das UHF Long Range RFID-Lesegerät von Balluff bietet eine erweiterte Tag-Lese- und Schreibprozedur und ermöglicht durch zusätzliche Prüfungen der geschützten Speicherzonen einen besseren Schutz vor Klonen von Identitäten von Standard-RFID-Chips mit beschreibbarem Speicher. Mit Hilfe des geschützten Schlüsselspeichers im Cmasic, das ist die Schutzhardware der Code-Meter-Technologie als Asic, erhält das RFID-Lesegerät neue Optionen wie eine herunterladbare, geschützte und lizenzierte Software.

Damit werden eine sichere Tag-Identitätsauthentifizierung in der Anwendung des Standardprotokolls mit langer Reichweite und eine Auto ID in der Praxis erreicht. Alternativ sorgt der Einsatz der in Iuno getesteten Code-Meter-Technologie für die gleichen, hohen Sicherheitsstandards. Ein USB-Dongle oder eine Speicherkarte erfüllt unterschiedliche Sicherheitsbedürfnisse wie Kopierschutz, Lizenzierung, Integritätsschutz und Authentizität, die mit dem Cmasic auf dem Board verankert ist.

Der Demonstrator zeigt eine sichere Artikel-Navigation während des gesamten Produktionsprozesses und demonstriert ein komplettes Redesign des konventionellen RFID-Ansatzes. Die integrierte Hardware sorgt für den nötigen Schutz der Geräte-Identität, den Integritätsschutz des gesamten Lese-Prozesses und für eine sichere Datenkommunikation. Eine Manipulation oder ein Nachbau des Produktionsprozesses wird damit verhindert.

Das Lesegerät scannt einen RFID-Tag und reicht die Daten über einen Computer oder ein Manufacturing Execution System (MES) weiter. Die Kommunikation solch sensibler Informationen ist besonders Cyberattacken zwischen Lesegerät und Laptop und zwischen Laptop und MES ausgesetzt. Das OPC UA M2M-Protokoll und Informationsmodell schützt vor Angriffen und wird für beide Kommunikationskanäle mittels dem Unified Automation SDK benutzt.

Die Open-SSL-basierten Sicherheitsfunktionen des OPU UA Stacks wurden an ein Secure Element angepasst – dem Cmasic. Das Code-Meter-Software-Stack verwaltet den Zugriff auf den Cmasic und wickelt die Kommunikation zwischen Open-SSL-Stack und dem sicheren Code-Meter Schlüsselspeicher ab.

db