Der Ausbau des Labors „Industrielle Sicherheit“ erfolgt in drei Phasen:

1.) Einrichtung eines Rechnerraums zur Schulung der Studierenden in den Bereichen Betriebssystemsicherheit, Netzwerksicherheit, digitale Forensik und Incident Response; Beschaffung einer Roboterzelle, bestückt mit einem gängigen Industrieroboter; Erweiterung des Systems um einen mobilen Zubring-roboter (Robotino); Steuerung der Fertigung in der Zelle durch ein Manufacturing Execution System (MES). Die Anlage ist in Abb.1 und Abb. 2 dargestellt.

2.) Ergänzung des cyber-physischen Systems durch ein Hochregallager, um Prozesse in der Logistik abbilden zu können.

3.) Erweiterung der Anlage um eine Etikettiereinheit zur Behandlung von Serialisierungsproblematiken; Beschaffung einer Einheit zur Realisierung eines automatisierten Produktionskreislaufs für Lasttests der Anlage.

Die erste Phase des Laboraufbaus konnte im Wintersemester 2018/2019 abgeschlossen werden. Der Rechnerraum mit 20 PCs wird intensiv für die Vorlesungen „digitale Forensik“, „Incident Response“ und „Secure Coding“ genutzt. Für die Übungen sind entweder Administratorrechte oder ein Durchgriff auf die Hardware erforderlich. Beide Berechtigungen werden in den Räumen des Rechenzentrums aus Sicherheitsgründen nicht vergeben. Auf den Rechnern wird aber auch Software für die Industrieanlage entwickelt und getestet bevor sie in die Industrieumgebung eingespielt wird.

Die Robotermontagezelle wurde mit einer Industrieapplikation ausgeliefert, die auch den mobilen Zubringroboter und das MES integriert: Aus einer Vorratskiste greift der Industrieroboter eine Platine und bestückt sie mit Sicherungen. Der Produktionsauftrag ist im MES hinterlegt. Die fertige Platine wird auf ein rundlaufendes Förderband abgelegt. Ist der Lagerbestand in der Vorratskiste aufgebraucht, stößt das MES eine Befüllung des Bestands an. Dazu holt der Zubringroboter die Vorratskiste von der Zelle ab und bringt sie an einen Handarbeitsplatz. Sobald wieder Platinenrohlinge zur Verfügung stehen, wird die Produktion fortgesetzt.

Im Wintersemester 2019/2020 wurde das Labor um ein Hochregallager erweitert: Die unfertigen Werkstücke werden von einer Linearachsmaschine aus dem Hochregallager geholt und nach Fertigung wieder in das Hochregallager eingelagert.

Die Beschaffung einer Etikettiereinheit sowie einer Einheit zur Realisierung eines automatisierten Produktionskreislaufs kann aus Platzgründen erst nach dem Umzug des Labors „Industrielle Sicherheit“ in das MRM-Gebäude in Angriff genommen werden.

Die Schulung der Studierenden an der Industrieanlage ist integraler Bestandteil des Studiengangs „Industrielle Sicherheit“. Die Anlage ist modular aufgebaut, so dass Studierendenteams Aufgaben an den einzelnen Zellen der Anlage bearbeiten können, ohne sich gegenseitig bei der Arbeit zu behindern. Ideen für zukünftige studentische Projekte liegen bereits vor:

• Realisierung einer sicheren Cloudlösung
• Ausarbeitung eines Fernwartungskonzepts mit Umsetzung
• Virtualisierung der Anlage zum Rapid Prototyping von sicheren Erweiterungen und als Honeypot für Informationen über Angriffsmuster und Angreiferverhalten
• Angriffe auf die Anlage
• Entwicklung von Schulungssequenzen u. a. in den Bereichen Safety, Netzwerksicherheit, sichere Cloudanbindung, sichere Fernwartung, sichere Hardwareanker und PKI-Lösungen.

Mit dem Umzug des Instituts HSA_innos in das MRM-Gebäude befinden sich die wissenschaftlichen und nichtwissenschaftlichen Mitarbeiter:innen, die Studierenden und die Industrieanlage unter einem Dach. Es ist geplant, die Anlage auch für Forschungsprojekte und Industriekooperationen einzusetzen. Insbesondere werden Schulungen zum Thema „sichere Industrie 4.0 für KMU“ entwickelt und mit praktischen Einheiten an der Industrieanlage angeboten. Ein Zertifikatskurs „Industrielle Sicherheit“ ist in Vorbereitung, der in zwei Semestern mit je 15 ECTS als Weiterbildungsangebot allen Berufstätigen offenstehen soll. In Anlehnung an den gleichnamigen Studiengang werden theoretische und praktische Angebote sich die Waage halten.

[1] ISA / IEC 62443: Normenreihe Industrielle Kommunikationsnetze – IT-Sicherheit für Netze und Systeme, 2008-2018.

[2] BSI-LB19 / 508: Die Lage der IT-Sicherheit in Deutschland 2019, Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, 2019.

Leistungsbudget der Hochschule Augsburg

Phillip Schurk
Fakultät für Elektrotechnik
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Christian Hund
Fakultät für Elektrotechnik
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