artikel

Real-time communicatie en security grote uitdagingen bij IoT

SCM

De digitale transformatie biedt organisaties uiteenlopende kansen, maar dwingt ze tegelijkertijd om hun primaire processen drastisch aan te passen. Dat geldt zeker voor de productiesector. Om de potentie van Internet of Things maximaal te benutten, moeten de voorheen gescheiden werelden van informatietechnologie (IT) en operationele technologie (OT) samen aan de slag. Dit brengt een aantal uitdagingen met zich mee.

Real-time communicatie en security grote uitdagingen bij IoT

Internet of Things (IoT) is zeker geen hype meer. De analyse van sensordata op productiemiddelen biedt waardevolle stuurinformatie om processen te optimaliseren, kosten te besparen en vooral om te innoveren. Uit onderzoek van Aruba blijkt dat al in 2019 92 procent van de productiebedrijven deze toepassingen zal inzetten. 77 procent van de respondenten is er ook van overtuigd dat IoT de productie drastisch zal veranderen. Door alle onderdelen in de productieketen met het internet (IoT) te koppelen ontstaat er steeds meer inzicht in het feitelijk gebruik. Deze informatie is zeer waardevol om de productieketen te stroomlijnen en bijvoorbeeld onderhoud beter te plannen.

Oneindige technologische ontwikkelingen

Effectieve inzet van IoT binnen productieomgevingen vraagt wel een andere kijk op automatisering. Informatietechnologie (IT) en operationele technologie (OT) zijn immers op fundamenteel andere uitgangspunten gebaseerd. In de IT-sector volgen de ontwikkelingen elkaar momenteel razendsnel op en is connectie (of verbinding) het sleutelwoord. Rekenkracht, storage en connectiviteit worden steeds sneller, slimmer en goedkoper. Cloud computing is gemeengoed en biedt een goede basis voor big data, data analytics, robotics en artificial intelligence (AI). De wereld van de OT zet daarentegen traditioneel in op stand alone toepassingen. Een productieomgeving stelt sowieso andere eisen aan technologie. Naast eisen rondom beschikbaarheid, zoals real time, 24/7 en veiligheid, zijn ook de omgevingsomstandigheden bepalend. Oplossingen moeten altijd kunnen functioneren.  Het doel van eigen netwerken, systemen en koppelingen is het beheersen van alle mogelijke risico’s. Een probleem of verkeerde beslissing in een onderdeel kan immers de gehele productieketen stilleggen, met grote kwaliteits- en financiële gevolgen.

De opkomst van IoT zet deze aanpak onder druk omdat IoT juist gericht is op verbinding. De OT-elementen worden smart gemaakt en verbonden met het netwerk en de andere elementen in de productieomgeving. Op basis van de data die hierdoor beschikbaar komen en de analyse daarvan, nemen andere systemen autonome beslissingen, zelfs zonder tussenkomst van mensen.

Real-time communicatie

IoT laat IT en OT samensmelten. De eerste uitdaging daarbij is de efficiënte verwerking van de enorme hoeveelheid data die sensoren genereren. Gebruik van deze data binnen een industriële omgeving vereist verbindingen voor razendsnelle verzending en analyse. Resultaten in de vorm van stuurinformatie moeten direct beschikbaar zijn voor besluitvorming of vervolgacties. Hoewel de cloud op dit vlak ruime mogelijkheden biedt, zijn er ook beperkingen. Als in een gemiddelde productielijn 500 sensoren hun data versturen, kost het kostbare tijd om deze eerst naar een externe cloud te verplaatsen, daar te analyseren en weer terug te sturen. Dit leidt tot ongewenste vertraging. Er is dus een slim netwerk nodig met rekenkracht en storage, zodat de data ter plekke te analyseren is. Op die manier is gewaarborgd dat sensor- en stuurdata dichtbij en in real-time beschikbaar blijven, via bedrade of draadloze connectiviteit. Daarbij is de behoefte van de applicatie het vertrekpunt. De kernvraag is niet ‘hoe krijgen we data snel van A naar B’, maar vooral ‘hoe gaan machines en gebruikers om met de applicatie en wat hebben ze daarvoor nodig’. De netwerkarchitectuur moet hier maximaal op inspelen om IoT succesvol toe te passen.

 

Geïntegreerde veiligheid

De tweede grote uitdaging is security. In een industriële omgeving zijn componenten zoals PLC’s (programmable logic controllers) of warmtemeters oorspronkelijk niet gemaakt om aan enterprise security-eisen te voldoen. Bovendien is OT in het algemeen niet verbonden met het internet: deze apparatuur is daar niet voor gemaakt en het risico op beveiligingslekken is te groot. Met IoT is deze situatie gewijzigd.

De beveiliging van IoT-communicatie gaat verder dan de bescherming van apparatuur en data. Vanzelfsprekend moet de communicatie tussen machines, analytics-applicaties en cloudomgevingen via strikte securityprotocollen verlopen. Om de verbindingen veilig te stellen, zijn onder andere speciale switches en routers ontwikkeld. Daarnaast moet intelligente encryptie worden toegepast, waardoor dataverkeer altijd versleuteld is. Maar ook het toegangsbeheer is een essentieel beveiligingsonderdeel. Het moet altijd duidelijk zijn wie of wat wanneer op het netwerk mag en welke activiteiten geoorloofd zijn. Dit is extra belangrijk omdat het gros van de veiligheidsrisico’s van binnenuit komt. Om verstoringen te voorkomen, is een overzicht van welke machines of personen deel uitmaken van een specifiek IoT-proces onmisbaar, bijvoorbeeld via het Access, Authenticatie en Accounting-principe. Zeker in situaties met grote aantallen machines en devices is policy- en role-based access noodzakelijk om de veiligheid en integriteit van data te waarborgen.

Externe serviceproviders

De inzet van externe serviceproviders die verantwoordelijk zijn voor een deel van het productieproces en/of het beheer van apparatuur is een complicerende factor. Zeker omdat zij vaak gebruik maken van remote beheeropties. Deze externe partijen moet daarvoor toegang krijgen tot het netwerk en dat kan leiden tot veiligheidsrisico’s, die in productomgevingen niet acceptabel zijn. Deze gevallen onderstrepen het belang van geïntegreerde beveiliging, adequaat toegangsbeheer en gedetailleerde monitoring om problemen op het eigen netwerk en daarmee de eigen productieomgeving te voorkomen.

 

Predictive Maintenance

Een voorbeeld van een toepassing van  IoT in industriële omgevingen is de ontwikkeling van voorspellend onderhoud of predictive maintenance. Sensoren op machines of specifieke onderdelen bieden organisaties uitgebreide kansen om onderhoud doelgerichter en op basis van real time informatie uit te voeren. Onderhoud betekent in veel gevallen echter het stilleggen van de productie en vraagt daarom een zorgvuldige planning. Zo minimaliseren organisaties het risico op ongeplande downtime. Een actueel beeld van de prestaties helpt in te schatten wanneer de kans op defecten toeneemt. Op basis van dergelijke gegevens kiezen organisaties er bijvoorbeeld voor om onderdelen op 90 procent van hun levensduur te vervangen, in plaats van na afloop van hun levensduur. Real-time management van onderhoud biedt ook mogelijkheden om benchmarks te doen of trends te bepalen en de onderhoudsplanning continu aan te scherpen. Extra voordeel van sensoren is dat altijd duidelijk waar assets zich bevinden.

 

Bert Leegwater is Country Manager Nederland Aruba, een Hewlett Packard Enterprise bedrijf

Reageer op dit artikel