22.06.2021
Das Zukunftslabor Produktion hat in einem vorangegangenen Schritt zur Erforschung selbstoptimierbarer Herstellungsprozesse eine intelligente Druckgießform entwickelt. Die im Gießwerkzeug integrierte Sensorik liefert während des Gießprozesses Daten über das in der Herstellung befindliche Bauteil (Trägerstruktur für ausklappbare Flugzeugtische). Für diese Daten wird eine sichere IT-Infrastruktur benötigt, die den prozessübergreifenden Informationsaustausch ermöglicht und absichert. Da in der Praxis häufig mehrere Fertigungsstandorte für die Produktion eines Bauteils vernetzt werden, muss der Datenaustausch nicht nur sicher, sondern auch standortübergreifend möglich sein. Dies wirft Fragestellungen hinsichtlich der IT-Sicherheit und der IT-Architektur auf. Deswegen arbeiten die Wissenschaftler*innen an einer Datenplattform, die den Anforderungen verschiedener am Produktionsprozess beteiligter Stakeholder (Auftraggeber*in, Mitarbeiter*innen der Maschinenkonstruktion, des Druckgusses, des Maschinenbaus, der Nachbearbeitung, der Softwareentwicklung) gerecht wird. Um diese Anforderungen zu identifizieren, erstellten die Wissenschaftler*innen Profile (sogenannte Personae) für unterschiedliche Tätigkeitsfelder entlang der Produktionskette (z. B. Mitarbeiter*in in der Qualitätssicherung, Maschinenführer*in der Werkzeugfertigung, IT-Administrator*in der IT-Abteilung). Daraufhin fassten sie in User Stories die Bedürfnisse der Personae zusammen und leiteten daraus ab, welche Eigenschaften die zu entwerfende IT-Infrastruktur aus Sicht der jeweiligen Person aufweisen muss (z. B. „Als IT-Administrator*in in der Produktion möchte ich, dass die Verfügbarkeit der Daten im Produktionsbereich stets gewährleistet ist, um die Produktion aufrecht zu erhalten.“). Aus den identifizierten Ansprüchen der verschiedenen Stakeholder leiteten die Wissenschaftler*innen Geschäftsanforderungen, Nutzungsanforderungen, Betreiberanforderungen, Schutzziele und Anforderungen aus Sicht der IT-Sicherheit ab, die die Datenplattform erfüllen muss. Zu den Geschäftsanforderungen zählen ein sicherer Datenaustausch, die Wahrung von Dateneigentumsrechten, Ansprüche an Wertschöpfung sowie ein offenes Netzwerk für den Zugriff durch externe Partner. Die Nutzungsanforderungen an die Datenplattform können anhand der Nutzer*innen unterteilt werden.
Zunächst erwarten diese intuitiv bedienbare Systeme für den Zugriff auf die Datenplattform. Neben diesem müssen Daten in verschiedenen Formaten einfach ein- und ausgelesen werden können. Außerdem müssen Schnittstellen zur Rollen- und Rechtezuweisung für einzelne Datensätze und Datenspeicher festlegbar sein und nachvollziehbar für den/die Dateneigentümer*in gemacht werden. Zudem muss eine komfortable Möglichkeit zum Einbringen von eigenen Analysealgorithmen integriert werden. Neben den Anforderungen an die Plattform ist eine entscheidende Frage jene des Betriebsmodells. Hierbei ergeben sich aus verschiedenen Stufen der Fertigung unterschiedliche Anforderungen. Das beinhaltet Fragen des Zugriffs auf die Daten innerhalb der Plattform sowie Fragen des Personaleinsatzes und der sonstigen Kosten zum Betrieb der Plattform.
Im Zusammenhang mit den Personae und den User Stories haben wir vier Anwendungsfälle identifiziert, in denen die Datenplattform zum Einsatz kommt. Dazu zählen die Kommunikation im Produktionsbereich, die Übertragung der Daten in interne Verwaltungsabteilungen, die Speicherung der Daten in unternehmenseigenen Clouds und die Übermittlung der Daten in firmenexterne „Shared-Clouds“. Indem wir uns diese Anwendungsfälle angesehen haben, haben wir die Anforderungen noch weiter herauskristallisiert.
Schließlich formulierten die Wissenschaftler*innen Schutzziele (Vertraulichkeit, Integrität, Verfügbarkeit, Authentizität, Nichtabstreitbarkeit) und Anforderungen aus Perspektive der IT-Sicherheit (Identifizierung und Authentifizierung, Nutzungskontrolle, Systemintegrität, Vertraulichkeit der Daten, Eingeschränkter Datenfluss, Rechtzeitige Reaktion auf Ereignisse, Verfügbarkeit der Ressourcen). Auf Basis der Anforderungsanalyse konnten die Wissenschaftler*innen verschiedene Datenplattformen vergleichen und eine passende für das Zukunftslabor Produktion konzipieren. Dieses werden sie im Verlauf des Projektes unter Berücksichtigung juristischer Fragestellungen weiter ausarbeiten. Die Datenplattform soll später zur digitalen Vernetzung der unterschiedlichen Fertigungsschritte und -standorte beitragen.
