Wie Produktions- und Prozessleitsysteme (MES und DCS) die Cybersicherheit in der Prozessindustrie beeinflussen
Produktionsleitsysteme (Manufacturing Execution Systems, MES) und Prozessleitsysteme (Distributed Control Systems, DCS) bieten eine maßgeschneiderte Steuerung für Ihre Automatisierungsinitiativen. In Kombination mit Echtzeit-Analysen unterstützen sie höhere Effizienz, Präzision und Resilienz.
Die fortschreitende Digitalisierung in der Prozessindustrie führt zu einem erhöhten Datenfluss sowohl von Anwendungen der Informationstechnik (IT) als auch der Operational Technology (OT). Doch wie können Sie diese Daten sicher nutzen, um die Leistung und Produktivität Ihrer Anlage zu erhöhen?
Für die Nutzung dieser Daten wird eine digitale Brücke benötigt. Diese Brücke verbindet das auf hoher Ebene angesiedelte Enterprise‑Planning‑System (ERP) – die IT – mit den einzelnen Assets und den einzelnen Assets und ihren direkten Steuerungssystemen – der OT. Hier kommen Produktionsleitsysteme (Manufacturing Execution Systems, MES) und Prozessleitsysteme (Distributed Control Systems, DCS) ins Spiel. Bei ihnen handelt es sich um umfassende Softwaresysteme, die Daten nutzen, um Prozesse in Echtzeit zu überwachen, zu verfolgen, zu dokumentieren und sogar zu steuern.
Bei der Prozessautomatisierung ging es früher vor allem darum, Anlagen am Laufen zu halten. Heute geht es darum, die Produktion korrekt und nach höchsten Standards über Systeme, Personen und Netzwerke hinweg auszuführen. Produktionsleitsysteme (MES) und Prozessleitsysteme (DCS) ermöglichen einen nahtlosen Datenfluss und spielen dadurch eine entscheidende Rolle bei der Gewinnung von Einblicken in die Qualität. Diese Einblicke fördern datengestützte Entscheidungen und sorgen für einen hochgradig automatisierten, flexiblen und effizienten Produktionsprozess.
Smart Manufacturing beginnt hier: Die Rolle von speicherprogrammierbarer Steuerung (SPS), Prozessleitsystem (DCS) und Produktionsleitsystem (MES)
Vertrauen ist ein wichtiger und oft unterschätzter Faktor bei der Automatisierung der Prozessindustrie: das Vertrauen, dass Anweisungen korrekt sind, das Vertrauen, dass die Parameter unverändert bleiben, das Vertrauen, dass die Daten genau sind, und das Vertrauen, dass Aufzeichnungen die Realität widerspiegeln.
Smart Manufacturing und Prozessautomatisierung beruhen beide auf einem koordinierten Zusammenspiel zwischen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), Prozessleitsystemen (Distributed Control Systems, DCS) und – in bestimmten Branchen und Anwendungsfällen – Produktionsleitsystemen (Manufacturing Execution Systems, MES). Jedes System erfüllt einen anderen Zweck:
- Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) übernehmen die Verteilung schneller Automatisierungsaufgaben direkt an die Assets.
- Ein Prozessleitsystem (DCS) ermöglicht eine integrierte Prozesssteuerung, Überwachung durch die Bediener und einen stabilen, kontinuierlichen Betrieb.
- Ein Produktionsleitsystem (MES) strukturiert Verfahrensabläufe, messtechnische Rückführbarkeit und eine rezeptur- oder chargengesteuerte Produktion.
Gemeinsam ermöglichen diese Systeme, die erfolgreiche Umstellung vom reinen „Anlagen am Laufen halten“ zur korrekten Ausführung der Produktion nach höchsten Standards. Diese Systeme können ihren vollen potenziellen Mehrwert jedoch nur entfalten und Bedienern Einblicke in hoher Qualität liefern, wenn sie über zuverlässige Daten verfügen. Die Qualität der Einblicke, die diese Systeme erzeugen, hängt von der Qualität der Daten ab, die von den einzelnen Assets und Sensoren in der installierten Basis der Anlage erfasst werden.
Die nächste Entwicklungsstufe der Prozessautomatisierung geht noch einen Schritt weiter: Intelligente Feldgeräte, Steuerungssysteme, Data Analytics und Cloud-Umgebungen werden eng in einem einzigen, koordinierten Ökosystem integriert, das als „Cyberphysical System“ bezeichnet wird. Das Cyberphysical System erzeugt eine digitale Darstellung physikalischer Prozesse und gewährleistet so, dass die Echtzeitdaten, mit denen das Produktionsleitsystem (MES) und das Prozessleitsystem (DCS) gespeist werden, nicht nur genau, sondern auch mit Kontext angereichert sind. Dies ermöglicht intelligentere Entscheidungen, vorausschauendes Handeln und autonomere Betriebsabläufe. In Anbetracht der immer stärkeren Vernetzung der Anlagen bildet das Cyberphysical System das sichere, datengestützte Rückgrat, dank dessen das volle Potenzial entfaltet werden kann: für höhere Zuverlässigkeit, gesteigerte Effizienz und ein zukunftsorientiertes Fundament von Smart Manufacturing.
Unterschied zwischen Produktionsleitsystemen (Manufacturing Execution Systems, MES) und Prozessleitsystemen (Distributed Control Systems, DCS): Das Rückgrat der Produktion
Produktionsleitsysteme (Manufacturing Execution Systems, MES) und Prozessleitsysteme (Distributed Control Systems, DCS) fungieren als Ausführungsschicht in digitalisierten Arbeitsabläufen. Sie liegen an der Schnittstelle, an der Planung, Steuerung und menschliches Handeln zusammentreffen. Genau an dieser Stelle verändert sich der Charakter der Daten: Sie erfüllen nun nicht mehr eine rein informative, sondern eine operative Funktion. Unabhängig davon, ob Sie in Ihrer Anlage ein Produktionsleitsystem oder Prozessleitsystem nutzen, gilt: Je prozeduraler, je vernetzter und je stärker Software-definiert die Ausführung wird, desto empfindlicher und anfälliger wird sie für Cyberangriffe.
Diese Systeme sind der Ort, an dem IT und OT in einer Anlage zusammenwachsen, und stehen deshalb im Fokus potenzieller Cyberangriffe. Eine einzige Sicherheitsverletzung könnte die Produktion unterbrechen oder Compliance und die Sicherheit insgesamt gefährden. Deshalb ist es unverzichtbar, dieses digitale Rückgrat durch sichere Authentifizierung, Netzwerksegmentierung und kontinuierliche Überwachung zu schützen, um die Resilienz und Daten-/Informationsintegrität in immer stärker vernetzten Anlagen zu gewährleisten.
Operational Excellence in der Prozessindustrie vorantreiben
Produktionsleitsysteme (Manufacturing Execution Systems) und Prozessleitsysteme (Distributed Control Systems) spielen eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung der Digitalisierung. Zwar bringen beide die Automatisierung effektiv voran, doch unterschiedliche Branchen haben unterschiedliche Bedürfnisse und könnten deshalb von dem einen System mehr profitieren als von dem anderen. Ein Produktionsleitsystem unterstützt Qualitätskontrolle, messtechnische Rückführbarkeit und Rezepturverwaltung, beim Prozessleitsystem liegt der Schwerpunkt dagegen stärker auf der Steuerung von Geräten und Anlagen sowie auf Stabilität und Zuverlässigkeit der Prozesse.
Ziel ist letztendlich, ein System aufzubauen, das Digitalisierung und Operational Excellence fördert. Um dieses Ziel zu erreichen, stützen sich diese Systeme auf digitale Assets sowie die von ihnen generierten Daten. Investitionen in hochwertige Messgeräte, die ihre Daten in das System einspeisen, sind deshalb eine entscheidende Voraussetzung für Smart Manufacturing sowie für die Gewährleistung von genauer Steuerung und Zuverlässigkeit.
Effizienz maximieren mit Data Analytics in Echtzeit
Dank digitaler Geräte können Anlagenbetreiber in Echtzeit auf Daten und Analytics-Funktionen zugreifen und ihre Effizienz auf ein bisher unerreichtes Niveau steigern. Wenn Daten von der installierten Basis kontinuierlich erfasst und analysiert werden, bietet dies sofortige Einblicke, wie leistungsfähig Prozesse sind und wo Ineffizienzen entstehen könnten. Systeme wie z. B. Produktionsleitsysteme (Manufacturing Execution Systems) und Prozessleitsysteme (Distributed Control Systems) fungieren dabei als operative Zentrale, die die Daten aufnimmt und für die Anlagenbetreiber kontextualisiert.
Durch die Einbeziehung von Edge Computing und Cloud-Integration in die Prozessindustrie wird das Potenzial dieser Systeme noch weiter gesteigert. Edge Computing verarbeitet Daten nahe an ihrer Quelle und sorgt so für niedrige Latenz und Betriebsverfügbarkeit bei kritischen Aufgaben wie Qualitätsprüfungen und vorausschauenden Warnungen. Cloud-Konnektivität erweitert dagegen die Fähigkeiten durch die Aggregation von Daten über Standorte hinweg und ermöglicht damit Advanced Analytics und unternehmensweite Transparenz. Gemeinsam bilden sie ein Hybridmodell, das sowohl die sofortige operative Steuerung als auch die langfristige Optimierung Ihrer Prozesse ermöglicht.
Die Abhängigkeit von sicheren Verbindungen wächst. In Anbetracht der Verlagerung der Ausführung hin zu digitalen, vernetzten und Software-definierten Systemen wird ein wirksamer Schutz immer wichtiger.
