Ét ord er på alles læber: sikkerhed. Det nye sikkerhedsregulativ, IEC 62443, er nok den væsentligste udfordring for producenter af apparater og maskiner i 2024. Tendenserne i retning af AI og konnektivitet tager også til, og disse teknologier bliver stadigt mere synlige i praksis
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 4 – 2024 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Hannes Niederhauser, CEO, Kontron AG
Behovet for sikkerhed stiger hele tiden – ikke mindst inden for maskiner og infrastruktur. ”Security by design” er nu også et begreb underlagt lovgivning for at ekskludere manipulation udefra i størst mulige grad. IEC 62443 er den internationale cybersikkerhedsstandard for industrielle automations- og styringssystemer. Kontron arbejder på at færdiggøre sin certificering efter IEC 62443 i løbet af foråret. Ifølge Maskinregulativet (EU) 2023/1230 har producenter af maskiner – og operatører – stadigvæk knap tre år til at opfylde de nye krav.
Det skal konstant sikres inden for både udvikling og produktion af computersystemer, at malware ikke kan trænge ind i hverken hardware eller software på noget som helst punkt. Leverandørerne skal derfor kunne lukke alle de nyeste huller i sikkerheden øjeblikkeligt og rette eventuelle fejl. Det er netop hér, at løsninger som KontronOS kommer i spil. Operativsystemet består af et minimalistisk standardiseret Linux, men det indeholder alligevel alle de funktioner, som kunderne typisk har behov for. Platformen scanner kontinuert for nye trusler og følsomheder, og sikkerhedshullerne bliver automatisk lukket gennem opdateringer. Det giver maskin- og systemproducenter samt leverandører af medicoteknisk udstyr en meget vigtig byggesten, der kan opfylde de nye og øgede krav. Det er en effekt, som man allerede kan opleve på markedet: Praktisk taget alle nye tiltag følger det nye normative krav, og den forbedrede beskyttelse er af betydning for alle deltagere på markedet.
AI er fortsat på vej frem
Den AI-hype, som omgiver ChatGPT påvirker industrien på en indirekte måde: Fokus på AI handler primært om billedbehandling især i forhold til kvalitet og produktoptimering såvel som monitering og sikkerhed i produktionsmiljøet. Alle producenter arbejder hårdt på at implementere de nødvendige parallelle processer mere effektivt på hardwareniveau inklusive forbindelsen til andre systemer eller maskiner.
Mange nye produkter fra firmaer som Nvidia og andre markedsførende virksomheder er i søgelyset især inden for de grafiske processorer, der er specialiserede i acceleration af AI-applikationerne. Producenter af elektronik oplever også en forøget ydelse og integration af AI IP (Inference Accelerator) i de udbudte CPU’er.
Koncerner som TI, NXP, Hailo og Broadcom integrerer for tiden AI-acceleratorer i prisbillige Arm-baserede low-power computerplatforme, der kan bruges i forskellige miljøer som i edge-systemer, kameraer og ADAS til biler (Automated Driver Assistance Systems). Vigtige applikationer inden for autonom kørsel oplever man i stigende grad inden for jernbanetransport, fabrikslogistik samt inden for entreprenør- og landbrugsmaskiner. Intel og AMD leverer på den anden side de ydedygtige computersystemer, som kræves til træning af AI-modeller i individuelle højtydende maskiner eller i clouden, hvor der også kræves højere ydelse og et altid lavere energiforbrug.
Konnektivitet: AI kræver netværk
Konnektivitet dominerer også inden for 5G og WiFi 6. Hvor 5G campus-netværk fortrinsvis er blevet implementeret i ”fyrtårnsprojekter”, så lurer udbredelsen af teknologien lige under overfladen. En driver er behovet for øget sikkerhed og stabilitet i de trådløse forbindelser ligesom de øgede datavolumener og forskellige prioriteter og services. Dataraterne er fløjet betydeligt i vejret som følge af den øgede interesse for AI, real-time styringer og øget video- og billedindhold. Inden for medicomiljøet – og i produktionsindustrierne – bliver komplekse systemer kombineret for at give stadigt mere fleksibilitet fra stadigt mindre enheder. Derfor bliver også kompliceret kabling et problem, så kablingen bliver i stigende grad erstattet af trådløse forbindelser. 5G bliver afgørende hér. Betydningen af 5G øger desuden behovet for assisterende systemer inden for autonome køretøjssystemer.
Kontrons tilgang til 5G-miljøet er ønsket om at levere såvel prisbillige 5G-slutprodukter og netværksinfrastruktur som private 5G-netværksløsninger som komplette løsninger fra én og samme kilde. Opkøbet af dele af radiomodulproducenten Telits faciliteter samt specialiseringen af Kontron Slovenia mod mobile og private 5G-netværkstilbud har udvidet de tilbud, Kontron leverer. Projekter har gang på gang vist, at integrationen ofte er kompleks og spækket med risici, når man skal samle produkter fra forskellige producenter. Gennem opkøb og in-house fremstilling af integrerede løsninger og services opnår man en fælles pakkeløsning med harmoniserede teknologier, som sikrer en one-stop-shop for både support og service.
Inden for især fabriksautomation skal produkter typisk integreres i store produktionssystemer med interfaces, der skal sikre sikker og deterministisk datatransmission. TSN og – i fremtiden – TSN-over-5G vil få vigtige roller. Ud over de industrielle applikationer ser vi et betydeligt skridt fremad inden for missionskritisk kommunikation og infotainment af passagerer – ikke mindst inden for jernbanesektoren. Kontron er også hér involveret i anvendelsen af 5G-teknologi til sikker kommunikation for jernbanerne i fremtiden.
Populære formfaktorer
Med sin alsidighed er SMARC-formfaktor også fremover en vital model. Computer-on-Modules i små, energibesparende formfaktorer er især velegnede til kundespecifikke løsninger, hvor et motherboard ikke kan bruges som standard på grund af størrelse eller designspecifikationer. Ud over et stort udvalg af motherboards er der også løsninger i form af COM Express og HPC-formfaktorer tilgængelige. Det gør det muligt for apparatproducenter at anvende modul-carriers (carrier-boards), der fleksibelt kan tilpasses egne designs – fortsat med fokus på den ”economy-of-scale” som store familier af standardmoduler giver basis for. Andre typiske applikationer kan findes inden for industriel automation eller i detailhandelen som eksempelvis intelligente elektroniske vægte.
Det vil også fremover blive lettere for maskinproducenter at udvikle nye funktioner på basis af det samme carrier-board. På den anden side set kan de trække på standarder og derved opnå en indbyrdes kompatibilitet, hvilket er gavnligt med sigte på second-source. Det giver desuden mulighed for en skalering af ydelsen over hele produktlevetiden gennem en simpel udskiftning af et kompatibelt modul fra en nyere generation af carrier.
Styr på dynamikken i supply chain’en
Problemer i mange virksomheders supply chains med deraf følgende flaskehalse er heldigvis lettet betydeligt. Men med henblik på markedets dynamik er det umuligt at forudse, hvilke udfordringer markederne vil stå overfor i den nærmeste fremtid. Forsyningsevnen er fortsat en kilde til bekymring for alle leverandører af IoT-løsninger. Kontron fokuserer for eksempel på øget lagerbeholdning baseret på kundernes forecasts. Der er en second-source for alle komponenter, og redesigns er over de seneste år blevet udført for de komponenter, der er vanskelige at få fat i.
Mange mellemstore virksomheder oplever for tiden, hvor vanskeligt det er at styre mange nye teknologier og sikkerhedssystemer parallelt. Begrænsede ressourcer er derfor mere synlige – ikke kun inden for virksomhedernes supply chains, men også i hele produktionsmiljøet. Kontrons mål er at gøre mange opgaver endnu lettere for kunderne ved at tilbyde prædesignede moduler og at bidrage med ekspertise til software-udvikling i projekterne – blandt andet med den specielt udviklede Susietec Kontron-løsning.
Billedtekster:
1: Det Linux-baserede KontronOS operativsystem for sikkerhed og databeskyttelse i IoT-løsninger er en del af en holistisk digitaliseringsløsning. Kontron Susietec-værktøjet består i dag af hele 10 specialiserede software- og ni hardwareprodukter, der kommunikerer sømløst med hinanden med det formål at udnytte potentialet i IoT- og industri 4.0 fuldt ud.
2: Som en hardware-/softwareopgradering til eksisterende PLC’er, box-PC’er, gateways og industrielle servere gør Kontrons TSN starter-kit konfiguration og monitering af TSN-netværk mulig. Med et PCI Express-card og en egnet software kan IPC’er retrofittes til TSN.
3: Kontrons nye COM-HPC servermodul, COMh-sdID, baseret på Intel Xeon D-2800-processoren såvel som COMh-sdIL og COM-Express Basic med Intel Xeon D-1800-processoren giver applikationsdesignere en høj grad af skalérbarhed og fleksibilitet i high-end edge-computerapplikationer i meget små formfaktorer.
