Piraterieschutz und labellose Identifizierung von Bauteilen im Rahmen von Industrie 4.0

Durch die Erweiterung von Produktionsanlagen mit Informations- und Kommunikationstechnik im Rahmen von Industrie 4.0 können besondere Einzelstückanfertigungen zum Preis von Massenware und in höchster Qualität produziert werden. In gegenwärtigen Produktionsumgebungen wird zur Identifizierung von Werkstücken zumeist auf spezielle Labels (wie beispielsweise Strichcodes) zurückgegriffen. Dies birgt Schwierigkeiten für die zukünftige, global verteilte und vernetzte Produktion. Da derartige Labels künstlich auf das Werkstück angebracht werden, sind sie im weiteren Produktionsverlauf anfällig für Beschädigungen durch Verunreinigungen, Umwelteinflüsse und Weiterverarbeitung. In dieser Arbeit wird daher ein neuartiges System entwickelt, um Werkstücke ohne das Anbringen von Labels in Produktionsumgebungen ausschließlich anhand inhärenter physikalischer Merkmale (beispielsweise Holzmaserungen) zu identifizieren. Zur Extraktion dieser physikalischen Merkmale (der Werkstückidentität) werden unterschiedliche Werkstoffprüfverfahren diskutiert, welche bereits zu Qualitätssicherungsmaßnahmen in derartigen Produktionsumgebungen verwendet werden. Zur digitalen Abbildung der Werkstückidentitäten wird weiterhin die Eignung robuster Hashverfahren evaluiert. Hierzu wird das entwickelte System beispielhaft anhand der Werkstoffprüfmethode Sichtprüfung mit Kamera in einer eigens entwickelten Android-Applikation implementiert. Die Evaluation zeigt, dass insbesondere das robuste Hashverfahren basierend auf dem Marr-Hildreth Operator (MH) grundlegend ein sehr guter Kandidat für die digital e Abbildung von Werkstückidentitäten ist. Für eine reale Anwendung in der Praxis sind jedoch noch weitere Optimierungen im Rahmen zukünftiger Arbeiten nötig. Das entwickelte System wird abschließend mit dem STRIDE-Framework hinsichtlich potentieller IT-Sicherheitsbedrohungen analysiert. Darüber hinaus werden Piraterieschutzmaßnahmen aufbauend auf dem in dieser Arbeit entwickelten System zur labellosen Identifizierung von Werkstücken zu drei möglichen Piraterieszenarien in der Fertigungsindustrie konzipiert.