Techxplore网站今日消息,端口是关键的基础结构,因为中断和停工会产生巨大的影响。潜在的安全风险是多种多样的,特别是在数字化集装箱码头运营中,通过工业4.0逐渐变得越来越重要。由弗劳恩霍夫工厂运营与自动化研究所(IFF)及其行业合作伙伴的研究科学家开发的新方法和工具套件可针对自动网络物理系统的攻击提供预防性防御,并有助于提高整个供应链(包括IT系统环境)的安全性。同时,可以有效地计划和实施自动化项目。
完善的基础设施对于海港运营的表现至关重要。除少数例外,人们仍然在用车辆将集装箱从A点运到B点,运往世界各地的港口码头。 Fraunhofer IFF的项目合作伙伴EUROGATE,TRANSPORTWERK Magdeburger Hafen GmbH和METOP GmbH希望使这一过程自动化。将来,运输商在船,卡车和火车之间的装卸过程将实现自动化。这将使它们变成网络物理系统,借助传感器对环境做出反应,使用执行器跟踪其在终端的位置,并自动处理给定的运输订单。网络物理系统(甚至可能是叉车或起重机)是与机械和电子组件交互的高度复杂的软件系统。这使他们面临各种风险,例如黑客攻击或人为篡改。此外,它们的复杂性使它们易于受到损害稳定性的系统固有故障的影响。马格德堡Fraunhofer IFF的研究科学家托比亚斯·库茨勒(Tobias Kutzler)表示:“仅一辆车上的一个车辆就可能导致版本冲突和停产。网络攻击也正对德国港口运营商构成越来越大的威胁。”在与项目合作伙伴的密切合作下,他正在与他的团队和项目合作伙伴METOP GmbH在联合AUTOSEC项目中建立行动,以提高网络物理系统和IT基础架构的安全性(请参见方框)。他们将首先在财团协调员EUROGATE运营的港口码头实施它们。他们还将评估是否可以将其转移到Magdeburg的内陆港口并在其上实施,因为该港口的IT资源明显减少。
数字孪生可提高关键基础设施的安全性和弹性
从一开始就永远无法完全消除或阻止新发现的错误或特定攻击(稳定性方法)。目标是找到一种可以快速,自动检测错误或问题并提高弹性的方法(弹性方法)。目标必须不是关闭整个系统,而是仅关闭有故障的子组件,并且还可以通过启用快速故障排除和调试来快速重新启动整个系统。这种方法可以应用于各种各样的物流操作。 Kutzler解释说:“使用仿真,我们建立了端口的数字孪生模型,并不断将实际端口基础设施的操作与数字孪生模型进行比较。如果两者的性能不同,则存在问题。”
三阶段计划:确定,定位,纠正比较是使用专门开发的方法和工具集基于三个阶段的计划进行的:识别,定位,纠正。首先,该软件通过比较监视的性能参数或关键指标来检测故障。工程师说:“例如,当集装箱不再以指定的速度移动时,我们会检测到中断。”在下一步中,该软件可以定位系统中的故障并确定问题的类型。在此,该软件使用数据挖掘方法将监控参数随时间变化的进度与其他上下文数据进行比较,以识别相关性并查明故障。然后,它试图找出故障原因,以便确定是否必须关闭整个系统或仅部分关闭(例如车辆)。库茨勒说:“由于集装箱码头操作自动化和网络物理系统监控尚无标准,因此我们基本上是从零开始。” “数字孪生还可以通过仿真中的所有’真实’IT组件和仿真硬件来测试系统的启动,只有在其功能完好无损的情况下才能上线​​。此外,我们还可以使用相同的方法在实际操作中针对数字孪生。这使我们能够迅速发现并缩小故障范围,并关闭受影响的系统。”
项目合作伙伴将从7月至9月底在威廉港港口码头和马格德堡内陆港口的初始测试中评估原型解决方案。将首先在威廉港观察在EUROGATE的STRADEGY项目中在测试现场开发和测试的已经自动化的跨式运输车的位置,行进方向和速度。跨运车是非常复杂的车辆,可以在码头上移动和堆放集装箱。这位研究科学家说:“成功地对黑客进行攻击或对物流系统进行其他篡改,不仅会损害我们的合作伙伴EUROGATE的危害,而且还会影响各个港口城市的交通,因为所处理的卡车会倒退数公里。”黑客攻击丹麦公司马士基(Maersk),突显了AUTOSEC项目的紧迫性。丹麦马士基(Maersk)在2017年运送了其集装箱中全球贸易总额的约20%。损失总额达数亿美元。

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By szf