Veranstaltungsprogramm

Nachstehend finden Sie eine Übersicht aller Sitzungen des 14. Jahreskolloquiums KommA.
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Sitzungsübersicht
Datum: Mittwoch, 22.11.2023
8:30 - 9:00Keynote
Ort: Tagungsraum
Chair der Sitzung: Dr. Lisa Underberg, ifak
 
ID: 127 / Keynote: 1
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2023
Themen: Kommunikationssysteme
Stichworte: 5G, WLAN, Hybride Kommunikationsnetze

Towards Wireless Communications in Automation: An Overview

Lisa Underberg1, Michael Karrenbauer2, Philipp Schulz3, Qiaohan Zhang3, Andreas Weinand2, Niklas Bulk4, Philipp Rosemann2, Parva Yazdani1, Armin Dekorsy4, Gerhard Fettweis3, Hans D. Schotten2

1ifak, Deutschland; 2RPTU, Deutschland; 3TU Dresden, Deutschland; 4Universität Bremen, Deutschland

Beruflicher Werdegang
todo, wenn vortragender Autor festgelegt.
 
9:00 - 10:30V2
Ort: Tagungsraum
Chair der Sitzung: Stefan Bollmeyer, ABB AG
 
ID: 129 / V2: 1
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2023
Themen: Kommunikationssysteme, Systemanalyse und Entwurf von Kommunikationssystemen, Anwendungsbereiche
Stichworte: Container, Diagnose, Wissenstransfer, virtuelle Kommunikation

Edgeshark: Einblick in die virtuelle Kommunikationswelt (nicht nur) von Containern

Harald Albrecht

Siemens AG, Deutschland

Nicht zuletzt mit aktuellen „vPLC“-Offerten gewinnt der Einsatz von IT-Technologien wie Docker und Kubernetes zum Virtualisieren und Orchestrieren der Industrieautomation an Fahrt. Die IT verfügt über bewährte Blaupausen zum Strukturieren von Applikationen und deren virtueller Kommunikation auch in größeren Container-Systemen. In der Praxis stoßen Anwender, Entwickler, Experten und Forschende aus Automatisierung und Industrie-Kommunikation immer wieder auf überraschendes oder unerwünschtes Systemverhalten. Umfangreiche Online-Dokumentation und heutige Kommandozeilen-Werkzeuge sind dabei sowohl Hilfe als auch Hürde, um die virtuellen Systeme und Netzwerke zu durchdringen und diagnostizieren: warum kommen keine Telegramme in der Anlage an, warum gehen keine Daten die die Cloud, …? In der eigenen mehrjährigen Praxis als „containerisierter Systemarchitekt“ u.a. bei der Siemens „Industrial Edge“ ist deshalb das anfangs interne Projekt „Edgeshark“ entstanden und stetig weiterentwickelt worden. Siemens steuert nun das Projekt (MIT-Lizenz) zur Github OpenSource Community bei. In diesem Beitrag steht jedoch nicht das Werkzeug im alleinigen Mittelpunkt, sondern es soll vielmehr wie ein guter Ausbilder Interessierten einen einfachen Zugang zu verschiedenen Elementen der virtuellen (und auch realen) Kommunikation in Containersystemen ermöglichen. Der Zugang kann explorativ über eine Weboberfläche erfolgen, genauso kann Edgeshark auch per REST API einfach in neuen Aufgaben eingebunden werden. Weiterhin existiert eine Integration samt Live-Übertragung zum OpenSource-Werkzeug Wireshark.

Beruflicher Werdegang
- Studium des Maschinenbaus an der RWTH Aachen.
- Promotion am Lehrstuhl für Prozessleittechnik der RWTH Aachen, Prof. Epple.
- Principal Key Expert und Systemarchitekt für Systems Communication and Control Networks in der "Digitalen Industrie" der Siemens AG.


ID: 131 / V2: 2
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2023
Themen: Aspekte vernetzter eingebetteter Echtzeitsysteme
Stichworte: Security Standards, Compliance, Remote Attestation, Security Regulations, Security Requirements

Compliance with Industrial Security Standards by Implementing Remote Attestation

Florian Kohnhäuser, Sören Finster

ABB AG, Deutschland

To mitigate the risk of cyber threats on industrial systems, security standards are currently emerging and providing an important framework to ensure security. While security standards define desired security outcomes, they often lack specific implementation strategies. This leads to the application of inconsistent or inadequate security measures. In this work, we focus on a novel security measure called remote attestation, which is capable of verifying the authenticity and integrity of remote devices and systems. We analyze remote attestation and its relation to the industrial security standards IEC 62443, NERC CIP, NIST SP 800, ISO/IEC 27002, and PCI DSS. In detail, we map remote attestation to requirements of the analyzed security standards, highlighting the degree to which these requirements can be fulfilled by remote attestation. The results demonstrate that remote attestation is highly relevant to the analyzed security standards and offers both technical mitigation of cyber threats as well as compliance with well-established security standards.

Beruflicher Werdegang
- B.Sc. degree in computer science from the Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Karlsruhe, Germany, in 2012
- M.Sc. degree in IT security from the Technical University of Darmstadt (TU Darmstadt), Darmstadt, Germany, in 2014
- Ph.D. degree in computer science from the TU Darmstadt in 2019 on topic of remote attestation for embedded systems
- Since 2019, working as a senior scientist at the ABB corporate research in Ladenburg, Germany with a research focuses on secure protocols, systems, and applications for industrial automation systems


ID: 128 / V2: 3
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2023
Themen: Kommunikationssysteme, Aspekte vernetzter eingebetteter Echtzeitsysteme, Anwendungsbereiche
Stichworte: High Availability, RDMA, DetNet, vPLC

Experimental Validation of a RDMA-based High Availability Concept over a deterministic IP-based network

Thomas Kampa1,2, Daniel Großmann1

1Technische Hochschule Ingolstadt, Deutschland; 2AUDI AG, Deutschland

The edge computing paradigm continues to disrupt areas such as the automation domain where hardware-based implementations, i.e., programmable logic controllers (PLCs), have dominated for decades. The shift to virtualization and data center technologies offers both new opportunities and risks. By providing the first experimental validation of Remote Direct Memory Access (RDMA) over a deterministic IP-based network, we converge the IT and OT domains with a high availability approach for virtualized PLCs. Synchronizing the state of two PLC instances via RDMA provides fault tolerance across multiple data centers and exemplifies the potential of data center technologies for the automation industry. The experimental validation demonstrates the excellent match between the communication requirements of RDMA and the characteristics of the deterministic network. Finally, the need for deterministic acyclic communication in the pursuit of IT/OT convergence is illustrated.

Beruflicher Werdegang
- B.Sc. in Maschinenbau und M.Sc. in Mechatronik an der TU Darmstadt
- Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Technischen Hochschule Ingolstadt unter Prof. Großmann
- Doktorand an der Otto-von-Guericke-Universität unter Prof. Jumar
- Doktorandenprojekt bei der AUDI AG Ingolstadt zum Thema "Software defined Networking"
 
10:30 - 11:00Kaffeepause
11:00 - 12:30V3
Ort: Tagungsraum
Chair der Sitzung: Marco Henkel, WAGO GmbH & Co. KG
 
ID: 113 / V3: 1
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2023
Themen: Kommunikationssysteme, Anwendungsbereiche
Stichworte: 6G, agile link adaptation, split computing, high-speed backbone, geo-distributed computing, uav, anti-collision system, wireless closed loop, holographic communication, quality of experience, split rendering, metaverse

6G NeXt - Joint Comumication and Compute Mobile Network: Use Cases and Architecture

Sergiy Melnyk1, Qiuheng Zhou1, Hans D. Schotten1,2, Mandy Galkow-Schneider3, Ingo Friese3, Tobias Pfandzelter4, David Bermbach4, Louay Bassbouss5, Alexander Zoubarev5, Andy Neparidze5, Arndt Kritzner6, Enrico Zschau7, Prasenjit Dhara8, Steve Göring8, William Menz8, Alexander Raake8, Wolfgang Rüther-Kindel9, Fabian Quaeck9, Nick Stuckert9, Robert Vilter9

1Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, Deutschland; 2Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Deutschland; 3Deutsche Telekom AG, Deutschland; 4Technische Universität Berlin & ECDF, Deutschland; 5Fraunhofer FOKUS, Deutschland; 6Logic Way GmbH, Deutschland; 7SeeReal Technologies GmbH, Deutschland; 8Technische Universität Ilmenau, Deutschland; 9Technische Hochschule Wildau, Deutschland

The definition of the sixth generation mobile communication is in the full swing. Mobile communication aims for the convergence of physical, human and digital world.

Research project 6G NeXt is considering two demanding use cases, holographic communications and drones anti-collision system, which set heterogeneous requirements on the communication as well as the computing infrastructure. In both use cases, the clients are widely spread in the network and are cooperatively interacting with each other. Especially for holographic communication, also high processing power is required. This makes a high-speed distributed backbone computing infrastructure, which realises the concept of split-computing, inevitable. Furthermore, tight integration between processing facilities and wireless network is required in order to provide adequate quality of service to the users. This paper illustrates the use case scenarios and their requirements. Afterwards, an appropriate solution approach to realise those is elaborated. Here, the novel technological approaches are discussed based on the developed overall communication and computing architecture.

Beruflicher Werdegang
- Studium bei der Technischen Universität München (2007-2012)
- Wiss. Mitarbeiter bei DFKI, Intelligente Netze, Prof. Schotten (seit 2015)
- Industrielle Kommunikation, Kommunikationsnetze


ID: 102 / V3: 2
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2023
Themen: Kommunikationssysteme, Anwendungsbereiche
Stichworte: 5G Campusnetz, V2V Vernetzung, Echtzeitvernetzung

Feldtest eines vernetzten autonomen Einschienenfahrzeugs MonoCab in einem 5G-Campusnetz

Timo Siekmann1, Boris Rohde2

1Fraunhofer IOSB-INA, Deutschland; 2Wireless.Consulting GmbH

Die Bedeutung von automatisierten und autonomem Fahren nimmt auf der Straße und

Schiene sowie in der Produktion (AGV) und Logistik (Indoor und Outdoor) kontinuierlich zu.[G.] Ein Technologiebaustein dafür ist eine anforderungsgerechte Vernetzung der Fahrzeuge. WLAN (Wireless Local Area Network) und Mobilfunk sind je nach Anwendungsfeld mögliche Kandidaten für diese Vernetzung. Die Mobilfunkgeneration 5G verspricht neue Funktionen wie u.a. Network Slicing, Uplink orientierte Mobilfunknetze, Layer 2/3 Transperency und Ultra Low Latency Communication (URLLC).[ RP18] In diesem Beitrag werden 5G Messungen auf einem Testfeld mit State of the Art Hardw- und Software durchgeführt. Anhand der Messergebnisse im Beitrag ist zu sehen, dass 5G Campusnetzte bereit sind die im Projekt erhobenen Anforderungen unter bestimmten Bedingungen zu erfüllen, Bis das volle Potential von 5G ausgeschöpft werden kann müssen die Hersteller jedoch weitere Funktionalitäten in ihre 5G Hardware implementieren.

Beruflicher Werdegang
- Wissenschaftlicher Mitarbeiter


ID: 125 / V3: 3
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2023
Themen: Kommunikationssysteme
Stichworte: shared campus network, co-working spaces, network simulation, 5G network, application requirements

Virtual Automation Network Simulation (VANSIM): A tool for shared 5G campus networks in industrial working and co-working spaces

Parva Yazdani, Gustavo Cainelli, Lisa Underberg

Institut für Automation und Kommunikation e.V. (ifak), Magdeburg

5G networks are currently adapted more and more in industrial applications due to their high-speed data transfer, low latency, and increased capacity. To address growing demands and increase cost-effectiveness, the idea of shared 5G campus networks has emerged, akin to co-working spaces known from office environments. This is especially beneficial for small and medium enterprises in industrial parks looking to incorporate 5G technology into their automation needs. In order to ensure the network can meet the diverse application requirements of all companies involved, a simulation platform called Virtual Automation Network Simulation (VANSIM) is under development. VANSIM aims to allow companies to validate and test the feasibility and compatibility of shared 5G networks pre- and post-installation from the perspective of the automation applications. This paper focuses on validating this simulation platform for passive environmental influences by comparing its results to real-world measurements.

Beruflicher Werdegang
Bachelor's degree in industrial engineering in Iran,
Master's degree in industrial engineering and management of electrical engineering and information technology in Magdeburg, Germany,
Student researcher at ifak e.V. for 8 months,
Research associate at ifak e.V. for a year until now.
 
12:30 - 12:35Schlusswort/Einladung KommA 2024 in Lemgo
Ort: Tagungsraum
Chair der Sitzung: Prof. Dr. Ulrich Jumar, ifak e.V.