Was zur Hannover Messe 2023 angekündigt wurde, wird zur SPS 2023 im Detail vorgestellt: Die Mitglieder der Open Industrie 4.0 Alliance (OI4) haben eine Arbeitsgruppe gebildet, um die Grundidee eines offenen, hersteller- und hardwareunabhängigen App Stores für eine industrielle Zielgruppe um-zusetzen. Ziel ist es, einen offenen, transparenten, sicheren und für verschiedene App Stores gleichen Prozess zu schaffen, Apps anzubieten und zu erwerben beziehungsweise herunterzuladen.
Die Standardisierungsbemühungen innerhalb der OI4 sorgen zudem dafür, dass diese Apps – sofern sie diese Standards unterstützen – auch auf möglichst vielen Endgeräten problemlos laufen und untereinander Daten austauschen können.

Der zur SPS 2023 geplante Start des Flagship Store für die OI4-Community, den die Firma Hilscher in Zusammenarbeit mit der Open Industrie 4.0 Alliance konzipiert hat und in eigenem Namen betreibt, soll als Beispiel für die Umsetzung der OI4-Standardisierungsbemühungen in diesem Bereich dienen und Anbietern und Anwendern industrieller Apps helfen, in die konkrete Zusammenarbeit und Umsetzung zu starten.

Ein in Erstellung befindliches White Paper, das zur SPS 2023 verfügbar sein wird, informiert die App-Anbieter, die dieses App Store-Angebot nutzen wollen, über technische Details, die sie erfüllen müssen, um eine OI4-konforme App im Store zu veröffentlichen. Aber auch Apps, die diese Spezifikation noch nicht oder gar nicht erfüllen, können in das App Store-Angebot mit aufgenommen werden. Darüber hinaus spezifiziert ein weiteres White Paper das dazugehörige Manifest, das benötigt wird, um die technischen Details der App für den Upload in den App Store festzulegen.

Die Technologie hinter dem Flagship Store

Zusammenspiel Flagship Store für die OI4-Community, Open Operator Cloud (z.B. netFIELD.io) und Wibu License Central Server.

© Wibu-Systems

Hilscher hat in enger Abstimmung mit der Open Industry 4.0 Alliance und ihren Arbeitskreisen zur Vereinfachung der Digitalisierung in der Produktion das Konzept eines Community Stores für OI4 Mitglieder und Anwender mit Hilfe einer vollfunktionsfähigen, skalierenden E-Commerce Plattform auf https://flagshipstore.hilscher.com umgesetzt und wird diesen zur SPS 2023 mit App-Partner aus dem OI4-Umfeld an den Start bringen. Das Unternehmen agiert hier auch als Betreiber und Verantwortlicher dieses Marktplatzes. Marktplatz deshalb, weil dort jeder Anbieter selbständig mit seinem App-Angebot auftreten kann. Transaktionen, das heißt der Erwerb kostenpflichtiger Apps, sind unter Einsatz der in der Industrie üblichen Bezahlmethoden wie Kreditkarte, Lastschrift oder gegen Rechnung ebenfalls möglich. Hierbei treten die App-Anbieter selbst als Verkäufer auf, sodass die vertragliche Beziehung direkt zwischen dem App-Anbieter und dem App-Nutzer stattfindet.

Technologisch gesehen unterstützt der Community Store die sogenannte Docker-Technologie, eine Open Source-Lösung zur virtualisierten Inbetriebnahme von Apps auf Industrie-PCs und Edge-Gateways. Jede App, die als Docker-Container-App verfügbar ist, kann über den App Store ausgeliefert und in Betrieb genommen werden.

Apropos Betrieb: auch hier bemüht sich die OI4 um Vereinfachung und Standardisierung. Hierzu gibt es das Konzept der sogenannten ‚Open Operator Cloud‘, der Beschreibung einer für die Inbetriebnahme von Apps und der Überwachung von Shopfloor-Prozessen notwendigen Systemeinheit. Mit Hilfe dieser Open Operator Cloud können zukünftig Apps aus dem Store automatisiert über die sogenannte Digitale Lieferadresse mittels API-Verbindung übernommen werden. Von dort aus werden die Apps dann von den Betriebs- und Überwachungsverantwortlichen auf Shopfloor-Ebene auf die Endgeräte verteilt und in Betrieb genommen. Hilschers Geräte- und Applikations-Geräteverwaltungslösung netFIELD.io ist ein Beispiel einer solchen Open Operator Cloud und kann entsprechend im Zusammenspiel mit dem Flagship Store für die OI4-Community genutzt werden.

Aber nicht nur Apps sollen im App Store zu finden sein. Auch Beratungs- und Service-Leistungen sowie auf den Bereich industrielle Kommunikation ausgerichtete Hardware wie Gateways, Edge Gateways und Industrie-PCs sollen dort zum Direktkauf auch über das Internet angeboten werden. Entsprechend wird Hilscher als Betreiber dieses Marktplatzes bereits im Vorfeld, aber insbesondere nach dem Start des Community Stores, auf die Suche nach interessierten Partnern und Anbietern gehen.

Verschlüsselung und Lizenzierung

Workflow beim Upload von Apps – inklusive der Verschlüsselung über die CodeMeter-Technologie von Wibu-Systems.

© Wibu-Systems

Um die Apps, genauer gesagt das geistige Eigentum daran, gegen unbefugte Nutzung zu schützen, hat Hilscher sich entschieden, die Softwareschutz- Lösung CodeMeter der Firma Wibu-Systems einzusetzen. Die CodeMeter-Technologie wurde bereits in den App Store integriert, was den App-Anbietern erlaubt, ihre Apps optional vor dem Upload in den App Store damit zu schützen. Mittels der CodeMeter Protection Suite können Apps in wenigen Minuten automatisch verschlüsselt und mit einer Lizenzprüfung versehen werden. Es werden alle Umgebungen unterstützt, die klassischen Maschinencode erzeugen, wie zum Beispiel C/C++, Rust oder Go, aber auch Sprachen, die Intermediate Code erzeugen, wie Java und .NET, sowie Skriptsprachen, bei denen der Quellcode ausgeliefert wird, wie Python und JavaScript. Zusätzlich steht ein Lizenzierungs-API zur Verfügung, wenn einzelne Features lizenziert werden sollen oder Freemium-Modelle gewünscht sind.

Durch die automatische Verschlüsslung ist das geistige Eigentum dieser App vor Produktpiraterie und Reverse Engineering geschützt. Passende Software-Schlüssel (Tickets) zum Freischalten der App nach dem Download über den Community Store werden ebenfalls im Rahmen der oben genannten Transaktionen beim Download zur Verfügung gestellt. Beim Aktivieren der Lizenz wird diese an das zu aktivierende Gerät gebunden, so dass eine Vervielfältigung der Software, zum Beispiel durch Kopieren des Docker-Containers, unterbunden wird.

Um auch hier das Handling mit den Nutzungsrechten für den App-Anwender möglichst einfach zu machen, hat Hilscher in Kooperation mit Wibu-Systems die spezielle License Server-App ‚netFIELD App License Server‘ entwickelt, welche auf den gleichen Edge-Geräten des Anwenders laufen kann wie die eigentliche Applikation. Diese License Server-App kommuniziert im Hintergrund mit CodeMeter License Central, die automatisiert Lizenzen erzeugen, verteilen und verwalten kann. Der App-Anwender wählt unter den verfügbaren Lizenzen zur Nutzung der Apps die gewünschte aus und aktiviert diese mit einem Klick.

Praxis-Beispiel: das Auslesen des Profinet-Netzverkehrs

Grafik zum Praxisbeispiel – das Auslesen des Profinet-Netzverkehrs

© Wibu-Systems

Hilscher bietet am Markt unter anderem die sogenannten ‚Tap Apps‘ an. Dies sind containerbasierende Applikationen, die es erlauben, Shopfloor-Daten, die beispielsweise mittels Profinet- oder EtherCAT-Protokoll zwischen einer Steuerung und Produktionsmaschinen ausgetauscht werden, passiv mitzulesen – und dies ohne Umprogrammierung der Steuerung, allein durch Hinzufügen von ein bis zwei weiteren passiven Netzwerkkomponenten. So wird zum Beispiel ein sogenanntes Edge Gateway mit Hilfe eines Hilscher netMIRROR oder Nutzung eines Mirror Ports auf einem Profinet-Switch in den Datenfluss integriert. Die auf dem Edge Gateway laufende Profinet Tap App nutzt die dort integrierte Netzwerkkarte von Hilscher, um an dem Profinet-Datenstrom zu partizipieren und die so erfassten Daten einer nachgelagerten Verarbeitung, zum Beispiel zur Speicherung, Visua-lisierung, Alarmgenerierung oder Weiterleitung an eine interne IT-Infrastruktur des Anwenders, zur Verfügung zu stellen.

Container-Technologie für die Industrie

Wibu-Systems und Hilscher arbeiten gemeinsam daran, die Nutzung der Container-Technologie für den Einsatz in der Digitalisierung und Vernetzung der Produktion so einfach und sicher wie möglich zu machen – und zwar für alle Beteiligten. Also nicht nur für die App-Anwender in der Produktion, die mit Hilfe der Container-Technologie und Edge Computing dem steigenden Produktivitätsdruck und Fachkräftemangel entgegenwirken wollen, sondern auch für die App-Anbieter, die mit ihren Lösungen einen einfachen, aber dennoch sicheren Zugang zum Bereich der Digitalen Produktion suchen, wo sie bisher nicht vertreten waren. Und zwar ohne den dabei notwendigen Schutz ihres geistigen Eigentums, das in der von ihnen entwickelten Software steckt, zu vernachlässigen.

Am Beispiel der netFIELD Profinet Tap App heißt das, dass die App insofern durch die CodeMeter-Technologie geschützt wird, als dass sie auf dem Edge Gateway in Betrieb genommen werden kann, aber keine verwertbaren Daten liefert. Erst durch die erfolgreiche Hinzunahme einer validen softwarebasierten Lizenz von Wibu-Systems, die über die lokalen CodeMeter License Central erzeugt wird, liefert die Tap App verwertbare Daten, die auf demselben Edge Gateway unter Verwendung des so genannten App License Server Container gehostet werden; ein externer Lizenzserver ist nicht notwendig. Zudem ist die mit CodeMeter verschlüsselte App vor Missbrauch bei der Softwareentwicklung geschützt.