Cyber-Physical Risk: Wie IoT-Fehler elektrische Brände in industriellen Netzwerken auslösen können

Über 1,35 Milliarden Personen waren im Jahr 2024 in den Vereinigten Staaten von Datenkompromittierungen betroffen. Diese Angriffe reichen von einer einfachen verlegten Debitkarte bis hin zu Malware, die ein industrielles Gerät infiziert. Während Automatisierungen das Leben in vielen Fällen einfacher gemacht haben, setzen bestimmte Geräte Unternehmen einem höheren Risiko aus.

Das Wachstum des industriellen IoT (IIoT) verändert die Art und Weise, wie wir produzieren. Intelligente Sensoren, Fernüberwachung und vorausschauende Analytik helfen bei kathodische Korrosion oder den elektrischen Lastausgleich, aber sie stellen auch zusätzliche Anforderungen an physische Systeme. Das kann zu einem elektrischen Brandrisiko führen, wenn solche IIoT-Geräte Störungen verursachen.

Das Letzte, was ein Unternehmen gebrauchen kann, sind versteckte cyber-physische Risiken, die Brandbekämpfungsstrategien verursachen oder unterbrechen können. Proaktive Bewertungen sind wichtig, um sicherzustellen, dass diese Geräte den Betrieb unterstützen und nicht behindern.

Cyberangriffe können physische Systeme in gefährliche Zustände versetzen

Die meisten Cyberangriffe zielen auf das Finanz- oder Versicherungswesen ab. Im Jahr 2021 wird das verarbeitende Gewerbe die die zweithöchste Ziel solcher Angriffe. Dabei geht es nicht nur um Anlagen zur Ölraffination oder Zementherstellung, sondern auch um wichtige Infrastrukturen und Regierungsstellen, die das zivile Leben unterstützen.

Phishing, Ransomware, interne Sicherheitsverletzungen und Anlagensabotage aufgrund von Schwachstellen in der IIoT-Gerätesoftware sind allesamt reale Risiken, die Ihre elektrischen Systeme bedrohen, insbesondere wenn sie mit SCADA-Systemen verbunden sind. Diese Geräte können manipuliert werden, um falsche Berichte oder Alarme an Maschinen zu senden, Sicherheitsprotokolle außer Kraft zu setzen und Temperatur- und Spannungsmesswerte zu fälschen. Es könnte der Anschein erweckt werden, dass alles innerhalb sicherer Parameter arbeitet, während in Wirklichkeit ein Hacker auf der anderen Seite des Globus ein System so hochfährt, dass es überhitzt und einen Brand verursacht.

Integrationslücken hinterlassen gefährliche blinde Flecken

Die meisten Industrieanlagen, die heute in Betrieb sind, verfügen über eine Mischung aus alten elektrischen Systemen und moderner IoT-Plattformintegration. Dabei kann es sich um die Überwachung der Stromverteilung, die HLK-Automatisierung, die Beleuchtungssteuerung, das Energiemanagement oder die Fernsteuerung von Maschinen handeln. Wenn die Interoperabilität zwischen diesen Systemen mangelhaft ist, kann und wird dies zu fehlenden Signalen und verzögerten Reaktionen auf Ausfälle führen.

Stellen Sie sich vor, dass ein Notstromaggregat für einen Gesundheitsdienstleister von einem separaten Energieüberwachungs-Dashboard unbemerkt bleibt, nur weil die beiden Systeme nicht richtig synchronisiert sind. Dieser einzelne Fehlerpunkt stellt eine Lücke dar, die dazu führen kann, dass das primäre System unter Volllast bleibt, selbst wenn das Notstromaggregat stillschweigend überhitzt.

Hardware-Mängel und mangelhafte Installationen erhöhen das Risiko

Die häufigste Risikoverbindung zwischen IoT-Geräten und Ihren Systemen ist die physische Installation. Brandgefahr besteht, weil Kabel nicht richtig angeschlossen oder Verbindungen nicht mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen wurden. Lichtbogenfehler durch schlechte Verbindungen sind immer noch die Hauptursache für elektrische Brände, und IIoT-Installationen erweitern diesen Prozess um komplexe Ebenen.

Installieren Sie niemals IIoT- oder einfache IoT-Hardware, ohne vorher ein qualifiziertes Team von erfahrenen Elektro- oder Gerichtsmediziner. Sie können eine elektrische Belastungsanalyse durchführen und Ihre Systeme überprüfen, um sicherzustellen, dass die Verbindungen korrekt sind, wie vorgesehen funktionieren und keine zusätzlichen Belastungen für die Komponenten darstellen. Ein “Plug-and-Play”-IoT-Gerät mag harmlos erscheinen, aber wenn es belastet wird, kann es schnell zu Stromkreisausfällen und thermischen Zündungen führen.

Überlastung und unausgewogene Belastung durch zu viele Geräte

Es ist unbestreitbar, dass das IIoT die Systemeffizienz verbessern kann. A aktueller Blogeintrag des führenden Herstellers GE zeigt, wie die IIoT-Technologie es Sensoren ermöglicht, Daten zu sammeln, drahtlos zu speichern und Analysen und maschinelles Lernen (ML) zu nutzen, um Berichte zu erstellen oder Entscheidungen zu treffen.

Diese Vorteile sind zwar überzeugend, können aber auch dazu führen, dass manche Unternehmen ihre elektrischen Systeme durch eine zu schnelle Anpassung der Technologie überlasten. Der Schneeballeffekt von Dutzenden von Geräten, die rund um die Uhr miteinander kommunizieren, zieht zusätzlichen Strom und erzeugt mehr Wärme. Um das Risiko einer Überlastung von Stromkreisen und Schalttafeln zu minimieren, müssen Sie regelmäßig elektrische Lastanalysen durchführen.

Die häufigsten IIoT-Fehlerquellen

Um es klar zu sagen: IIoT gibt es in den unterschiedlichsten Formen. Was für ein Müllheizkraftwerk in Houston funktioniert, ist nicht dasselbe für ein Recyclingwerk in Maine. Deshalb ist es hilfreich, ein Ingenieurbüro zu beauftragen, wenn mehrere IIoT-Geräte installiert werden. Sie möchten einige Hinweise auf die häufigsten IIoT-Fehlerquellen erhalten, z. B.:

• Fehlerhafte Sensordaten, Erfassung von Qualitätsmerkmalen
• Ausfall von Steuerungen mit PLCs oder Controllern, die nicht über eine Notstromquelle verfügen
• Ausfall der Steuerkommunikation aufgrund von Netzwerkkommunikationsfehlern
• Lange Verzögerungen bei Software-Updates führen zu systemischen Überlastungen
• Defekte oder überlastete Stromkreise
• Schlechte Installation und Wartung
• Veraltete oder beschädigte Geräte
• Cyberangriffe gewinnen die Kontrolle über vernetzte Industrieanlagen
• Umweltfaktoren
• Grobe Fahrlässigkeit durch unsachgemäße Ausbildung und Aufsicht

Das IIoT ist nicht von Natur aus gefährlich. Wenn sie gut implementiert und richtig gewartet werden, können sie das Risiko von Elektrobränden erheblich verringern. Intelligente Sensoren können dabei helfen, abnormale Wärmesignaturen zu erkennen, bevor der Unterbrecher ausgelöst wird, oder die Teams vor einer Überlastung des Stromkreises aufgrund von Lastausgleichsproblemen warnen. Es können sogar automatische Abschaltprotokolle erstellt werden, um Fehler zu isolieren und den Wärmestau einzudämmen. Voraussetzung für all diese Vorteile ist jedoch ein sauberes, sicheres und gut integriertes Netz.

Mit anderen Worten: Das IIoT ist nur so sicher wie die Infrastruktur und die Prozesse, die es unterstützen. Sie müssen regelmäßige Inspektionen durch qualifizierte Techniker einplanen, sicherstellen, dass die Software auf dem neuesten Stand ist, Ihre Mitarbeiter und Führungskräfte in Bezug auf Cybersicherheitsmaßnahmen schulen und dafür sorgen, dass jeder, von oben bis unten, die Risiken versteht.

Bewährte Praktiken für Ingenieurteams und Gebäudemanager

Wir von Dreiym Engineering wollen nicht zu Ihnen kommen, um eine forensische technische Beratung nach einem Brand. Wenn wir da sind, bedeutet das, dass etwas wirklich Schlimmes passiert ist und Sie einen Experten brauchen. Wir würden Ihnen viel lieber helfen, Schäden von vornherein zu vermeiden. In diesem Sinne finden Sie hier einige praktische Tipps, mit denen Sie sicherstellen können, dass Ihre IIoT-Geräte keinen Schaden anrichten:

• Planen Sie regelmäßige elektrische Lastanalysen ein, damit Lastungleichgewichte oder Stromkreisbelastungen nicht unbemerkt bleiben.
• Setzen Sie interne Teams ein oder beauftragen Sie Berater für cyber-physische Audits, um die Interaktion zwischen Ihren digitalen Systemen und der physischen Infrastruktur zu überprüfen, insbesondere bei Schaltanlagen und Kontrollräumen.
• Erzwingen Sie verschiedene Zugriffskontrollen für SCADA- und IIoT-Geräte sowie eine sichere Gerätekonfiguration.
• Vereinheitlichen Sie alle Ihre Überwachungssysteme (HLK, Strom, Notstrom, Wasser usw.), so dass sie über ein einziges Dashboard kommunizieren, das Ihre Manager schnell beurteilen können.

Die letzte Präventivmaßnahme, die Sie ergreifen sollten, besteht darin, alle Installationen von einem Experten überprüfen zu lassen. Gehen Sie nicht das Risiko ein, dass ein Praktikant die Sensoren installiert, wenn er nicht entsprechend ausgebildet ist. Sie brauchen jemanden, der sich auf diesem Gebiet auskennt, damit Sie das System nicht nur richtig in Betrieb nehmen, sondern auch wissen, wie Sie es in Zukunft warten oder mögliche Fehler erkennen können.

Lassen Sie nicht zu, dass intelligente Geräte dumme Brände verursachen

Die Leistungsfähigkeit von IIoT-Geräten verändert die Arbeitsweise von Fertigungs- und Industriestandorten drastisch. Der Trick besteht darin, die cyber-physische Sicherheit nicht zu einem Problem des Brandschutzes an vorderster Front werden zu lassen. Jeder Sensor oder jedes Steuergerät mag zwar die Sichtbarkeit verbessern, bringt aber auch zusätzliche Schwachstellen mit sich.

Tun Sie Ihr Bestes, um IoT-Fehler zu vermeiden, sei es durch Hacking, schlechte Integration oder Hardware-Fehler, indem Sie mit Experten zusammenarbeiten. Wenn Sie fertig sind, unser Team bei Dreiym Engineering einstellen für Audits, elektrischen Lastausgleich, Erdungsprüfungen und Kurzschlussanalysen. Wir können Ihnen das gewisse Extra an Sicherheit bieten, das Sie, Ihre Versicherung und Ihr Anwaltsteam bevorzugen.