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Embedded Computer machen digitale Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0 möglich: Ausgabe 03/2020, 20.02.2020

Pay-per-Use-Modelle schützen Anbieter und Kunden

Die meisten Maschinen im industriellen Einsatz werden heute über Software gesteuert. Sie werden immer mehr vernetzt, um beispielsweise Daten an Leitstände und Kontrollräume zu senden, zur Datenspeicherung in der Cloud oder für Big-Data-Analysen in Rechenzentren. Die Übermittlung der Daten an die Maschinen erfolgt über Edge oder Fog Devices.

Autor: Peter Müller, Text und Bilder

Bei diesen Devices handelt es sich meist um Embedded Computer, die auch Sicherheits- und Lizenzierungsfunktionen übernehmen können. Werden sie mit einem entsprechenden Hardware- und einem Software-Framework kombiniert, sind verschiedene nutzungsbasierte Abrechnungsmodelle möglich:
■ Betreibermodell: Bezahlung nach Nutzung, die Maschine ist Eigentum des Herstellers. Das Betreibermodell ist dann sinnvoll, wenn der Nutzer keine rentable Dauerauslastung erwartet, die Maschine aber dennoch im eigenen Fertigungsumfeld benötigt wird. Auch wenn an eine Maschine hohe Verfügbarkeits- und ServiceAnforderungen gestellt werden, kann es von Vorteil sein, die Service- und SupportVerantwortung komplett dem Hersteller zu überlassen. Auf Herstellerseite hat dies den Vorteil, dass ihm die Maschinen nicht nur weiterhin gehören, sondern auch, dass er auf die Maschinendaten aller von ihm betriebenen Geräte zugreifen kann. Aggregiert und analysiert er die Daten, erhält der Hersteller wertvolle Informationen etwa für die Planung von Wartungsarbeiten oder die Weiterentwicklung von Maschinen. Das Betreibermodell eignet sich vor allem bei Prozessen mit messbaren Vorgängen wie etwa bei Stanzmaschinen, Punktschweissmaschinen oder beim Laserschneiden. Es kann aber auch die Zahl der verarbeiteten Werkstücke die Grundlage der Abrechnung sein. Das Modell wird häufig im Industrial-Automation-Markt angewendet.
■ Leasing-Modell: Die Zahl der Nutzungsfälle ist beschränkt, die Maschine ist Eigentum des Nutzers. Dieses Modell ist vergleichbar mit der Kilometerbegrenzung beim Auto-Leasing. Der Hersteller beschränkt im Leasing-Vertrag die Nutzung, weil er die Maschine zurücknimmt und weiter veräussert. Der Leasing-Nehmer bezahlt für die Maschine entsprechend weniger. Der Anbieter weiss bei Rücknahme genau, wie stark die Maschine beansprucht wurde und kann den Wiederverkaufswert kalkulieren. Bei Druckmaschinen ist es zum Beispiel möglich, die Anzahl der Druckvorgänge zu limitieren. Aber auch eine zeitliche Beschränkung in Form eines Betriebsstunden-Kontingents ist denkbar. Ein typisches Anwendungsgebiet für dieses Leasing-Modell findet sich in der Medizintechnik beispielsweise bei Computertomographen.
■ Limited Edition: Die Maschine ist Eigentum des Nutzers, ihr Funktionsumfang ist eingeschränkt. Bei diesem Modell stattet der Hersteller seine Maschine ab Werk mit allen Funktionen aus, schaltet für seine Kunden aber nur jene frei, die gewünscht sind. Der Kaufpreis ist für den Nutzer entsprechend günstiger. Das lässt sich je nach Bedarf im laufenden Betrieb kontinuierlich anpassen. Der Hersteller aktiviert Funktionen dann, wenn der Nutzer sie braucht und bezahlt. Dieses Geschäftsmodell wird bereits in vielen Branchen eingesetzt und ist besonders im Entertainment-Bereich verbreitet, etwa für Spielautomaten oder aber in der Industrieautomation.

Lizenzmanagement hilft, gefälschte Produkte zu vermeiden
Die unterschiedlichen Modelle haben auch unterschiedliche Effekte für die Geschäftsbilanz. Sobald die Maschine Eigentum des Nutzers wird, ist sie betriebswirtschaftlich eine Investition (CAPEX). Bleibt das Produkt aber Eigentum des Herstellers, wie bei allen nutzungsbezogenen Abrechnungsmodellen, handelt es sich um Betriebsausgaben (OPEX). Insbesondere in Branchen, in denen teure Maschinen hohe Investitionen bedeuten, kann die Verlagerung der Kosten auf laufende Betriebsausgaben über Pay-per-Use-Modelle betriebswirtschaftlich sehr interessant sein.
Innovative Abrechnungs- und Nutzungsvarianten sind nur eine Seite der Medaille. Das Lizenzmanagement geht einen Schritt weiter. Es hilft, gefälschte Produkte zu verhindern, den Schwarzmarkt auszutrocknen und somit Herstellern, Produzenten und Verbrauchern auch Sicherheit hinsichtlich der Echtheit und der legalen Herstellung von Produkten zu geben.

Lizenzmanagement für den 3D-Druck und Textilproduktion
Mit dem Verfahren zur Lizenzprüfung lassen sich die Rechte der Hersteller von Ersatzteilen im 3D-Druck schützen. Anbieter von 3DDruckvorlagen erhalten beispielsweise über die implementierten Security-Chips mit der CodeMeter-Technologie von Wibu-Systems auf den Kontron-Produkten die Lizenz zum Drucken – oder sie wird ihnen entzogen. Ein Beispiel: Per Chip wird es einem Hersteller erlaubt, ein bestimmtes Ersatzteil zehn Mal zu drucken. Dafür wird ihm die Lizenz eingeräumt. Er bezahlt für zehn Teile. Will er jedoch zwanzig Teile drucken, muss er entsprechend zehn weitere Lizenzen erwerben.
Ob alles mit rechten Dingen zugeht, wird durch den Lizenzchip geprüft. Hersteller von Originalteilen respektive deren Vorlagen, könnten so ein Geschäftsmodell rund um die legale und bezahlte Verbreitung von 3DDrucklizenzen aufbauen. Ein Anwendungsfall ist etwa der 3D-Druck von kreativ bedruckten Sportschuhen namhafter Firmen. In diesem Fall liesse sich verifizieren, ob der Druck grundsätzlich lizenziert ist und ob für die Stückzahl die notwendige Anzahl an Lizenzen gekauft wurde. Sogar wenn mit krimineller Energie der Drucker selbst nachgebaut wird, würde es mangels Lizenzen unmöglich sein, unerlaubte Teile damit zu drucken.
Hersteller von Textil- und Web-Maschinen profitieren auch durch den Chip von WibuSystems. Er überwacht beispielsweise, ob für die Herstellung von Stoffen mit bestimmtem Muster die Lizenzen vorhanden sind. Er prüft zudem, ob für die Anzahl der Produkte die Lizenzen gekauft wurden. Dafür muss das dahinterliegende Software-Framework die technischen Möglichkeiten unterstützen. Im Idealfall erfolgt eine gewünschte Freischaltung im laufenden Betrieb remote.

Pay-per-Use bereits in der Hardware
Grundsätzlich sind diese Lizensierungsmodelle nicht neu und auch die Technologie dafür ist bereits erprobt. Mit der Integration des Chips von Wibu-Systems in seine Hardware geht Kontron nun aber einen Schritt weiter. Bisher war für die Umsetzung der nutzungsabhängigen Abrechnungsmodelle ergänzende Hardware nötig, wie Dongle- oder SmartcardLösungen, die zusätzlich zu bestehender Hardware eingesetzt wurden. Mit der Integration des Chips auf die Boards und Module von Kontron entfällt dieser zusätzliche Aufwand, da die Hardware bereits enthalten ist und tatsächlich einfach per Mausklick aktiviert werden kann.

Smartcard-Chip Kontron APPROTECT Licensing
Bei den Produkten «Kontron APPROTECT» und «Kontron APPROTECT Licensing» handelt es sich um einen Smartcard-Chip, der direkt auf den Platinen verbaut ist. Er sorgt durch Verschlüsselung auf der Kontron-Hardware für die Sicherheit von Anwendungsdaten und des Programmcodes. Kontron integriert den Chip, basierend auf der CodeMeter-Technologie, in jedem neuen Modul und Motherboard. Damit haben Anwender die Freiheit, selbst zu entscheiden, ob sie die Lizenz- und Sicherheitsfunktionen aktivieren wollen. Generell ist eine Freischaltung nach folgenden Kriterien möglich: zeitbasiert, Zahl der Aufrufe oder freigeschaltete Features. Bestehende KontronProdukte, die über PCI Express Mini- oder USB-Schnittstellen verfügen, können durch ein Nachrüstset mit dem Chip ausgestattet werden.
Für Entwickler hält sich der Aufwand bei der Programmierung in Grenzen. Die Funktionen müssen natürlich im Source Code des Anwendungsprogramms integriert werden. Kontron liefert dafür das passende Software Development Kit (SDK) von Wibu-Systems und unterstützt durch Experten. Der Zugriff auf den Chip erfolgt auf Basis der von Kontron eingesetzten Betriebssysteme Windows oder Linux und via C, C# oder Java.

Beratung und Support aus erster Hand
Die Freischaltung der Funktion ist im Source Code hinterlegt. Programmteile oder Programme müssen nicht über die Cloud und das Netzwerk in die Maschinen gespielt werden. Ein nur wenige Byte grosser Lizenzcode genügt. Wibu-Systems pflegt den entsprechenden Lizenzserver und stellt damit sicher, dass die Kommunikation zwischen Chip und Server reibungslos funktioniert. Die Lizensierungskomponente ist eine web-basierte Administrationslösung, mit welcher Lizenzen erstellt, aktiviert, aktualisiert und nachverfolgt werden können. Sie lässt sich auch in bestehende ERP- und CRM-Systeme einbinden, um damit einen reibungslosen Bestellvorgang zu gewährleisten. Mit zusätzlichen Funktionen lassen sich Lizenzen auch an bestimmte Hardware binden. So ist sichergestellt, dass sie nur auf dem erwünschten Gerät funktionieren. Für die Integration der unterschiedlichen Lizensierungsmodelle in Anwendungen ist eine umfangreiche Software-Schnittstelle verfügbar.

Infoservice
Kontron S&T AG
Lise-Meitner-Strasse 3 – 5, DE-86156 Augsburg
Tel. 0049 821 408 60, Fax 0049 821 408 61 11
sales@kontron.com, www.kontron.com



Als erster Anbieter von Embedded-Computing- und IoT-Technologie bietet Kontron eigenen Angaben zufolge voll integrierte Schutzmechanismen in seinen Computer- on-Modulen und Motherboards


Kontron APPROCTECT Licensing powered by Wibu-Systems in allen aktuellen Boards und Modulen bietet nicht nur Schutz vor unberechtigten Kopien von Quellcode oder Anwendungsdaten

Autor


Peter Müller  ist Vice President  Product Line Boards & Modules bei Kontron

 

CodeMeter


Der Schutz digitaler Werte ist viel einfacher, als man denkt: Im Video von Wibu-Systems sieht man, wie man dank CodeMeter die harte Schutzarbeit den Profis überlassen und sich auf seine Kompetenzen konzentrieren kann – und zwar erfolgreiche Produkte entwickeln.

Firmenprofil

Kontron ist ein weltweit führender Anbieter von IoT/Embedded Computer Technologie (ECT). Als Teil des Technologiekonzerns S&T bietet Kontron über ein kombiniertes Portfolio aus Hardware, Middleware und Services sichere Lösungen in den Bereichen Internet der Dinge (IoT) und Industrie 4.0 an. Mit seinen Standardprodukten und kundenspezifischen Lösungen auf Basis neuester, hoch zuverlässiger Embedded-Technologien ermöglicht Kontron sichere und innovative Anwendungen für verschiedene Branchen. Dadurch profitieren Kunden von einer schnelleren Markteinführung, niedrigeren Total-Cost-of-Ownership, Produktlanglebigkeit und ganzheitlich optimierten Applikationen.