HPE, Microsoft, Intel

Die Edge-to-Cloud-Architektur

28. Oktober 2020, 13:13 Uhr | Meinrad Happacher
Internet der Dinge, Industrie 4.0
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HPE, Intel und Microsoft gehen jetzt gemeinsam mit einer integrierten Edge-to-Cloud-Architektur für die Industrie an den Markt. Ziel ist, einen durchgängigen Austausch von Daten und Diensten in heterogenen und verteilten Fertigungsumgebungen zu ermöglichen.

Hewlett Packard Enterprise (HPE), Intel und Microsoft bringen mit der Distributed Industrial Cloud eine Industrie-4.0- Lösung auf den Markt, die einen durchgängigen Austausch von Daten und Diensten in heterogenen und verteilten Fertigungsumgebungen ermöglichen soll. Die Lösung ist ab sofort in Deutschland, Österreich und der Schweiz von HPE erhältlich.

Florian Dörr
Florian Dörr,  HPE: ”In der Realität sind Fertigungsumgebungen nach wie vor noch weitgehend heterogen.”
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Das Herzstück: ein Industrial Service Bus

Die drei Firmen haben ihre Industrie-4.0-Technologien nun zu einer Edge-to-Cloud-Lösung integriert und bieten diese unter dem Namen Distributed Industrial Cloud inklusive Dienstleistungen an. Das Herzstück der Architektur ist ein Industrial Service Bus (ISB), der zusammen mit Produktionsunternehmen als quelloffene Software entwickelt wurde. Der ISB soll Datensilos, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und die daraus resultierenden Spaghetti-Architekturen vermeiden. Stattdessen bietet er eine durchgängige Kommunikationsarchitektur, die Maschinen, Systeme und Applikationen über Standorte und Clouds hinweg verbindet.

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HPE, Intel und Microsoft haben ihre Industrie-4.0-Technologien zu einer Edge-to-Cloud-Lösung integriert.
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„Oft wird Standardisierung als Voraussetzung für Interoperabilität in der Industrie 4.0 bezeichnet – in der Realität sind Fertigungsumgebungen aber nach wie vor weitgehend heterogen“, sagt Florian Dörr, Leiter der Edge Practice in der DACH-Region bei Hewlett Packard Enterprise. „Unser Ansatz hilft Firmen, ihre Industrie-4.0-Ziele auch unter diesen Bedingungen zu erreichen. Durch die Offenheit der Architektur können künftige Standards eingebunden werden.“

Technologieneutrale Any-to-any-Kommunikation

Der Industrial Service Bus (ISB) ist eine quelloffene Nachrichten-orientierte Middleware, die mit einem Publish-Subscribe-Protokoll arbeitet. Jede Maschine und jede Applikation kann über den ISB Datendienste veröffentlichen, die von anderen Maschinen und Applikationen abonniert werden. Das können zum Beispiel Sensordaten sein, Abweichungen von Soll-Werten oder die Ergebnisse der Verarbeitung solcher Daten, etwa aus MES- oder IoT-Applikationen.

 

Der Industrial Service Bus
Der Industrial Service Bus: Er soll Datensilos, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und die daraus resultierenden Spaghetti-Architekturen vermeiden.
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Der ISB lässt sich sowohl für den lokalen als auch für den globalen Datenaustausch nutzen. Der ISB beruht auf einer Microservices-Architektur und ist mit der Distributed Application Runtime (Dapr) implementiert, einer quelloffenen ereignisgesteuerten Laufzeitumgebung. Maschinen und Applikationen kommunizieren mit Dapr – Dapr wiederum regelt die Kommunikation mit der Technologie, über die der Datenaustausch abgewickelt wird, etwa nats.io, RabbitMQ oder Kafka. Dadurch ist der ISB technologieunabhängig, fügt sich in bestehende Messaging-, Streaming- und Protokoll-Umgebungen ein, und diese können mit relativ geringem Aufwand ausgetauscht werden.

Die Hard- und Softwarekomponenten

Außer dem ISB umfasst die Distributed Industrial Cloud folgende Technologien und Plattformen, mit denen sich eine komplette Edge-to-Cloud-Umgebung für Industrie 4.0 einrichten lassen soll:

  • HPE Edgeline EL300 Converged Edge System:  Ein Edgeoptimiertes System, das die physische OT-IT-Schnittstelle bildet. Es kann sowohl für die Echtzeit-Datenanalyse vor Ort als auch für den Datentransfer in die Cloud genutzt werden. Das System beherrscht die bi-direktionale Steuerung und Kommunikation mit industriellen Systemen, etwa über High Speed Digital Input/Output, CAN-Bus, Modbus oder Profinet.
  • HPE Edgeline OT Link Plattform: Die Plattform verfügt über eine WorkflowEngine, mit der das Zusammenspiel von industriellen Netzen, Steuerungen und Daten mit Treibern, Middleware und IT-Anwendungen über eine grafische Benutzeroberfläche orchestriert und automatisiert werden kann. Gleichzeitig ermöglicht OT Link den Betrieb von Container-Anwendungen direkt am Edge. Dabei erfolgt die zentrale Administration der verteilten Infrastruktur mit dem Edgeline Workload Orchestrator.
  •  Intel OpenVINO: Ein kostenloses Toolkit für die schnelle Entwicklung von Anwendungen für das maschinelle Sehen mit Deep Learning. Es ermöglicht Deep Learning auf der Basis von Hardwarebeschleunigern und auf verschiedenen Intel-Plattformen. Es beinhaltet das Intel Deep Learning Deployment Toolkit mit einem Model Optimizer und einer Inference Engine sowie optimierten Computer-Vision-Bibliotheken und -Funktionen für OpenCV und OpenVX. Damit unterstützt OpenVino das gesamte Spektrum von Bilderkennungslösungen.
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Die skalierbare Architektur der Distributed Industrial Cloud.
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  • Microsoft Azure und Microsoft Azure Stack: Eine Sammlung von Diensten, zum Beispiel PaaS- (Platform as a Service), IaaS- (Infrastructure-as-a-Service) und verwaltete Datenbankdienste, die in der Public Cloud (Azure), Hybrid oder Private Cloud (Azure Stack) betrieben werden können. Damit können Produktionsunternehmen ihre Dienste dort betreiben, wo ihre technischen, regulatorischen oder organisatorischen Kriterien am besten erfüllt werden.
  •  Hard- und Software-basierte Sicherheitsfunktionen von HPE, Intel und Microsoft: Etwa hardwarebasierte Kryptographie, manipulationsresistente Daten, Zero-Trust-Netzwerksicherheit und User and Entity Behavior Analytics.

Das Fast-Start-Paket

HPE bietet Beratungs-, Implementierungs- und Betriebsdienstleistungen für die Distributed Industrial Cloud. Dazu gehört ein rund 20.000 Euro teures Fast-Start-Paket, das einen Workshop und alle erforderliche Software, Hardware und Services für die zügige Umsetzung eines ersten Anwendungsfalles umfasst. Die Architektur ermöglicht danach eine reibungslose Skalierung vom ersten Probelauf bis zur globalen Edge-to-Cloud-Fertigungsinfrastruktur. Über HPE GreenLake kann die Distributed Industrial Cloud auch im As-aService-Modell bezogen werden – etwa durch eine Bepreisung pro Monat und Maschine für alle bereitgestellten Hardware-, Software- und ServiceBausteine. Produktionsunternehmen reduzieren damit ihre Anfangsinvestitionen und ihre Kosten skalieren parallel zur Auslastung. Dabei übernimmt HPE die Ende-zu-Ende-Betreuung der Umgebung und entlastet damit den Kunden vom Management der Edge-to-Cloud-Infrastruktur.


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