Interview mit Thomas Frahler, Microsoft

IT meets OT

12. September 2022, 11:50 Uhr | Andrea Gillhuber
Microsoft - Edge & Cloud Computing
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Mit Edge und Cloud halten klassische IT-Technologien Einzug in die Fabrik. Wie ist die Akzeptanz der Technologien im Produktionsumfeld? Wo kommt es zu Missverständnissen? Welche Möglichkeiten ergeben sich aus dem Zusammenwachsen von IT und OT? Thomas Frahler gibt Einblicke.

Edge & Cloud sind eigentlich klassische IT-Themen. Können Sie kurz den Status Quo der Technologien in der IT skizzieren?

Thomas Frahler ist Business Lead IoT von Microsoft Deutschland.
Thomas Frahler ist Business Lead IoT von Microsoft Deutschland.
© Microsoft

Thomas Frahler: Beginnen wir mit der Cloud: Bereits 84 Prozent der deutschen Unternehmen nutzen Cloud-Computing, stellt die aktuelle Studie »Cloud Monitor 2022« von KPMG und Bitkom Research fest. Und obwohl es in der Vergangenheit sehr hohe Steigerungsraten gab, flacht die Wachstumsdynamik nicht ab. Innerhalb der IT ist das Nutzungsspektrum mittlerweile breit – es erstreckt sich vom Auslagern einzelner Infrastrukturkomponenten, Datenbanken oder Dienste bis hin zum vollständigen Hosten von Applikationen für den internen oder externen Gebrauch. Dazu tragen nicht zuletzt No-Code- beziehungsweise Low-Code-Lösungen bei, denn sie erlauben der IT oder anderen Fachbereichen, schnell eigene, in der Cloud gehostete Applikationen zu entwickeln und bereitzustellen.

Beim Edge-Computing ist der Ansatz umgekehrt: Daten, Applikationen, Dienste und Prozesse werden nicht wie in der Cloud zentral gehosted und verarbeitet, sondern dezentral. Dadurch lassen sich beispielsweise Anforderungen wie die Echtzeit-Datenverarbeitung leichter erfüllen.

Zwischen beiden Modellen gibt es aber keine starre Abgrenzung, sie sind mittlerweile gut kombinierbar. So lassen sich Cloud-Mehrwerte wie die Skalierbarkeit auch auf die Edge übertragen. Konkret bedeutet das, beispielsweise nur ausgewählte Komponenten in die Cloud zu verlagern und dort ablaufen zu lassen – also Applikationen, das Geräte- und Sicherheitsmanagement, die Datenanalyse samt Modellierungen oder das Trainieren von KI-Algorithmen. In Gegenrichtung lassen sich aus der Cloud heraus zum Beispiel Updates skaliert an alle relevanten Edge-Geräte ausspielen.

Die Technologien werden jetzt auch verstärkt in der OT diskutiert, sprich: im Fertigungsumfeld. Worin unterscheiden sich die beiden Anwendungsfelder IT und OT?

Frahler: Zum einen organisatorisch, denn die IT verantwortet Themen, die das gesamte Unternehmen betreffen, während die OT im Normalfall für einen Fachbereich zuständig und ihm zugeordnet ist. Ausgehend vom ISA95-Modell ist die IT auf der Unternehmensebene, sprich: Ebene 5, angesiedelt und dort für die operative und strategische Steuerung des gesamten Unternehmens verantwortlich. Dazu zählen unter anderem Kernsysteme wie das Enterprise Resource Planning, aber auch Bereiche wie Kommunikation und Cybersicherheit. Zusätzlich ist sie auf der Produktionsebene, sprich: Ebene 4, für die operative Steuerung der gesamten Fertigung verantwortlich, einschließlich der Produktionsplanung.

Die OT ist auf den darunterliegenden Ebenen verantwortlich für die operative Steuerung von Produktionslinien – Ebene 3 –, etwa mittels SCADA-Lösungen für die technischen Prozesse in einer automatisierten Fertigung. Hinzu kommen die Maschinen- und Anlagensteuerung, also Ebene 2, sowie die Produktebene – die Ebene 1. Gartner definiert OT als Hardware und Software, die eine Änderung durch die direkte Überwachung und/oder Kontrolle von physikalischen Geräten, Prozessen und Ereignissen im Unternehmen erkennen oder verursachen – das beschreibt es sehr gut.

Wie gut werden die Themen Edge & Cloud in der OT schon angenommen? Mit welchen Akzeptanz-Problemen haben Sie zu kämpfen?

Frahler: Akzeptanzprobleme können wir nicht feststellen. Wie bereits erwähnt, zeigen die Ergebnisse der „Cloud Monitors 2022“-Studie eine hohe Adaption und Akzeptanz von Cloud-Computing. Trotz des großen Interesses vonseiten der OT ist die Anpassung aber noch nicht so weit fortgeschritten wie in der IT.

Dafür gibt es mehrere Gründe: Cloud-Angebote haben sich in der Vergangenheit eher an Adressaten im IT-Bereich gerichtet. Zudem wurden OT-spezifische Anforderungen erst in den letzten Jahren gezielt berücksichtigt – entweder, indem entsprechende Angebote aus dem IT-Feld für die OT übersetzt und angepasst oder direkt für die OT entwickelt wurden. Hinzu kommen die Komplexität bei der Anbindung an unternehmensweite Systeme und der Anpassung von Prozessen sowie die begrenzte Verfügbarkeit maßgeschneiderter Angebote.

Und schließlich ist auch der Mangel an Fachkräften ein weiterer Verzögerungsfaktor, aber er ist ein volkswirtschaftliches Problem jenseits der OT.

Welche Erfahrung machen Sie bei Ihren Kunden bei der Einführung der Edge & Cloud-Themen?

Frahler: Im Rahmen der Digitalisierung und Vernetzung von Prozessen und Produktionsabläufen lassen sich Überschneidungen zwischen IT und OT nicht vermeiden. Denn vernetzte, an die Cloud angebundene Produktionsanlagen oder Roboter benötigen eine Cybersecurity-Strategie, die in die unternehmensweite Security-Strategie eingebettet ist. In der Regel ist das die Domäne der IT. Bei der Umsetzung müssen aber beide Bereiche ihre Anforderungen geltend machen. Daher sehen wir, dass die Verantwortung zunehmend gemeinsam von IT und OT getragen wird und entsprechend kombinierte Teams entstehen.

Wegen der Komplexität und vielen Optionen, die sich mit Edge- und Cloud-Technologien verbinden, ist es für Unternehmen wichtig, bei der Einführung auf lange Sicht zu planen und dabei ständig neu zu priorisieren und zu adaptieren. Kurz gesagt: Erfolgreiche Teams und Projekt verfolgen eine langfristige Vision, setzen sie aber in agilen Schritten um. So stellen sie sicher, dass die Investitionen schneller einen Return on Investment generieren.

Um die Bildung von Silos zu verhindern, empfehlen wir im IIoT-Kontext, Open Source zu nutzen sowie offene Standards, Datenmodelle und Plattformen. Darüber hinaus bietet sich an, auch über den eigenen Fachbereich hinaus Umsetzungsziele zu identifizieren. So lassen sich durch vernetzte Daten weitere Mehrwerte und höhere ROIs erzielen. Ein Beispiel dafür sind aktuelle Win-Win-Szenarien, die sich ergeben, wenn IIoT und Nachhaltigkeit zusammengedacht werden. Als Beleg führt die IDC-Studie „Industrial IoT in Deutschland 2022“ auf Basis von 250 befragten Unternehmen fünf Top-Themen an: CO2-neutrale Standorte, Re-Manufacturing, Materialpass und Lifecycle- sowie Product Lifecycle Management.

Wie lassen sich die Verständnisprobleme/Verantwortlichkeiten zwischen IT und OT angehen?

Frahler: Um die Umsetzung von IIoT-Anwendungsszenarien in der geforderten Qualität sicherzustellen, ist die zielgerichtete Kommunikation und Kooperation von IT- und OT-Teams unverzichtbar. Denn IIoT setzt in der Schnittmenge beider Welten an, dringt aber auch tief in beide ein – schließlich erstreckt sie sich vom Sensor direkt am oder im industriellen Asset bis zu den zentralen Rechenzentren und Cloud-Umgebungen der IT. Deshalb bildet die Integration von IT und OT, neben einer ganzheitlichen Datenstrategie, das Fundament für IIoT.

Für diese Integration empfiehlt IDC in der Studie konkrete Maßnahmen, die eine intensive Wissensübertragung gewährleisten. Zu Beginn kommt dafür beispielsweise der Wechsel von Personal in andere Abteilungen infrage. Das Ziel sollte aber die Schaffung kombinierter Teams oder Abteilungen sein. Diese neuen Digital Engineering Teams fungieren dann als zentrale IIoT-Instanz und Vermittler. Bis sie existieren, braucht es jedoch klare Vorgaben und eine enge Begleitung: Die größte Herausforderung bei der IT/OT-Integration besteht in der Komplexität.

Welche weiteren Herausforderungen ergeben sich in der Regel bei der Einführung?

Frahler: Neben der Komplexität der Implementierung zeigen sich bei Kunden oft noch weitere Schwierigkeiten. Auf technischer Seite stellen sich bestehende IT- und OT-Strukturen als Hindernisse heraus, ebenso fehlende Interoperabilität und Homogenität sowie Skalierungsprobleme. Auf Personalseite zählt zu den häufigsten Schwierigkeiten, dass die Fähigkeit erst noch entwickelt werden muss, operative Daten sinnvoll zu nutzen, und ebenso das gegebenenfalls erforderliche Re- und Up-Skilling von Mitarbeitenden.

Wie erarbeiten Sie mit Ihren Kunden die Fragestellung: Welche Daten müssen zentral (Cloud) oder dezentral (Edge) vorgehalten werden?

Frahler: Das ist ein iterativer Prozess, an dessen Anfang das „Warum“ steht: Zuerst muss klar sein, welche Ziele erreicht werden sollen und wie diese Ziele der Unternehmensstrategie und dem Erreichen übergeordneter Ziele dienen.

Anschließend werden in einer Brainstorming-Phase die Anwendungsszenarien definiert. Sie werden im Hinblick auf Realisierbarkeit und Aufwendungen evaluiert und dann in einer langfristigen Implementierungs-Roadmap priorisiert. In dieser Phase muss auch die Frage der Gesamtarchitektur geklärt werden. Oft zeigt sich, dass zuerst eine neue Datenplattform geschaffen und die Governance neu geregelt werden muss. Dabei geht es unter anderem um die Festlegung, in welchem Szenario welche Daten wie vorgehalten werden.

Das Projekt »Edge & Cloud Computing«

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Seit rund drei Jahrzehnten zieht sich die Grundsatzfrage durch die Fertigungstechnik – zentral oder eher dezentral automatisieren? Aktuell scheiden sich die Geister bei der Entscheidung: Was ist besser – Daten zentral in der Cloud oder dezentral in der Edge in der Fertigung vorzuhalten und abzuarbeiten?

Für Automatisierer und Maschinenbauer, den OT-Expertinnen und -Experten schlechthin, kommt erschwerend hinzu: Cloud, Edge und Künstliche Intelligenz haben ihren Ursprung in der IT. Damit prallen zwei Welten aufeinander: Die Zusammenarbeit der OT- und IT-Experten ist häufig durch Missverständnisse und einem „aneinander vorbeireden“ geprägt. Im Projekt „Edge & Cloud Computing“ möchte die Redaktion Computer&Automation gemeinsam mit Microsoft die beiden Welten näher zusammenbringen – ganz nach dem Motto „IT meets OT“. Mit unserem Online-Spezial „Edge & Cloud Computing“ entsteht eine Wissensplattform, auf der Sie, liebe Leserinnen und Leser, neben einem Glossar der wichtigsten Begriffe auch Interviews, Anwenderberichte sowie Fachbeiträge rund um die Technologien Edge und Cloud finden. Klicken Sie rein!

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Die Wirtschaftlichkeit, insbesondere Produktivität und Effizienz, und natürlich die Sicherheit zählen in der Regel ebenfalls zu den geprüften Aspekten. Ein Beispiel: Einen Bilddaten-Stream lokal auf der Edge zwischenzuspeichern und ihn dort zu analysieren und zu bewerten ist günstiger, effizienter und sicherer, als den gesamten Prozess in einem konstanten Feed in die Cloud abzubilden. Sinnvoll ist allerdings, die Ergebnisse der Analysen samt Anomalien, kritischen Vorfällen oder anderen Sonderfällen in regelmäßigen Abständen in die Cloud zu transferieren. Dort lassen sich dann Modelle neu trainieren, die allen Geräten als Update zu Verfügung gestellt werden können.

Entscheidend sind letztendlich immer der individuelle Anwendungsfall und die Bedürfnisse des Unternehmens, deshalb vermeide ich Verallgemeinerungen. Ihre Frage lässt sich aber konkret beantworten: Daten zur Verarbeitung in Echtzeit, etwa produktionskritische Maschinen- und Anlagendaten, sollten am besten so nah wie möglich am Gerät sein, um Latenzen gering zu halten. Und das bedeutet: in der Edge.


  1. IT meets OT
  2. Anwendungen in der Praxis

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