Anwendungsspezifische Systemlösungen in den Bereichen Industrieautomatisierung und Medical sind Bernhard Günthner, Geschäftsführer Kontron Technologies und seit Oktober 2019 Vice President IoT Solutions in der Kontron - S&T Gruppe, wohlbekannt. Der Diplom-Elektroingenieur startete als Softwareentwickler für Telematik- und Ticketing-Systeme. Seit über zehn Jahren ist er nun bei Kontron und hat die IoT-Revolution aktiv mitgestaltet.

Durch das Industrial Internet of Things fallen immer mehr Daten an, die es zu bewältigen gilt. Es gilt, dieser Datenkomplexität Herr zu werden. Welche Rolle spielt dabei Edge Computing?

Günthner: Durch die Integration von Steuerung, Visualisierung, Security, Connectivity sowie der Verlagerung komplexer KI-Aufgaben wie Machine/Deep Learning, z.B. für Machine Vision, von der Cloud in die Edge, spielt Intelligent Edge Computing eine zentrale Rolle. Die Speicherung, Verarbeitung sowie Analyse der Daten muss in den meisten Anwendungsbereichen auch gewisse Anforderungen bzgl. Sicherheit und Determinismus erfüllen, sodass dies in der Regel nicht in einer Cloud erfolgt. Dort finden die nicht zeitkritischen Big Data Auswertungen und die mittel-/langfristige Datenspeicherung statt.

An der Edge werden Sensordaten vorausgewählt, Softwareapplikationen abgearbeitet oder gar KI-Berechnung durchgeführt. Was sollten Anwender in Bezug auf die Edge-Software-Landschaft beherzigen? Welche Technologien sollen/müssen unbedingt berücksichtigt werden?

Günthner: Tools für effizientes ‚Device Management‘ ermöglichen u.a. eine zentrale Verwaltung aller Devices in einer cloudbasierten, skalierenden Umgebung für Edge-Devices, sowie die IoT-Konnektivität von Docker Containern, in denen eine Kapselung von Kundenapplikationen möglich ist; ebenso Verwaltung von Geräteflotten/-gruppen und Konfiguration von Containergruppen je Geräte-Gruppe. Cyber-Security wird auch immer wichtiger: Mit Hilfe von Tools wie ‚SecureOS‘ ist es mit einem gehärteten Betriebssystem für X86 oder ARM möglich, kontinuierlichen Penetrations-Tests und Security-Updates durchzuführen; hinzu kommen sichere Updatemechanismen und Containertechnologie für Applikationen.

Kontron ist ein weltweit führender Anbieter von IoT/Embedded Computer Technologie (ECT).

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Mit der EquipmentCloud bieten wir eine fertige und skalierbare Lösung an, welche Aspekte wie digitale Transformation und KI, aber auch die Schaffung digitaler Geschäftsmodelle unterstützt. Für die Integration der Lösungen in die bestehende Infrastruktur sollte eine Übertragung von Daten aus der Fertigung zu Big-Data Anwendungen über REST, MQTT oder AMQP genauso möglich sein, wie die Anbindung von Maschinen über OPC UA, SOAP, FTP und TCP/IP. Ein ganzeinheitlicher Ansatz wie z.B. mit unserem SUSiEtec IoT-Toolset ist aus Kontrons Sicht der Schlüssel zum Erfolg.

Mit den Aufgaben wachsen die Anforderungen an die Hardware. Auf was sollten Anwender bei der Auswahl der passenden Edge-Computing-Hardware achten?

Günthner: Durch die wachsenden Anforderungen und immer größeren Datenmengen wird High-Performance Computing (HPC) immer wichtiger. Bei der Auswahl sollte deshalb auf skalierbare Plattformen und Lösungen geachtet werden, sodass die Leistung jeweils angepasst werden kann, inklusive KI-Funktionalität. Außerdem sind die jeweilige Umgebung mit Temperaturbereich, sowie Kühlmöglichkeiten zur Wärmeableitung bei der Auswahl zu berücksichtigen, wodurch sich eine maximal zulässige Verlustleistung (TDP) für einen sicheren, dauerhaften Betrieb ergibt. Für den deterministischen Datenaustausch mehrerer Edge-Clients sind zunehmend auch Edge-Server erforderlich. Mit auf COM Express Type 7 basierenden Systemen können viele dieser Anforderungen bereits heute erfüllt werden.

Die Entwicklung geht aber weiter: Einer der führenden Standards für HPC könnte COM-HPC werden – sowohl für Client- als auch für Server-Applikationen, die nicht im IT-Serverraum, sondern vor Ort, also an der Edge, zum Teil in rauen Umgebungen installiert werden müssen. COM-HPC ermöglicht somit, auch rechen- und datenintensive KI-Prozesse bei zeitkritischen Anwendungen vor Ort ablaufen zu lassen. Time-Sensitive-Network (TSN) Funktionalität für eine herstellerunabhängige, deterministische Ethernet Kommunikation von der Feld- über die Controller- bis zur IT-Ebene ist inzwischen in den neuen Intel Atom und Intel Core i Prozessoren, aber auch in bestimmten Prozessoren von NXP bereits beinhaltet, sodass keine Zusatzkosten für den Anschluss anfallen.