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Das Edge ist modular

14. Mai 2020, 13:15 Uhr   |  Meinrad Happacher

Das Edge ist modular
© Siemens

Industrielle Edge-Server müssen extrem flexibel ­auslegbar sein, um das breite Spektrum an ­Aufgaben integrieren zu können. Insbesondere Virtuelle Maschinen kommen hierbei vermehrt zum Einsatz, um die verschiedensten Industrie-4.0-Workloads konsolidieren zu können.

Die Workload-Konsolidierung, die bislang vor allem durch die Virtualisierung von Servern in Rechenzentren ermöglicht wird, ist schon lange nicht mehr allein auf gut klimatisierte Serverschränke beschränkt. Sie ist zunehmend auch am rauen industriellen Edge gefordert: Maschinen- und Anlagenbauer sowie industrielle Endanwender wollen ihre Industrie-4.0-Applikationen auf maschinen-nahen Servern virtualisieren und die diversen verteilten Steuer-ungen, die sich in einer Fertigungszelle befinden, ebenfalls auf diesen Edge-Servern konsolidieren, anstatt die Aufgaben auf mehrere dedizierte Systeme zu verteilen. Vorteil des Ansatzes: Die Gesamtleistung der vereinten Rechen-kapazitäten lassen sich besser auslasten und letztlich auch Kosten sparen.

Es sind nicht nur die reinen Systemkosten, die sich so reduzieren lassen, sondern auch der Aufwand für Wartung und Administration. Zudem erhöht die Konsolidierung auf redundant ausgelegten Edge- und Fog-Servern die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit. Denn bei mehreren verteilten Systemen ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass ein Glied der Kette und damit die ganze Kette ausfällt. Um die je nach Applikation äußerst heterogen ausgelegten Edge- und Fog-Server möglichst effizient entwickeln zu können, benötigen OEM einen leistungsfähigen Echtzeit-Hypervisor sowie die zur Applikation passende Multicore-Plattform. Da es für den Hypervisor in der Regel vollkommen egal ist, auf welchen Serverplattformen sie laufen, gilt es daher im ersten Schritt, die Hardware modular zu gestalten, um neben Load-balancing ein applikationsspezifisches Preis- und Performance-Balancing zu ermöglichen. Dieser hardwarebasierte modulare Ansatz findet sich bereits in zahlreichen Edge-Systemen von kleinsten Gateways bis hin zu großen Industrial-Servern.

LPWAN-Gateway für LoRa

Konsequent modular aufgebaute Edge- und Fog-Server bieten Realtime-Hypervisor-Support und basieren auf Server-on-Modules, um neben Loadbalancing ein applikationsspezifisches Preis- und Performance-Balancing zu ermöglichen.
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Konsequent modular aufgebaute Edge- und Fog-Server bieten Realtime-Hypervisor-Support und basieren auf Server-on-Modules, um neben Loadbalancing ein applikationsspezifisches Preis- und Performance-Balancing zu ermöglichen.

Im Low-Power-Segment sei beispielhaft das LoRa-Gateway von Expemb genannt, das in unterschiedlichsten LoRa-Szenarien eingesetzt wird und damit auch unterschiedlichste Edge-Logik implementieren können muss. In der Fabrik kommt LoRa beispielsweise bei autonomen smarten IoT-Sensoren zum Einsatz oder auch für die Nachverfolgung von Ladungsträgern, um den innerbetrieblichen Warenfluss zu überwachen und zu optimieren.

Dadurch, dass das Gateway Computer-on-Modules integriert hat – hier ist es ein Qseven-Modul mit Intel-Atom-Prozessoren – bietet es ein flexibles Hardware-Setup, das sowohl hardwareseitig als auch softwareseitig flexibel bestückt werden kann, um die heterogensten technischen Anforderungen an LoRa-basierte IoT-Applikationen zu erfüllen. Neben Load-balancing ist so applikationsspezifisches Preis- und Performance Balancing möglich.

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1. Das Edge ist modular
2. Edge-Server für Smart Grids
3. Realtime Workload Consolidation Kit

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