Cloud Computing

Der Edge-Computing-Ansatz


Fortsetzung des Artikels von Teil 5

Eine Referenzarchitektur

2_Vorläufiges Referenzarchitekturmodell Edge Computing 4.0
Vorläufiges Referenzarchitekturmodell Edge Computing 4.0 (RAMEC4.0).
© Fraunhofer FOKUS

Die Komplexität des Ganzen ist aus der vorläufigen Version des Referenzarchitekturmodells Edge Computing 4.0 (RAMEC 4.0) zu ersehen. Dieses entstand in Anlehnung an das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0). Anforderungen wie Sicherheit, Echtzeit-Fähigkeit, Beschleunigung (etwa zur effizienten Verwendung von neuronalen Netzen) und Management müssen auf verschiedenen Ebenen unterschiedlich adressiert werden, die je nach topologischer Position verschiedene Ausprägungen haben können. Daraus resultiert der Bedarf an unterschiedlichen Edge-Lösungen, die aus einer Kombination von Domain-spezifischen Standards bestehen. Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ist es mit ihren begrenzten Ressourcen kaum möglich, hier eine geeignete Auswahl zu treffen und die ausgewählten Lösungen zu kombinieren. Es gibt zwar bereits einige proprietäre Lösungen verschiedener Anbieter, aktuelle Entwicklungen erinnern jedoch ein wenig an die Anfänge des bald überstandenen ‚Feldbus-Krieges‘. 

An dieser Stelle setzt das Industrie-getriebene Edge Computing Consortium Europe (ECCE) an, das im Laufe des Jahres als gemeinnützige europäische Einrichtung gegründet werden soll. Ziel ist es, Forschungs- und Entwicklungszeiten sowie Herstellerabhängigkeiten zu reduzieren und ein offenes Edge-Computing-Ökosystem zu entwickeln, das insbesondere auch europäische Besonderheiten mit berücksichtigt, wie beispielsweise die DSGVO oder spezifische Normen. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen Edge-Knoten entwickelt werden, die auf offenen Standards basieren und aus aufeinander abgestimmten, offenen Softwarekomponenten bestehen. Es werden hierbei primär nicht neue Standards entworfen oder Implementierungen vorangetrieben, sondern vielmehr praxisrelevante Empfehlungen zu folgenden Punkten ausgesprochen:

  • Domänenbezug: Beschreibung konkreter Anforderungen durch Industriepartner fokussierter Domänen (etwa der diskreten Fertigung); 
  • Referenzmodell: Abgrenzung des konkreten Problemraums (zum Beispiel: Gateway-Edge im RAMEC4.0); 
  • Standards: Empfehlung von und Beiträge zu relevanten Standards (IEEE TSN, IEC 62541 oder IEC 23360-x:2006); 
  • Initiativen: Austausch und Koordination mit Konsortien (Plattform Industrie 4.0, Industrial Internet Consortium – IIC, OPC Foundation); 
  • Implementierung: Kombination von und Beiträge zu quelloffenen Implementierungen (EdgeXFoundry, Akraino oder Kubernetes); 
  • Blaupausen: Evaluation konkreter Edge-Knoten in realistischen Umgebungen und Rückführung der Ergebnisse.

Im November 2018 begrüßten bereits über ein Dutzend Partner auf dem Edge-Computing-Forum die Gründung des Konsortiums. Weitere Unternehmen sind eingeladen, den Entstehungsprozess aktiv mitzugestalten.

Die Anwendung des Edge-Computing-Paradigmas endet jedoch nicht in der Produktion. Vielmehr kann in allen Bereichen des Industrial Internet of Things (IIoT) die eingangs beschriebene OT-/ICT-Konvergenz beobachtet werden, die sich nicht ausschließlich auf die Konnektivität begrenzt. Die Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette innerhalb und über Anwendungsdomänen hinweg bedarf einer Vielzahl von standardisierten Lösungen. Eine der wichtigsten Schlüsseltechnologien werden hierbei verteilte Cloud-Computing-Ansätze sein – unabhängig von der konkret verwendeten Terminologie.

Autor:
Dr. Alexander Willner ist Leiter des Industrial IoT ­Centers am Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikations­systeme (FOKUS).


  1. Der Edge-Computing-Ansatz
  2. Die digitale Vernetzung
  3. Das Cloud Computing
  4. Das Edge Computing
  5. Die Standardisierung
  6. Eine Referenzarchitektur

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