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3 Fragen an... TTTech Industrial

»Flexibilität & Benutzerfreundlichkeit konkurrieren miteinander«

14. September 2021, 14:10 Uhr   |  Andrea Gillhuber

»Flexibilität & Benutzerfreundlichkeit konkurrieren miteinander«
© TTTech Industrial

Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität in den Anwendungen konkurrieren an der Edge miteinander. Warum das so ist und wie der Anwender beides bekommen kann, darüber spricht Georg Stöger von TTTech Industrial.

Seit der Firmengründung der TTTech im Jahr 1998 begleitet Georg Stöger das Unternehmen als Produktentwickler, Projektingenieur, Systemarchitekt und Trainer im Bereich digitale Kommunikations- und Steuerungssysteme. Im Rahmen dieser Aufgabe betreut er verschiedenste Kunden und konnte sich so einen breiten Überblick über die Anforderungen unterschiedlichster Industrien und Branchen verschaffen. Seit 2019 ist er im Tochterunternehmen TTTech Industrial als Technologie-Berater für Produktentwicklung und Kundenprojekte, aber auch als ‚Technology Evangelist‘ für Publikationen und Veranstaltungen tätig.

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?

Stöger: Das Management von komplexen OT-Daten ist eine der wesentlichsten Aufgaben von Edge Computing und umfasst viele Aspekte:

Datenakquisition ist über verschiedene Schnittstellen möglich – einerseits über verschiedene Feldbusse, andererseits über Schnittstellen, die durch offene (z.B. OPC UA) und de-fakto (z.B. S7) Standards definiert werden. Im Fall von großen Datenmengen und/oder schnellen Datenzyklen kann bereits dieser Schritt eine Herausforderung für die Edge-Infrastruktur darstellen.

Aggregierung, Filterung und Klassifikation mit statisch definierten Algorithmen oder auch Methoden künstlicher Intelligenz, die sich zunehmend auch für zeitnahe Datenstromanalyse anbieten.

Erkennung von Anomalien in den Daten, um u.a. Logs zu schreiben, Diagnosen zu triggern oder eine Alarmierung mittels E-Mail/SMS auszulösen.

Visualisierung der Daten in unterschiedlichen Dashboards direkt an der Edge oder im Remote Zugriff.

Speicherung der relevanten Daten an der Edge und auch in der Cloud. Welche Daten jeweils relevant sind und mit welchen Beschränkungen von Speicherplatz und Bandbreite man konfrontiert ist, hat maßgeblichen Einfluss auf die Architektur der Edge-Lösung.

Auch Security spielt beim Thema Datenmanagement eine wichtige Rolle, weil die Daten zunehmend schon an der Edge mit Metadaten für Zugriffsberechtigungen und -beschränkungen versehen werden müssen, bevor sie weitergeleitet und in unterschiedlichen Anwendungen verarbeitet werden.

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?

Stöger: Hier konkurrieren Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit miteinander: Einerseits möchte man an der Edge möglichst viele unterschiedliche Arten von Anwendungen nutzen können – innovative Applikationen und autonome Systeme auf Basis von Machine Learning, aber auch Benutzerschnittstellen, Diagnoseanwendungen, Cloud-Konnektoren, Security-Applikation etc. sollen an der Edge laufen können. Andererseits sind die menschlichen Anwender meistens keine IT-Spezialisten und nicht mit komplexen Software-Installations- und Wartungsaufgaben vertraut.

TTTech Industrial Automation; Symbolbild
© Pixabay / CC0

TTTech Industrial möchte die Potenziale der Automatisierungstechnik ausschöpfen.

Deshalb gilt es, ein möglichst flexibles Set von Anwendungsoptionen in einem möglichst einfach zu nutzenden Package zu präsentieren und dieses für lokales als auch für remote Management nutzbar zu machen. Aus unserer Sicht lässt sich diese Anforderung mit einer Kombination aus Virtualisierung (primär für Legacy-Anwendungen und HMIs), Docker (für alle Arten von Datenverarbeitung) sowie programmierbaren Steuerungen nach IEC 61131 und Prozesssteuerungen nach IEC 61499 umfassend adressieren.

Es bleibt dem Nutzer und seinen Bedürfnissen überlassen, ob diese doch recht unterschiedlichen Software-Anwendungen auf einer einzigen universellen Hardware-Plattform oder je nach Aufgabe auf unterschiedlichen Hardware-Plattformen laufen sollen. Es ist daher unumgänglich, dass die verwendete Edge-Plattform beide Optionen unterstützen kann – so hat auch der Nutzer die größtmögliche Flexibilität in der Auswahl der Anwendungen und im Auf- und Ausbau der passenden Edge-Architektur.

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

Stöger: Zunächst einmal haben viele Anwender bereits entsprechende Hardware (Industrie-PCs und industrielle Server) im Einsatz, die sie bei der Einführung oder Erweiterung ihrer Edge-Architektur weiterhin nutzen möchten; hier stellt sich dann eher die Frage, welche Edge-Softwarelösung diese bereits genutzte Hardware-Infrastruktur am besten unterstützt.

Für ein Auswahlverfahren für neue Industrial-Edge-Hardware sind die Kriterien ähnlich wie für andere industrielle Hardware: Robustheit für den langfristigen Betrieb unter rauen Umgebungsbedingungen (Staub, Temperatur, Vibrationen etc.) und ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis stehen ganz oben auf der Liste. Wie viele CPU-Cores, Netzwerkanschlüsse, RAM und Speicherplatz erforderlich sind, lässt sich allgemein schwer abschätzen, aber für komplexere Edge-Anwendungen mit Virtualisierung (Hypervisor) und Containern (Docker) sind neuere CPU-Generationen mit vier bis 16 und mehr Cores und entsprechend viele Gigabyte RAM durchaus relevant.

Da Edge-Management-Plattformen die zentrale Verwaltung von Applikationen bis hin zur Anwendungs-Orchestrierung unterstützen, ist es mittelfristig am kosteneffizientesten, nur einige wenige (aber aus Verfügbarkeitsgründen mehr als eine) sehr leistungsfähige Rechnerplattformen zu nutzen, auf denen die gesamte Edge-Anwendungslandschaft läuft. Noch ist das aber nicht der Normalfall – aktuell sehen wir vor allem IPCs in der zwei- oder vier-Kern-Leistungsklasse an der Edge.

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Georg Stöger, TTTech Industrial Automation
TTTech Industrial Automation; Symbolbild

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