Kommunikation/Steuer- und Datentechnik Der Datennebel unterhalb der Cloud Systeme direkt mit einer Cloud kommunizieren, als in vielen Prognosen vorhergesagt. Dafür entsteht durch das „Fog-Networking“ bzw. „Edge-Computing“ eine Sichtweise zur lokalen Integration unzähliger Datenpunkte. Die Strukturen und Konzepte in der industriellen Automatisierungswelt werden sich durch das Internet der Dinge und Industrie 4.0 völlig verändern. Allerdings werden wohl deutlich weniger Komponenten und Echtzeitfähige Datenanalysen? Zeitweise sah es ja so aus, als wäre in Zukunft jedes „Thing“ im Internet of Things (IoT) mit einer Internet-basierten Private/Public/ Hybrid-Cloud verbunden. Die Kommunikationsverbindung zwischen Thing und Cloud kann relativ einfach und kostengünstig direkt (z. B. per LAN, Wi-Fi bzw. 2G/3G/4G) oder indirekt über ein zwischengeschaltetes IoT-Gateway erfolgen. Die gesamte Datenspeicherung, Datenverarbeitung und Informationsgewinnung sollte – zumindest aus Sicht der Anbieter entsprechender Plattformen – in der Cloud erfolgen. Sogar „echtzeitfähige“ Datenanalysen (Predictive Analytics) werden inzwischen als Cloud- Autor: Klaus-Dieter Walter, CEO für die SSV Software Systems GmbH Bild 1: Die Kommunikationsbeziehungen einer IIoT- bzw. Industrie-4.0-basierten Smart Factory orientieren sich nicht mehr an einer hierarchisch organisierten Pyramidenstruktur. Die einzelnen Systeme sind zukünftig vielmehr in unterschiedlichen Kommunikations-Domains zusammengefasst. Zwischen den Domains existieren verschiedene Verbindungen. Die gesamte Automatisierungstechnik ist in Zukunft in der OT-Domain zu finden. ERP und MES befinden sich in der IT- , externe Systeme in der CT-Domain 28 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2017
Kommunikation/Steuer- und Datentechnik Feldebene und Cloud entsteht unter dem Oberbegriff Fog- bzw. Edge- Computing (auch Fog-Networking genannt) eine serviceorientierte Zwischenschicht. Sie könnte sogar die gesamte Feldebene einer Smart Factory vollständig absorbieren. Das Ziel dabei ist, einzelne Systeme am Rand zur Cloud (at the edge), also im unmittelbaren Umfeld (Nebel = Fog), intelligenter zu machen, mit speziellen Fähigkeiten auszustatten und Sonderaufgaben ausführen zu lassen. Dadurch können die „Things im Nebel“ direkt oder über ein Edge-Gateway untereinander kommunizieren. Bild 2: Zur Sicherung der Kommunikations-Domains lässt sich die Security-Norm IEC 62443 „Industrielle Kommunikationsnetzte – IT-Sicherheit für Netze und Systeme“ anwenden. Baugruppen und Systeme mit identischen Sicherheitsanforderungen werden dann in Zonen zusammengefasst. Die Kommunikationsverbindungen zwischen den einzelnen Zonen erfolgen über „Security Conduits“ Mobil Edge Computing Automobilhersteller testen zusammen mit Mobilfunknetzbetreibern bereits Cloudlet-Konzepte (Mobil Edge Computing) für autonome Fahrzeuge. Dabei kommunizieren Fahrzeuge und Verkehrsschilder über die Funkzellen-Hardware als Edge-Gateway direkt miteinander, ohne dass die einzelnen Datenpakete über eine Cloud ins Internet gelei- Service angeboten. Über Cloudund IoT-Plattformen stehen auch entsprechende Serviceschnittstellen zur Datennutzung durch andere Anwendungen, wie beispielsweise Smartphone-Apps und MES/ERP, zur Verfügung. Condition Monitoring Inzwischen wird deutlich, dass dieses Konzept aus unterschiedlichen Gründen in vielen Anwendungsbereichen so nicht funktionieren wird. Weder selbstfahrende Autos, noch die Fertigungszellen einer Smart Factory werden zur vertikalen und horizontalen Vernetzung bzw. zur autonomen Entscheidungsfindung ausschließlich auf die Cloud setzen können. Noch nicht einmal eine einfache Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) wird mittels Cloud-basierter Entscheidungsfindung ausreichend zuverlässig arbeiten und die Anforderungen der Anwender vollumfänglich erfüllen können. Fog- bzw. Edge-Computing Im Industrial Internet of Things (IIoT), aber auch im Industrie-4.0- Umfeld erkennt man schon den veränderten Lösungsansatz: Zwischen Bild 3: Die direkte Verbindung eines Devices in die Cloud wird in der Regel mit Hilfe einer Wide Area Wireless-Technik, z. B. 2G/3G/4G-Mobilfunk, erfolgen. Ein solcher Link lässt sich relativ einfach sichern. Zum einen darf die Verbindung immer nur vom Device ausgehen (Device-2-Cloud), das Device selbst aber keine vom Internet aus direkt erreichbare IP-Adresse haben. Zum anderen lassen sich die Devices mit Hilfe spezieller SIM-Karten in einer geschlossenen Benutzergruppe betreiben, die gegenüber dem Internet vollständig isoliert ist Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2017 29
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