Industrie 4.0

Edge Computing als Multiservice-Plattform

Das intelligente Management komplexer Daten ist die größte Herausforderung im IIoT. Die Multiservice-Plattform (MSP) – ein neuer Baustein innerhalb der modularen Computerprodukte und -systeme der Produktmarke Prime Cube® der Schubert System Elektronik GmbH – ist ein möglicher Lösungsansatz, um an der "Edge" einer Anlage wichtige Services zu bündeln. Komfortabel, wirtschaftlich, sicher.

Effizientes Datenmanagement – vom Sensor bis in die Cloud

Im Zuge wachsender Vernetzung steigen die Anforderungen an IIoT-angebundene Maschinen und Anlagen. Die Datenwelt in den meist gewachsenen Strukturen wird komplexer, der Einsatz von Edge Computing-Technologie unabdingbar.

Die Edge (deutsch "Kante") trennt die Produktivebene OT (Operational Technology) der Anlage oder Maschine von der IT-Ebene des Unternehmens. Edge Computing ermöglicht die gezielte Vorverarbeitung und Analyse der durch Sensoren generierten Daten in Echtzeit.

Nur relevante und somit reduzierte Datenpakete werden in die Cloud transferiert; stationäre Server entlastet sowie die Kosten für die Datenübertragung und das Risiko des Datenverlustes außerhalb der Anlage verringert. Die prozessnahe Analyse und Verarbeitung der Daten vereinfacht zudem deren weitere Nutzung für die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) und Qualitätssicherung.

Multiservice-Plattformen bündeln Services mittels Container-Technologie

Intelligente Datennutzung per Edge Computing sollte so transparent und effektiv wie möglich realisiert werden, mit schlanken und individuell zugeschnittenen Systemen. Eine MSP führt mehrere Services mittels Container-Technologie zu einem System zusammen. Die benötigten Daten werden über Schnittstellen erfasst, über definierte Applikationen weiterverarbeitet und z.B. in die Cloud oder zu einem anderen Ziel transferiert. Neben Datenvorverarbeitung und Cloud Connectivity können so auch weitere Aufgaben erfüllt werden, z.B. virtuelle Sensorik oder Remote-Zugriffe auf die Anlage.

Die MSP kann auf unterschiedlichen Hardwaresystemen realisiert werden. Applikationen, Konnektoren und 3rd-Party-Dienste werden mittels Container (Type 2 Hypervisor) getrennt. Die Container Engine gewährleistet den Betrieb verschiedener Applikationen. Die Separierung des Betriebssystems von der Anwendungsebene und die verschlüsselte Container-Kommunikation verstärken die Sicherheit.

So entsteht ein geschlossenes System, das den sicheren Betrieb aller zentralen Services gewährleistet. Der Anwender kann sich auf sein eigentliches Anwendungs-Know-How konzentrieren.

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Virtuelle Sensorik: Mit lernenden Systemen sicher für die Zukunft planen

Die flexible Micro-Service-Architektur der MSP erlaubt die Realisierung virtueller Sensorkonzepte und damit nicht nur das Ableiten wichtiger Entscheidungsgrundlagen für das Condition Monitoring, sondern auch für die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance).

Reale Sensoren können einen definierten Zustand in der Gegenwart erfassen, jedoch alleine keine übergeordneten Aussagen zum Qualitätszustand des Produktionsprozesses machen, da hierfür die Betrachtung verschiedener Faktoren, z.B. Vibration, Kraft, Drehzahl, erforderlich ist.

Ein virtueller Sensor sammelt Daten, die von mehreren realen Sensoren erfasst werden. Diese werden innerhalb der MSP über Konnektoren aus der OT-Ebene an eine Sensor-Applikation angebunden. Aus der Korrelation der Daten können zusammenfassende Erkenntnisse abgeleitet werden, die wiederum Rückschlüsse auf den Zustand von Prozessen, Anlagen und Maschinen zulassen. Durch den Transfer dieser Daten in die Cloud entsteht ein Informationspool, aus dem wertvolles Wissen über die Verhaltensweise des Systems und einzelner Komponenten abgeleitet werden kann.

„Hardware follows software" – professionelle Systemberatung für optimale Datennutzung

Der Erfolg von IIoT-Lösungen wird zunehmend von adäquaten Softwarekomponenten abhängen, die die Auswahl der Hardware bedingen. Bedarfsgerechte Plattformen kombinieren beide Teile und ermöglichen die Realisierung individueller Anforderungen. Edge Computing erlaubt die optimale, günstige und unkomplizierte Anbindung von Sensoren an die Cloud. Durch die reduzierte Datenmenge kann diese mit einfacher aber robuster Technologie erfolgen.

Bei allen Vorteilen bringen die Herausforderungen des IIoT auch einen hohen Grad an Komplexität mit sich. Unternehmen müssen ihre Anforderungen sehr genau kennen und definieren, um Daten optimal nutzen zu können, z.B. in Bezug auf Predictive Maintenance.

Eine professionelle Systemberatung unterstützt in diesem Prozess und stellt sicher, dass die Lösung optimal auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt ist. Die Entwicklungsexperten von Schubert System Elektronik beraten ihre Kunden von der Sensorik über die Steuerungsebene, bei der Definition leistungsfähiger Plattformen in Hard- und Software und der Auswahl von Betriebssystemen, Virtualisierungs- und Hypervisor-Lösungen bis hin zur optimalen Anbindung an die Cloud – unter Berücksichtigung aller relevanten Sicherheitsaspekte für die jeweilige Automatisierungsarchitektur.

Modulare Computersysteme für Industrie, Maschinenbau, Automatisierung und mehr

Prime Cube® steht für intelligente Lösungen in den Bereichen Bedienen, Visualisieren, Beobachten und Steuern. Aus PC-basierten Touch-Monitoren für HMI-Anwendungen, performanten Box-PCs, stabilen Lösungen zum Absetzen von Video- und USB-Daten bis 100 m, erweiterbaren IIoT-Konzepten sowie Software- und Service-Leistungen lassen sich individuelle Systeme zusammenstellen.

Zu den Produkten

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Unsere Experten unterstützen Sie gerne während des gesamten Entwicklungsprozesses und bieten Ihnen eine professionelle Systemberatung.

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