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Edge-Computing stützt Cloud-Lösungen
Lange Zeit wurde Cloud Computing als die ultimative Lösung für die digitale Transformation propagiert. Die Datenverarbeitung erfolgt in zentralen, großen Rechenzentren, die IT-Infrastruktur solle, salopp gesagt, komplett ins Internet verlegt werden. Jeder Sensor liefert seine Daten direkt in die Cloud, damit anhand von Big Data-Analysen mit vielfältigen Optimierungen für bessere Geschäfte gesorgt werden kann – von der Produktentwicklung über die Produkte bis hin zur Logistik und Instandhaltung. Soweit die Theorie.
Edge-Computing – eine Begriffserklärung
Seit einiger Zeit liest man im Zusammenhang mit Cloud Computing immer häufiger den Begriff „Edge“ oder „Edge-Computing“. Der Begriff Edge (englisch für Kante oder Rand) bedeutet im Umfeld der Netzwerktopologie etwa „am Rand des Netzwerks“ – gemeint ist dabei das lokale Netzwerk einer Fabrik, einer Maschine oder eines Gebäudes. Um den Nutzen von Edge-Computing in der Industrie zu verstehen, schauen wir uns im folgenden die Grenzen des technisch machbaren bei Cloud-Lösungen an.
SmartPLC von tci – Touchpanels mit integrierter SPS und Cloud-Anbindung. Bild: tci GmbH
Die Grenzen der Cloud-Technologie
Immer mehr Sensoren erzeugen eine immer größere Datenmenge. Das betrifft nicht nur die industrielle Produktion, sondern nahezu jeden Bereich – beispielsweise auch die Infrastruktur, die weltweite Logistik und das Smarthome.
Würde man tatsächlich alle anfallenden Daten in einen Cloud-Dienst übertragen, müsste man mit verschiedenen technischen Schwierigkeiten rechnen:
- Viele Vorgänge und Prozesse in automatisierten Anlagen sind zeitkritisch. Die Kommunikation mit der Cloud ist aufgrund der Latenzzeiten nicht so schnell, dass Entscheidungen in Echtzeit getroffen werden können.
- Die Übertragungskapazität (Bandbreite) für beliebig große Datenmenge ist nicht vorhanden oder unverhältnismäßig teuer.
- Selbst wenn die Verfügbarkeit einer Internetverbindung zu 99,99 % garantiert wird, entspricht das immer noch einer Ausfallzeit von knapp einer Stunde pro Jahr, mit der man rechnen muss.
Edge-Computing ergänzt Cloud-Lösungen
Die Lösung ist die Vorverarbeitung der Daten am Ort der Erfassung. Die Daten der Steuerungen und Sensoren werden direkt an der Anlage durch ein sogenanntes Edge-Gateway verarbeitet.
Das hat verschiedene Vorteile:
- Die Daten werden auf das Wesentliche konzentriert, nur die Ergebnisse werden übertragen.
- Die Pufferung der Daten macht die Anlage unabhängig von einer ständigen Internetverbindung.
- Punktuelle Internetverbindungen statt Dauer-Online ist ein Aspekt der Industrial-Security.
- Die erfassten Werte können direkt mit den entsprechenden Sollwerten abgeglichen werden – bei Abweichung kann sofort reagiert werden
- Je nach Konzept lassen sich die Edge-Gateways zentral über die Cloud warten und updaten
Langlebige, lüfterlose Box PCs eignen sich ideal für Edge-Computing. Bild: tci GmbH
Verschiedene Edge-Gateway-Lösungen
Von Gateway ist die Rede, weil das System auch oft die Schnittstelle nach außen darstellt. Es gibt jedoch nicht das eine Edge-Gateway, das alles abdeckt. Je nach Anwendung kommen hier verschiedene Lösungen in Frage, beispielsweise Industrie-Computer, Industrie Router oder auch Speicherprogrammierbare Steuerungen.
Hier noch ein kleiner Werbeblock: tci hat ein breites Spektrum an Industrie Rechnern, von Box PCs bis hin zu besonders leistungsfähigen Industrie Rechner als 19-Zoll-Einschub. Die SmartPLC, eine Browser-programmierbare SPS, ist optional mit Cloud-Anbindung verfügbar.
