Wenn Welten zusammenkommen Embedded Cloud: produktionsnah, schnell und sicher

Die Embedded Cloud dient als On-Premise-Basis für das IIoT und Industrie-4.0-Anwendungen. Diese Grafik zeigt, wie IT und OT in der vernetzten Produktion zusammenspielen, lässt aber auch die Komplexität einer volldigitalisierten Fertigung im Sinne eines Industrie-4.0-Konzepts erkennen.

Im Gegensatz zu Standard-Cloud-Konzepten orientiert sich die Embedded Cloud besonders an den Anforderungen der Smart Factory: geringe Latenzen, hohe Sicherheit, schnelle Analysen und Entscheidungen vor Ort. Kontron will im Verbund mit S&T diese neue Cloud-Klasse und die Industrie 4.0 voranbringen.

Daten werden heute in allen Firmenbereichen erhoben. Datenlieferanten sind zum Beispiel die CAD- oder Product-Lifecycle-Management-Systeme (PLM), Teileinformationsdatenbanken, Daten aus dem Enterprise Resource Planning (ERP) oder MES, der Shopfloor-Welt, der Fertigungsstraße. »Eine singuläre Betrachtung dieser Informationen führt für das Unternehmen kaum zu einem Mehrwert«, erklärt Norbert Hauser, Vice President Marketing von Kontron. »Die große Herausforderung ist es, diese vielfältigen Daten zusammenzuführen und daraus neue Erkenntnisse zu gewinnen – für die schnelle Entscheidung vor Ort oder für langfristige, strategische Entscheidungen. Nur wenn beides erfolgt, kann ein Unternehmen sein volles Potenzial ausschöpfen und in die digitale Zukunft starten.«

Große Systeme für Business-Intelligence werden heute bereits meistens in der Cloud betrieben, entweder als Private oder als Public Cloud. Sie liefern die Grundlagen für Geschäftsentscheidungen des Managements. Ihre Zahlen und Analysen werden meist nicht besonders zeitnah benötigt. Eine Alternative für eine vernetzte Maschinensteuerung sind Private Clouds jedoch meist nicht. Dies gilt in noch größerem Maß für Public Clouds. Deshalb setzt Kontron auf das Konzept der Embedded Cloud.

Idealerweise können dafür alle an Maschinen vorhandenen und anfallenden Daten miteinander verknüpft und in ihrer Gesamtheit analysiert werden. An die dafür verwendeten IT-Systeme werden hohe Echtzeit- und Sicherheitsanforderungen gestellt. Die an der Fertigung beteiligten Systeme sind auf dem Firmengelände („On-Premise“) beheimatet. Sie werden in einem privaten Verbund zusammengeschlossen, der Embedded Cloud. In dieser werden die Anwendungen der betrieblichen IT (Informationstechnologie) und der OT (Operational Technology/Fertigungsumfeld) zusammengeführt.

Eine Embedded Cloud, so wie sie Kontron versteht, besteht aus drei Geräteklassen:

-> Industrielle Computer-Plattformen für die Gerätesteuerung und als Gateway-Systeme. Sie übernehmen Mess- und Steuerungsaufgaben vor Ort und verfügen meist über proprietäre Schnittstellen zur Anbindung der Peripherie. Die Anbindung an die Embedded Cloud regelt eine echtzeitfähige Datenkommunikation, beispielsweise per Industrial Ethernet.

-> Hochleistungsfähige industrielle Computer-Plattformen für Edge- und Fog-Computing. Mit einer typischen Rechenleistung von vier bis acht CPU-Kernen und einer Speicherkapazität von mehreren Terabyte übernehmen diese leistungsstarken Plattformen vor Ort das Maschinenmanagement bis hin zur Steuerung von Bildgebungssystemen mit mehreren GPGPUs.

-> Embedded-Cloud-Server. Mit einer typischen Rechenleistung von mehr als 16 Cores und einer Speicherkapazität über 100 TByte übernehmen diese Cloud-Storage-Server die Datenkoordination von Maschinen an einem Standort.

»Heutige Anbieter decken Industrie-4.0-Konzepte, also die vernetzte Fabrik, nur partiell ab«, berichtet Hauser. »Zur Zeit sind hier vor allem zwei Anbietergruppen aktiv – keine bietet dabei eine wirklich umfassende und aufeinander abgestimmte Lösung.« So betreten zum einen Anbieter aus der klassischen IT die Bühne. Zum anderen versuchen Anbieter aus der Automatisierungstechnik ihr Glück. Was beide eint, ist die Tatsache, dass sie jeweils nur Teilbereiche der Embedded Cloud adressieren.