Neue Standards als Schlüssel Sicheres Edge Computing

Seit über 20 Jahren sind Computer-on-Module die Lösung für Skalierbarkeit, 2nd-Source und einfache Upgrades für Langzeitanwendungen.
Seit über 20 Jahren sind Computer-on-Module die Lösung für Skalierbarkeit, 2nd-Source und einfache Upgrades für Langzeitanwendungen.

Vertrauen ist die neue Währung: Verlässliche Partner und robuste Lieferketten gewinnen an Bedeutung - mit neuen Standards und sicheren Edge-Computern will Kontron die Kunden unterstützen.

Während das öffentliche Leben faktisch so gut wie zum Stillstand gekommen ist, sind Unternehmen in der Corona-Krise gezwungen, sich mit zwei großen Themen zu beschäftigen: dem Reifegrad ihrer Digitalisierung und der Robustheit ihrer globalen Lieferbeziehungen. Sind die Geschäftsprozesse bereits umfassend digitalisiert? Lassen sich Maschinen und Geräte im Feld auch über Fernzugänge erreichen? Drohen Versorgungsengpässe bei wichtigen Elektronikkomponenten durch die Schließung von Zulieferbetrieben in China?

Auch wenn derzeit niemand genau einschätzen kann, wie massiv sich die globale Ausbreitung von SARS-CoV-2 auf die Weltwirtschaft auswirken wird, so zeichnet sich ziemlich deutlich ab: Corona sorgt für eine Beschleunigung der Digitalisierung und rückt langfristige, nachhaltige und vertrauensvolle Supply-Chain-Partnerschaften mit soliden, finanzstarken Lieferanten in den Vordergrund. Für die Embedded-Branche, die Anwendungen für kritische Infrastrukturen und Medizingeräte bereitstellt, hat dies ganz besondere Implikationen. Kontron beispielsweise beliefert Kunden im Medizinbereich mit Technologien für Beatmungsgeräte, Patientenüberwachung, Dialyse, Computertomographen und Laborequipment, sowohl mit angepassten Standardprodukten als auch mit maßgeschneiderten ODM-Lösungen. Um Kunden auch in Krisenzeiten nach wie vor optimal bedienen zu können, sind besondere Vorkehrungen erforderlich.

Innovative Anbieter von Embedded Computer Technologien und IoT-Lösungen wie Kontron nehmen derzeit mehr denn je die Rolle eines flexiblen, zuverlässigen Partners ein. Ein Partner, der die für den zu erwartenden Digitalisierungsschub erforderlichen neuesten Technologien bereitstellt. Dazu gehören vor allem Edge-Computing-Lösungen, die die Grundlage für die Digitalisierung bilden und erhöht nachgefragt werden. Sie stillen den „Bandbreitenhunger“ am Edge, der durch neueste Anwendungen in den Bereichen Künstliche Intelligenz, Machine Learning und 5G sowie die Verlagerung von Aufgaben aus der Cloud in das Edge immer größer wird. Dies wird einerseits durch neue Prozessor- und Speichertechnologien, andererseits durch neue Standards abgedeckt werden müssen.

Im Edge-Server-Bereich werden künftig ein oder sogar mehrere 10-Gigabit-Ethernet-Ports an den Edge-Geräten erforderlich sein. Nach 3G und 4G müssen Edge Computer zudem fit gemacht werden für 5G, um die geschlossenen 5G-Netze in der Produktion nutzen und die Fertigungszellen mobil und flexibel anordnen zu können.

Mit COM-HPC, Smarc 2.1 und OSM (Open Standard Module) gibt es 2020 gleich drei neue Standards, auf die künftige Designs aufsetzen. Kontron gestaltet diese neuen Standards aktiv mit und wird noch in diesem Jahr erste Produkte auf den Markt bringen.

Der neue Standard Computer-On-Modules High Performance Computing (COM-HPC) wurde für das High-End-Edge-Computing entwickelt, um der stetig wachsenden Datenflut und der erforderlichen gesteigerten Rechenleistung gerecht zu werden. COM-HPC-Module adressieren vor allem den Factory Floor und Einsatzbereiche mit rauen Umgebungsbedingungen. Sie ermöglichen beispielsweise, das Datenaufkommen von Edge Gateways in Edge Servern zu bewältigen oder als Teil einer Embedded Cloud KI-Auswertungen nahe an der Datenquelle vorzunehmen.

Das Smarc 2.1 bietet erweiterte Funktionalitäten für den mittleren Leistungsbereich und unterstützt neben Intel-Atom-Prozessoren vor allem ARM-Prozessoren wie den neuen NXP i.MX8 in den verschiedenen Ausführungen. Der Smarc-Standard (Smart Mobility Architecture Module) hat die Entwicklung innovativer Embedded-Computing-Lösungen mit extrem niedrigem Stromverbrauch maßgeblich vorangetrieben. Vor allem das Internet der Dinge (IoT) hat die Einführung der neuen Spezifikation beschleunigt. Das „Kontron Smarc-sAL28“ ist bereits auf dem Smarc-2.1-Standard verfügbar. Ein Modul mit dem leistungsstarken NXP-i.MX8X-Prozessor ist für Sommer 2020 geplant. Für Herbst 2020 steht ein Modul für einen Rockchip-Prozessor auf der Roadmap. Dank des guten Preis-/Leistungsverhältnisses eignet sich dieser Prozessor besonders für POS-, POI-, Kiosk- und Retail-Anwendungen.

OSM (Open Standard Module) adressiert gelötete System-on-Module (SoM) im unteren Leistungsbereich mit SoCs und Microcontrollern. Zukünftige SoMs wird Kontron auf Basis von OSM entwickeln. Alle drei Standards erweitern und beschleunigen die Einsatzmöglichkeiten von Edge Computern. Systeme lassen sich auf Basis fertiger Module mit vorinstallierter und getesteter Basissoftware relativ einfach aufbauen. Dies schlägt sich in einer deutlich schnelleren Markteinführung und einer Reduzierung der Total-Cost-of-Ownership nieder.

Security ist ein großes Thema im Edge Computing - vom sicheren Gerät über TPM 2.0 und sicheren Software-Updates bis hin zur Integration in die Cloud oder in Produktionsumgebungen. Im industriellen Umfeld bringt die Digitalisierung zwangsläufig mit sich, dass Maschinen und Geräte per Fernzugriff erreichbar sein müssen, sei es für die Wartung, die Fehlerdiagnose, das Sammeln von Daten oder das Einspielen von Updates. Um das System vor potenziellen Angriffen zu schützen, wird eine sichere Verbindung benötigt.

Bei der fortschreitenden Vernetzung der Geräte nimmt die Update-Fähigkeit im laufenden Betrieb einen immer größeren Stellenwert ein. Für sichere Software-Updates hat sich eine Kombination aus Secure OS und modularen Lösungen auf Basis der Docker-Technologie bewährt. Das Secure-OS-Prinzip basiert auf einem Betriebssystem, das individuell auf die eingesetzte Hardware und den Verwendungszweck abgestimmt ist. Am besten lässt sich dies mit Linux-Distributionen realisieren. Das Secure OS wird mit einem maßgeschneiderten Kernel sowie den erforderlichen Treibern versehen. Die Verbindungen nach außen sind klar definiert und werden vom System überwacht und verwaltet.

Um Sicherheitslücken zu identifizieren, werden regelmäßig Penetrationstests des kompletten Systems durchgeführt. Die Ergebnisse fließen dann in geplante oder kurzfristige Updates ein. Die Sicherheit des Update-Prozesses wird unter anderem durch separate Partitionen auf dem System gewährleistet. Schlägt ein Update fehl, wird automatisch zur Vorgängerversion zurückgesprungen.

Das Kontron SUSiEtec Secure OS basiert auf einem Yocto Linux BSP. Es handelt sich um ein für x86- oder ARM-gehärtetes Betriebssystem mit zwei redundanten Partitionen. Der Update-Mechanismus kann vom Kunden auch für das Rollout von Endanwendungen genutzt werden. Kontron stellt die sichere Umgebung zur Verfügung, der Kunde kümmert sich um die Verwaltung seiner Geräte und seine eigenen Applikationen. Die Wartung und Bereitstellung von Secure OS Updates sowie ein Device-Management mit Container-Administration bietet Kontron als Services an.

Experten befürchten, die Corona-Krise könne das Innovationstempo massiv bremsen, da sich Unternehmen gezwungen sehen, aufgrund von Absatzeinbrüchen Projekte zu verschieben. Auf der anderen Seite wächst jedoch der Druck, Innovationen voranzutreiben, um gestärkt aus der Krise hervorzugehen. Mit einem kompetenten Partner, der hilft, die Folgen der Krise abzumildern, müssen Projekte jedoch nicht zwangsläufig auf Eis gelegt werden.

Sehr hilfreich ist es, wenn die Supply Chain des Partners schon in der Produktentwicklung beginnt. Bei Kontron werden beispielsweise Second Sources bereits in der Stückliste der PCB freigegeben. Internes Second Sourcing und ein ausgewogenes Verhältnis von Eigen- und Auftragsfertigung ermöglichen eine flexible Produktion. Idealerweise herrscht auch bei der Standortwahl Flexibilität mit weltweit verteilten Fertigungsstätten, wobei eine Balance zwischen Europa, Asien und den USA herrschen sollte. Kontron lässt zudem eine Technologie immer bei zwei Lieferanten gleichzeitig fertigen, so dass im Falle von Verschiebungen alle internen und externen Fertiger die Technologie kennen. Regelmäßige Bedarfsprognosen, in die Kundeninformationen sowie Erfahrungswerte einfließen, tragen ebenso zur Liefersicherheit bei, wie das Vorhalten eines Sicherheitsbestands kritischer Komponenten, der mit dem Kunden definiert wurde.

Langfristige Partnerschaften, die auf gegenseitigem Vertrauen, Verständnis und Wertschätzung basieren, sind ein weiterer, wichtiger – wenn nicht sogar der wichtigste –  Faktor, um die Lieferkette auch in Krisenzeiten aufrecht zu erhalten. Unternehmen mit regelmäßigen Bedarfen sind gut beraten, Rahmenverträge zu schließen, so dass die Supply Chain über eine längere Zeit abgesichert ist. Sollten Probleme auftreten, lassen sich schnell Prioritäten festlegen oder Teillieferungen vereinbaren.

Kontron unterhält sowohl mit seinen Kunden als auch mit seinen Lieferanten langfristige Geschäftsbeziehungen, die auf Vertrauen, Fairness und Nachhaltigkeit auslegt sind. Kontron ist es sogar gelungen, seine Lieferanten so miteinander zu vernetzen, dass sie sich im Notfall gegenseitig unterstützen können. Im Falle einer größeren Krise mit erheblichen Auswirkungen auf die Lieferkette sorgt eine Task Force mit erfahrenen Inhouse-Spezialisten gemeinsam mit Kunden und Lieferanten für die Erarbeitung entsprechender Lösungen.

Für viele Wirtschaftsbereiche hat die Corona-Krise verheerende Folgen, die Wachstumsprognosen für die Weltwirtschaft werden regelmäßig nach unten korrigiert. Gleichzeitig zeigt sich, wie wichtig die Digitalisierung ist. Es ist davon auszugehen, dass die aktuelle Situation die Digitalisierung beschleunigen wird. Damit bietet sich aber auch vielen Unternehmen eine Chance, sei es bei der Bereitstellung von Lösungen für Remote Work,  durch die erhöhte Nachfrage im Bereich der Medizintechnik oder Umrüstung von Fertigungen auf mehr Flexibilität. Unternehmen benötigen hierzu starke Partner, die von der Beratung bis zur Umsetzung aus einer Hand als „Full Service Provider“ unterstützen. Mit innovativen neuen Technologien und der aktiven Beteiligung an neuen Standards sorgt Kontron für ein umfassendes Portfolio an Hardware- und Software-Produkten, Services sowie eine sichere globale Supply Chain für den Kunden.

Die wiederkehrende Frage nach der optimalen eigenen Fertigungstiefe versus Fremdkosten in strategischen Partnerschaften stehen bei vielen etablierten Unternehmen plötzlich wieder im Mittelpunkt der Diskussion.

Start-ups aller Branchen leben es dabei seit Jahren vor. Fokussierung und Reduzierung der eigenen Arbeitskraft und der damit verbundenen Fixkosten auf die Kernkompetenz des eigenen Angebots. Getreu dem Motto – „Alles andere können Andere besser.“ Wie Kontron-CEO Hannes Niederhauser bereits 2019 ankündigte, versteht sich Kontron immer mehr als Dienstleister, um seinen Kunden das „Andere“ im Bereich der Embedded-Industrie als europäischer Global-Player vollumfänglich und in Perfektion anzubieten. Als Teil der S&T Gruppe verfügt Kontron zudem über einen hohen Cash-Bestand und ist damit auch in der Zeit der Corona-Pandemie ein finanzstarker und verlässlicher Partner.