IoT lässt neue IT-Infrastrukturen entstehen

Von Roland Freist am 13. März 2017
Der Siegeszug der Cloud scheint seit einigen Jahren eine weitreichende Zentralisierung der IT einzuläuten. Doch tatsächlich könnte das genaue Gegenteil eintreten: Denn das Internet of Things erfordert eine Verarbeitung der Daten an den Stellen, wo sie entstehen.

Das Internet of Things (IoT) und seine deutsche Ausformung in Gestalt von Industrie 4.0 werden in den kommenden Jahren die Diskussionen und Entwicklungen in der IT bestimmen. Die Maschinenbau- und Fertigungsindustrie ist längst dabei, ihre Produktionsprozesse zu digitalisieren, Maschinen und IT miteinander zu vernetzen. Dabei stehen sowohl Produktions- als auch IT-Abteilungen vor speziellen Herausforderungen.

So erfordert eine vernetzte Produktion beispielsweise außerordentlich kurze Latenzzeiten, damit sie nicht ins Stocken gerät. Zudem muss die Zuverlässigkeit der Datenübertragung außerordentlich hoch sein. Auch unter den rauen Bedingungen, die in vielen Werkhallen, aber auch in den Außenbereichen herrschen. Bei versehentlichen Stößen, starken Erschütterungen und wechselnden Temperaturen muss gewährleistet sein, dass der Datenfluss und die -verarbeitung nicht unterbrochen werden. Und schließlich muss natürlich die Datensicherheit gewährleistet sein, auch in einem System, bei dem die Datenerfassung und -übermittlung außerhalb des von der IT kontrollierten Bereichs stattfindet.

Niedrige Latenzzeiten, sichere Verschlüsselung

Die naheliegende Lösung für die Digitalisierung der Fertigung liegt daher auch nicht in einer zentralen, ausschließlichen Datenverarbeitung im Rechenzentrum. Besser geeignet ist eine Infrastruktur, welche die Daten gleich an ihrem Entstehungsort erfasst und verarbeitet und sie anschließend an eine zentrale Steuerungseinheit mit höherer Kapazität weiterleitet. Diese wiederum stellt eine Verbindung zu anderen Produktionsbetrieben des gleichen Unternehmens oder zu den Computer-Systemen etwa von Zulieferern oder Vertriebsdienstleistern her. Das kann entweder über ein fest eingerichtetes Netzwerk oder aber über einen Cloud-Dienst erfolgen.

Eine solche Struktur bietet gleich mehrere Vorteile: Die Datenerfassung und -verarbeitung in direkter Nähe der Produktionssysteme sorgt für extrem niedrige Latenzzeiten. Zudem werden lediglich die Ergebnisse der ersten Analyse und Zusammenfassung an die zentrale Steuerung weitergeleitet, was die benötigte Bandbreite deutlich reduziert. Schließlich lassen sich die Daten sehr nahe an ihrem Ursprungsort sicher verschlüsseln, was die Gefahr von Manipulationen und Man-in-the-Middle-Attacken deutlich reduziert.

Datenverarbeitung nahe an der Quelle

Das Marktforschungsinstitut IDC hat im vergangenen Jahr eine Prognose abgegeben, dass bis 2019 rund 45 Prozent der im Internet of Things generierten Daten nicht zentral im Netzwerk, sondern in seiner Nähe oder an seinem Rand gespeichert, verarbeitet und analysiert werden. Benötigt wird dazu allerdings ein neues System aus Hardware-, Software- und Cloud-Produkten. So wird etwa eine neue Klasse von Computern erforderlich, die sich nicht nur durch hohe Kapazität und Zuverlässigkeit auszeichnet, sondern auch durch eine überdurchschnittliche Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen.

HPE hat zu diesem Zweck die Edgeline-IoT-Systeme entwickelt. Der Name spielt auf den Einsatzort an, für den sie konzipiert sind, nämlich die Randbereiche des Netzwerks. Sie können zwar auch im Rechenzentrum eingesetzt werden, ihre wahre Bestimmung ist jedoch nahe den Sensoren, welche die zu verarbeitenden Daten liefern. Das kann in einer Werkhalle sein, aber auch auf einer Bohrinsel oder an einem Rangierbahnhof. Die beiden derzeit verfügbaren Converged Server mit der Bezeichnung HPE Edgeline 1000 und 4000 werden ergänzt durch die beiden Gateways HPE Edgeline EL10 und EL20, die ebenfalls für den Betrieb unter widrigen Bedingungen geeignet sind.

Übergreifende Zusammenarbeit

Die Edgeline-Reihe ist jedoch nur eine Komponente in einem umfassenden Konzept für die Verarbeitung von IoT-Daten. Denn im nächsten Schritt der Verarbeitungskette müssen sie an zentraler Stelle gesammelt und aufbereitet werden, so dass sich die Unternehmen jederzeit einen Überblick über den aktuellen Status des Produktionsprozesses verschaffen können. HPE bietet daher eine Appliance mit der Bezeichnung Converged Plant Infrastructure (CPI) an, die in der Fabrik - etwa in einem HPE Micro Datacenter - oder im fabriknahen Rechenzentrum Daten aus den unterschiedlichsten Quellen aufnehmen und zusammenführen kann. Dazu zählen nicht nur die Edgeline-Server, sondern beispielsweise auch SCADA-, MES- oder ERP-Systeme. CPI enthält außerdem Orchestrierungs- und Automatisierungs-Funktionen, mit denen Produktionsmanager Herstellungsprozesse entwerfen, automatisieren und überwachen können.

Industrie 4.0 ist jedoch nicht nur auf die Datenverarbeitung in der Fabrik ausgelegt, sondern zielt auf eine datenbasierte Kommunikation zwischen verschiedenen Standorten und die Zusammenarbeit ganzer Unternehmen. Diesen Bereich deckt HPE mit Virtual Fort Knox ab, einer Cloud-Plattform, die zum einen ähnlich wie ein App-Store Software von unterschiedlichen Herstellern und Entwicklern nach einem Mietmodell anbietet, zum anderen aber auch Werkzeuge für Datenbankabfragen, Analysen und die firmenübergreifende Orchestrierung von Produktionsprozessen bereitstellt. Mit den HPE Edgeline-Systemen, CPI und Virtual Fort Knox bekommen Unternehmen die benötigten Ressourcen an die Hand, die sie für die umfassende Vernetzung im Zeichen von Internet of Things und Industrie 4.0 benötigen.

Diskutieren Sie das Thema Internet of Things und natürlich andere Business-IT-Themen und deren Bedeutung für die hiesige Industrie mit den HPE Experten auf der Hanover Messe vom 24. bis zum 28. April am Stand von HPE (Halle 8, Stand A07).