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Industrie 4.0 Skalierbare Cloud-Applikation, auch für Einsteiger

Redakteur: Simone Käfer

Die „Distributed Industrial Cloud” von HPE, Intel und Microsoft ermöglicht für Industrie 4.0 einen durchgängigen Austausch von Daten und Diensten in heterogenen und verteilten Fertigungsumgebungen.

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Der Industrial Service Bus (ISB) sorgt für die Kommunikation zwischen den Teilnehmern.
Der Industrial Service Bus (ISB) sorgt für die Kommunikation zwischen den Teilnehmern.
(Bild: Hewlett Packard Enterprise)

Mit der „Distributed Industrial Cloud” haben Hewlett Packard Enterprise (HPE), Intel und Microsoft eine durchgängige Kommunikationsarchitektur für Unternehmen geschaffen, die Maschinen, Systeme und Applikationen über Standorte und Clouds hinweg verbindet. Die Verbindung schafft ein Industrial Service Bus (ISB), der zusammen mit Produktionsunternehmen als quelloffene Software entwickelt wurde. Jede Maschine und jede Applikation, etwa ein Handscanner oder ein MES, kann über den ISB Daten versenden, die von anderen Maschinen, Applikationen oder der Cloud abgerufen werden. Das können Sensordaten sein, Abweichungen von Soll-Werten oder die Ergebnisse der Verarbeitung solcher Daten, etwa aus MES- oder IoT-Applikationen. Der ISB kann sowohl für den lokalen als auch für den globalen Datenaustausch genutzt werden. So müssen nicht alle Daten den Umweg über eine Cloud machen.

Spezielle Schnittstellen an den Maschinen und Komponenten sind nicht nötig. Denn der ISB beruht auf einer Microservices-Architektur und ist mit der Distributed Application Runtime (DAPR) implementiert, einer quelloffenen ereignisgesteuerten Laufzeitumgebung. Maschinen und Applikationen kommunizieren mit DAPR, DAPR wiederum regelt die Kommunikation mit der Technologie, über die der Datenaustausch abgewickelt wird. Dadurch ist der ISB technologieunabhängig, fügt sich in bestehende Messaging-, Streaming- und Protokoll-Umgebungen ein, und diese können mit relativ geringem Aufwand ausgetauscht werden.

Fast-Start-Paket und As-a-Service-Modell

Die „Distributed Industrial Cloud” ist ab sofort in Deutschland, Österreich und der Schweiz von HPE erhältlich, auch im As-a-Service-Modell über HPE GreenLake. Für den schnellen Einstieg bietet HPE ein Fast-Start-Paket an, das die für eine Erst-Installation erforderliche Software, Hardware und Services umfasst. „Schon der erste Anwendungsfall soll zu klaren Ergebnissen führen”, sagt Florian Dörr, Leiter der Edge Practice in der DACH-Region bei Hewlett Packard Enterprise. Die Architektur ermöglicht danach eine reibungslose Skalierung vom ersten Probelauf bis zur globalen Edge-to-Cloud-Fertigungsinfrastruktur. Das Startpaket kostet 20.000 Euro. Mit ihm können Anwender bereits eigenes Knowhow aufbauen. Später hinaus kann das System auf weitere Bereiche des Unternehmens ausgerollt werden. Auch ein Pay-per-use-Modell eignet sich für Cloud-Einsteiger.

Über das IT-as-a-Service-Angebot HPE GreenLake kann die Distributed Industrial Cloud auch im As-a-Service-Modell bezogen werden, etwa durch eine Bepreisung pro Monat und Maschine für alle bereitgestellten Hardware-, Software- und Service-Bausteine. Produktionsunternehmen reduzieren damit ihre Anfangs-Investitionen und ihre Kosten skalieren parallel zur Auslastung. Dabei übernimmt HPE die Ende-zu-Ende-Betreuung der Umgebung und entlastet damit den Kunden vom Management der Edge-to-Cloud-Infrastruktur.

Hard- und Softwarekomponenten der Distributed Industrial Cloud

Außer dem ISB umfasst die Distributed Industrial Cloud unter anderem die folgenden Technologien und Plattformen, mit denen sich eine komplette Edge-to-Cloud-Umgebung für Industrie 4.0 einrichten lässt:

  • HPE Edgeline EL300 Converged Edge System: Ein Edge-optimiertes System, das die physische OT-IT-Schnittstelle bildet. Es kann sowohl für die Echtzeit-Datenanalyse vor Ort als auch für den Datentransfer in die Cloud genutzt werden. Das System beherrscht die bi-direktionale Steuerung und Kommunikation mit industriellen Systemen, etwa über High Speed Digital Input/Output, CAN-Bus, Modbus oder Profinet.
  • HPE Edgeline OT Link Plattform: Sie verfügt über eine Workflow-Engine, mit der das Zusammenspiel von industriellen Netzen, Steuerungen und Daten mit Treibern, Middleware und IT-Anwendungen über eine grafische Benutzeroberfläche orchestriert und automatisiert werden kann. Gleichzeitig ermöglicht OT-Link den Betrieb von Container-Anwendungen direkt am Edge. Dabei erfolgt die zentrale Administration der verteilten Infrastruktur mit dem Edgeline Workload Orchestrator.
  • Intel OpenVINO: Ein kostenloses Toolkit für die schnelle Entwicklung von Anwendungen für das maschinelle Sehen mit Deep Learning. Es ermöglicht Deep Learning auf der Basis von Hardwarebeschleunigern und auf verschiedenen Intel-Plattformen. Es beinhaltet das Intel Deep Learning Deployment Toolkit mit einem Model Optimizer und einer Inference Engine sowie optimierten Computer-Vision-Bibliotheken und -Funktionen für OpenCV und OpenVX. Damit unterstützt OpenVino das gesamte Spektrum von Bilderkennungslösungen.
  • Microsoft Azure und Microsoft Azure Stack: Eine große Sammlung von Diensten, zum Beispiel PaaS- (Platform as a Service), IaaS- (Infrastructure-as-a-Service) und verwaltete Datenbankdienste, die in der Public Cloud (Microsoft Azure), Hybrid oder Private Cloud (Microsoft Azure Stack) betrieben werden können. Damit können Produktionsunternehmen ihre Dienste dort betreiben, wo ihre technischen, regulatorischen oder organisatorischen Kriterien am besten erfüllt werden.
  • Hard- und Software-basierte Sicherheitsfunktionen von HPE, Intel und Microsoft, wie hardwarebasierte Kryptographie, manipulationsresistente Daten, Zero-Trust-Netzwerksicherheit und User and Entity Behavior Analytics

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