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Phoenix Contact

Vom Edge und Fog Computing in die Cloud

| Autor / Redakteur: Arno Martin Fast und Robert Bieber / Reinhold Schäfer

Bild 1: Mit dem Industrial Cloud Computing können Unternehmen diese wachsenden Datenmengen verarbeiten und auswerten. Mithilfe der Ergebnisse lässt sich die gesamte Wertschöpfungskette optimieren.
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Bild 1: Mit dem Industrial Cloud Computing können Unternehmen diese wachsenden Datenmengen verarbeiten und auswerten. Mithilfe der Ergebnisse lässt sich die gesamte Wertschöpfungskette optimieren. (Bild: Phoenix Contact)

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Der Trend zur Digitalisierung industrieller Anwendungen beinhaltet neben vielen Chancen auch Risiken. So werden beispielsweise große Rechenleistungen und erhebliche Speicherkapazitäten benötigt. Mit dem Industrial Cloud Computing können Unternehmen diese wachsenden Datenmengen verarbeiten und auswerten, um auf Basis der Ergebnisse die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren.

Wenn von Public Cloud Computing gesprochen wird, ist davon auszugehen, dass über das Internet eine Verbindung zur Cloud besteht (Bild 1). Allerdings müssen in zahlreichen Applikationen Daten in sehr kurzen Zyklen erfasst, überprüft und in den Prozess zurückgeführt werden. In einem solchen Szenario würde sich eine Cloud-Lösung schon aufgrund der im Internet vorzufindenden Latenzzeiten nicht eignen. In derartigen Anwendungsfällen kommen immer häufiger Edge- oder Fog Computing-Lösungen zum Einsatz. Doch wie funktioniert dieses Konzept? Welche Vor- respektive Nachteile gibt es? Und ist es vor diesem Hintergrund überhaupt sinnvoll, sich mit solchen Computing-Ansätzen auseinanderzusetzen? Oder handelt es sich lediglich um „alten Wein in neuen Schläuchen“?

Direkte Auswertung erfolgt am Entstehungsort

Das Edge Computing eröffnet dem Anwender die Möglichkeit, die aufgenommenen Daten mit Netzwerktechniken direkt an ihrem Entstehungsort – also „at the edge“ – auszuwerten. Mit dem Edge Computing sind leistungsfähige Analysetechniken praktisch überall und zu jedem Zeitpunkt verfügbar (Bild 2). Auf diese Weise können Mitarbeiter, die den Zustand von in abgelegenen Gegenden installierten Maschinen und Anlagen überwachen müssen, die Erfordernisse für eine Wartung oder den Ersatzteilbedarf viel genauer ermitteln. Edge Computing erweist sich folglich als Alternative für Unternehmen, die keinen unmittelbaren Zugriff auf hohe Bandbreiten und einen schnellen Weg in die Cloud haben. Das gilt zum Beispiel für die Betreiber von Wassergewinnungs- sowie Solar- und Windenergieanlagen. Auf der Grundlage der beschriebenen, zustandsabhängigen Wartungskonzepte, bei denen die Maschinen und Geräte in Echtzeit kontrolliert werden, lassen sich die Kosten für den Service deutlich senken und die Produktivität entsprechend steigern.

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Daten mehrerer Geräte werden zentral verarbeitet

Die Begriffe des Edge und Fog Computing werden oftmals synonym verwendet und sind sich auch sehr ähnlich. Bei beiden Ansätzen steht der Gedanke im Vordergrund, die Rechenleistung von der Cloud in Richtung des Datenursprungs zu verlegen. Edge und Fog unterscheiden sich dabei nur im Grad dieser Verlagerung. Beim Fog Computing werden die Daten aus mehreren Endgeräten an einer zentralen Stelle gesammelt und verarbeitet – also ganz ähnlich wie beim eigentlichen Cloud-Gedanken. Der Ort, an dem die Daten verarbeitet werden, befindet sich jedoch nicht in einem großen Rechenzentrum des Cloud-Anbieters. Vielmehr wird eine Art „Minirechenzentrum“ genutzt, das meist am gleichen Standort angesiedelt ist wie beispielsweise die Steuerungen, welche die Daten liefern (Bild 3). Dort werden zum Beispiel zeit­sensible Berechnungen vorgenommen, die einen Einfluss auf die Maschine haben und nur lokal erfolgen können. Eine globale Analyse und Weiterverarbeitung der Daten geschieht weiterhin im überlagerten Cloud-System.

Edge Computing geht an diesem Punkt noch weiter: Dort findet die Daten(vor)verarbeitung tatsächlich in den einzelnen Geräten statt, in denen die Daten entstehen. Ein solches Konzept stellt daher höhere Anforderungen an die lokal verbauten Geräte in punc­to Rechenleistung, Offenheit und Zugriffssicherheit.

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