Industrielle Automatisierung: Die Fusion von Edge- und Cloud-Computing

Die erhöhte Edge-Computing-Geschwindigkeit vereinfacht industrielle Prozesse auf neue Art und Weise, aber die Datensätze, die von den Edge-Geräten erfasst werden, erfordern manchmal größere Ablagen für mehr Einblick in industrielle Automatisierungsprozesse. Hier ist eine Gegenüberstellung von Edge- und Cloud-Computing erforderlich, um ganze Anlagen und Industrieprozesse zu erfassen, zu verarbeiten und zu visualisieren. Obwohl man davon ausgeht, dass Edge-Computing industrielles Wachstum ermöglichen wird, ist eine symbiotische Beziehung mit Cloud-Computing für ein effektives Management durch industrielle Automatisierungsplattformen erforderlich.

Dieser Artikel umfasst folgende Themen:

• Wie sich Edge-Computing mit der Cloud zur Entwicklung industrieller Automatisierungsplattformen kombinieren lässt
• Was eine industrielle Automatisierungsplattform und ihre Merkmale definiert
• Die Vorteile industrieller Automatisierungsplattformen für eine vernetzte Welt

Warum Edge- und Cloud-Computing kombiniert werden

Edge-Computing bietet eine dezentralisierte, niedrige Verarbeitungslatenz, die die Datenverarbeitung zu den datenproduzierenden Quellen bringt. Auf der anderen Seite bietet Cloud-Computing eine zentralisierte, skalierbare Plattform für die Datenverarbeitung. Um die Beziehung zwischen beiden Rechenkonzepten zu verstehen, hilft das Beispiel eines Edge-Gerätes, dessen Hauptaufgabe die Datenerfassung ist.

In diesem Szenario handelt es sich bei dem Edge-Gerät um ein Gerät zur Radarerfassung und Entfernungsmessung. Seine Aufgabe besteht darin, eine Produktionshalle nach Hindernissen zu durchsuchen, um eine Kollision zwischen autonomen Gegenständen zu vermeiden. Das Gerät erfasst verschiedene Arten von Datensätzen, während es sich durch den Fertigungsbereich bewegt. Diese Datensätze könnten geographische Grundrisse, Bilder des Innenraums und des Fertigungsbereichverkehrs umfassen. Das Gerät wird nur Verkehrsdaten aus dem Fertigungsbereich verwenden, um sicherzustellen, dass Hindernisse vermieden werden, während andere Datensätze, die für seine primären Aufgaben nicht wichtig sind, verworfen werden.

Das Radarwarnerfassungs- und Entfernungsmessgerät verwirft diese anderen Datensätze, weil es nur über begrenzten Speicherplatz verfügt, der für die Erfassung und Verarbeitung von Verkehrsdaten aus dem Fertigungsbereich verwendet werden muss. Um sicherzustellen, dass die anderen Datensätze, die bei der Planung und Visualisierung von Tätigkeiten durchaus nützlich sein können, nicht verworfen werden, müssen sie auf eine Plattform mit unendlicher Rechenkapazität übertragen werden. Hier kommt Cloud-Computing ins Spiel.

Edge-Geräte mit der Fähigkeit zur Datenübertragung sind auf Kommunikationsnetzwerke angewiesen, um Daten an Cloud-Plattformen oder andere Datenzentren zu übertragen. Für die industrielle Automatisierung, die Steuerung von Prozessen oder die Verwaltung produktionsbasierter Industrien bietet eine industrielle Cloud-Plattform die beste Grundlage für die Analyse von Edge-Computing-Daten.

Was ist eine industrielle Automatisierungsplattform?

Die Lights-out-Fabrik bezieht sich auf die Industrialisierung, ohne dass der Mensch im Mittelpunkt steht. Dies bedeutet die Automatisierung traditioneller Produktionsprozesse durch den Einsatz von Technologie. Obwohl Edge-Computing in der Lights-Out-Fabrik eine wichtige Rolle spielt, ist es nicht die einzige Technologie, die eingesetzt wird. Andere technologische Konzepte umfassen Steuerungssysteme, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen. Sie alle spielen eine wichtige Rolle.

Industrielle Automatisierungsplattformen bieten ein zentralisiertes Ökosystem für die Entwicklung von Anwendungen oder Algorithmen und die Bereitstellung der für die Verwaltung all dieser Technologien erforderlichen Rechenressourcen. Es gibt verschiedene Arten von industriellen Automatisierungsplattformen, die derzeit im Einsatz sind, und die Kombination von Edge- und Cloud-Computing beruht auf einigen wenigen davon. Zu diesen Plattformen gehören:

• Die industrielle Cloud - Industrielle Cloud-Plattformen beziehen sich auf Cloud-Lösungen für die Industrie und bieten Unterstützung für Tools, die ausschließlich von Industrieunternehmen genutzt werden. Solche Systeme bieten dann eine maßgeschneiderte Plattform für die industrielle Automatisierung, im Gegensatz zu öffentlichen oder kommerziellen Cloud-Diensten. Industrielle Cloud-Plattformen dienen auch als PaaS- und SaaS-Lösungen, die den DevOps-Teams helfen, maßgeschneiderte Anwendungen für Industrieunternehmen zu entwickeln.
  
  
• IoT-Plattformen - IoT-Plattformen sind eine weitere Kategorie von industriellen Automatisierungsplattformen. Sie nutzen die Cloud, um maßgeschneiderte Ökosysteme für IoT- und IIoT-Geräte bereitzustellen. Es versteht sich von selbst, dass IoT- und industrielle IoT-Geräte Edge-Computing-Technologien sind. Daher sind IoT-Plattformen mit den Anwendungen und der Sicherheit ausgestattet, die für die Verwaltung von IoT-Netzwerken in größerem Maßstab erforderlich sind, um eine industrielle Automatisierung zu erreichen.
  
  
• Digitaler Zwilling - Ein digitaler Zwilling ist eine Darstellung von physischen Vermögenswerten und Prozessen in digitaler Form. Er ist ein hervorragendes digitales Transformationswerkzeug für die industrielle Automatisierung, da er die Überwachung physikalischer Prozesse und ganzer Anlagen in Echtzeit ermöglicht. Digitale Zwillinge stellen Industrieanlagen nach und integrieren Edge-Geräte in die digitale Umgebung. Der Prozess nutzt die Cloud für komplexere Anlagen oder Prozesse, und spezialisierte Aufgaben wie fortgeschrittene Planung und Terminierung können durch einen digitalen Zwilling erledigt werden, wodurch er zu einer industriellen Automatisierungsplattform wird.

Bitte beachten Sie, dass eine industrielle Cloud-Plattform auch als IoT-Plattform fungieren kann. Es ist lediglich erforderlich, die industrielle Cloud-Plattform nur für die Verwaltung von IoT- oder IIoT-Geräten und die Verarbeitung der Daten zu verwenden, die sie bei der Verwendung in der Fertigung produzieren. Der digitale Zwilling ist eher ein Überwachungs-, Planungs-, Terminierungs- und Simulationswerkzeug, das industrielle Automatisierungsprozesse unterstützt.

Die Vorteile industrieller Automatisierungsplattformen

Industrielle Automatisierungsplattformen sind zentralisierte Lösungen, genau wie Cloud-Computing, aber mit einem Schwerpunkt auf der Unterstützung produktionsbasierter Industrien. Es gelten also die bereits hervorgehobenen Vorteile, aber es gibt noch weitere zusätzliche Vorteile der industriellen Automatisierung:

• Erhöhte Sicherheit - Da im Jahr 2025 und darüber hinaus voraussichtlich Milliarden von Edge-Endpunkten in Betrieb sein werden, wird erwartet, dass die Cybersicherheitsherausforderungen für die Industrie zunehmen werden. Industrielle Automatisierungsplattformen verfügen über integrierte Tools zur Erkennung und Reaktion auf Bedrohungen, die eine bessere Sicherheit bieten als fast jede DIY-Lösung, die Edge- und Cloud-Computing kombiniert. Industrielle Automatisierungsplattformen integrieren auch Sicherheitsplattformen von Drittanbietern, die eine zusätzliche Sicherheitsebene hinzufügen. Industrielle Automatisierungsplattformen bieten auch ein Mittel, um die Verwirrung darüber zu vereinfachen, wer die Herausforderungen der Cybersicherheit für die operativen Technologien angeht. Obwohl Experten die Schaffung einer eigenen Sicherheitsabteilung empfehlen, bieten eingebaute Sicherheitsmerkmale innerhalb industrieller Automatisierungsplattformen ausgezeichnete Sicherheit für KMUs, die nicht über die finanziellen Möglichkeiten zur Schaffung neuer Abteilungen verfügen.
  
  
• Reduzierte wiederkehrende Kosten - Die Echtzeit-Datenerfassung, -verarbeitung und -analyse, die zur Gewährleistung der industriellen Automatisierung erforderlich ist, ist ein wiederkehrender Kostenfaktor, der die Betriebsausgaben von Industrieunternehmen drastisch erhöhen kann. Abonnementbasierte industrielle Automatisierungsplattformen bieten Puffer für diese wiederkehrenden Kosten, was bedeutet, dass KMUs Industrie 4.0-Geschäftsmodelle integrieren können, ohne verfügbare Budgets zu zerstören.
  
  
• Testen vor der Implementierung - Industrielle Automatisierungsplattformen bieten sichere Ökosysteme zur Bewertung der Auswirkungen von Edge Computing und seiner Zusammenarbeit mit Cloud-Computing vor der Implementierung eines Plans. Die Verfügbarkeit digitaler Bewertungsverfahren stellt sicher, dass Unternehmen bei der Kombination von Edge- und Cloud-Computing oder bei der Integration eines Geschäftsmodells der Industrieautomatisierung nicht im Trüben fischen.
  

Schlussfolgerung

Die Notwendigkeit, Edge-Computing mit Cloud-Computing zu kombinieren, um sicherzustellen, dass alle Datensätze für das Verständnis industrieller Prozesse genutzt werden, führte zur Entwicklung industrieller Automatisierungsplattformen. Im Gegenzug bieten diese Plattformen skalierbare und flexible Ökosysteme, die jeder zur Verfolgung einer Automatisierungsstrategie nutzen kann. Die Erschwinglichkeit industrieller Automationsplattformen stellt auch einen weiteren Paradigmenwechsel dar, der die Kosten für die Implementierung einer Industrie 4.0-Strategie, den Einsatz von IoT-Anwendungen und die Entwicklung von Vor-Ort-Automationssystemen für bestimmte industrielle Anforderungen drastisch senkt.