Der Bedarf an Echtzeitverarbeitung oder Verarbeitung mit der Geschwindigkeit des Denkens ist die Grundlage des Edge-Computing. Edge-Computing bietet eine Verarbeitung mit geringer Latenz, bei der die Datenerfassung und -analyse nahe an der Datenquelle erfolgt. In diesem umfassenden Beitrag zum Thema Edge-Computing wird die Rolle von Edge-Geräten und Edge-Netzwerken definiert. Es wird auch die Tatsache hervorgehoben, dass heute Millionen von Edge-Geräte im Einsatz sind, und angesichts der begrenzten Rechenressourcen der einzelnen Geräte ist die Frage der Verwaltung der Edge-Geräte eine Frage, die beantwortet werden muss.
Der Artikel umfasst folgende Themen:
Bis 2025 werden voraussichtlich 75 Milliarden Edge-Geräte in der Fertigungsindustrie, im Gesundheitswesen, im Finanzwesen und in Privathaushalten in Betrieb sein. Von jedem Gerät wird erwartet, dass es Daten produziert, erfasst oder analysiert. In einigen Fällen wird von Edge-Geräten erwartet, dass sie alle drei Aufgaben erfüllen und Daten an zentrale Rechenzentren oder die Cloud übertragen.
Obwohl diese Geräte in der Lage sind, die von ihnen erfassten Daten gemäß ihren Softwarespezifikationen zu verwalten, wird von ihnen auch erwartet, dass sie Teil eines größeren, miteinander verbundenen Ökosystems sind. Dieses Ökosystem bietet Unternehmen und privaten Anwendern Einblick in ganze Prozesse. Zum Beispiel ist ein Hausautomatisierungssystem, das aus mehreren Edge-Geräten besteht, die Beleuchtung, Jalousien, Temperatur usw. überwachen und steuern, in der Lage, Edge-Computing durchzuführen. Als Einzelgeräte erledigen sie spezifische Verarbeitungsaufgaben, aber als Verbundsystem wird mehr Rechenleistung für das Management der Edge-Geräte benötigt.
Der Mangel an skalierbarer Rechenleistung ist eine der Herausforderungen, mit denen Edge-Geräte konfrontiert werden, wenn das Management von Edge-Geräten in Betracht gezogen wird. Weitere Herausforderungen sind die Gewährleistung der Sicherheit von Edge-Geräten, insbesondere bei Geräten, die mit externen Datenzentren verbunden sind, sowie Skalierbarkeitsprobleme. Bei kleineren Edge-Geräten schränkt das Fehlen von Bildschirmen die Sicht auf die Arbeit ein, die sie ausführen. Obwohl sie optimal funktionieren können, ist eine Form der Datensichtbarkeit erforderlich, wenn ihre Leistung ein ganzes System beeinflusst.
Diese Herausforderungen zeigen, dass die Verwaltung von Edge-Geräten eine allumfassende Lösung erfordert, die Skalierbarkeit, Transparenz und Flexibilität bietet. Die 360-Grad-Betrachtung der Leistung von Edge-Geräten bietet dann einen echten Einblick in ein gesamtes Unternehmensnetzwerk oder das verwendete Hausautomatisierungssystem.
Die Verwaltung von Edge-Geräten bezieht sich auf die Fähigkeit, die Leistung jedes einzelnen Geräts in einem Netzwerk zu visualisieren, unabhängig davon, wie klein das Gerät ist. Sie bezieht sich auch auf die Fähigkeit, diagnostische Prüfungen durchzuführen, zu sichern, zu aktualisieren und Informationen von Edge-Geräten zu empfangen. Hier kommen industrielle Cloud-Lösungen für Fertigungsbetriebe ins Spiel.
Es wird erwartet, dass die Fertigungsindustrie das Wachstum der Verwendung von Edge-Geräten vorantreiben wird, und eine dedizierte Management-Lösung für Edge-Geräte zur Verwaltung der Terabyte an Daten, die diese Geräte produzieren, ist eine Notwendigkeit. Die industrielle Cloud ist diese Lösung. Industrielle Cloud-Plattformen bieten die Skalierbarkeit und Rechenressourcen, die für die Verwaltung der großen Datensätze benötigt werden, die IIoT- und Edge-Geräte sammeln.
Industrielle Cloud-Lösungen bieten auch visuelle Einblicke in die Funktionalität dieser Geräte und machen den Einsatz von Trial-and-Error-Methoden zur Lokalisierung fehlerhafter Geräte überflüssig. Mit der industriellen Cloud wird das Auffinden der sprichwörtlichen Nadel in einem Heuhaufen von Dutzenden miteinander verbundener Geräte zu einem vereinfachten Prozess.
Ein großer Vorteil des Einsatzes industrieller Cloud-Lösungen für IIoT-Geräte ist die Verfügbarkeit eingebauter Edge-Anwendungen, die bestimmte industrielle Aktivitäten unterstützen. In vielen Fällen funktionieren diese Anwendungen auf öffentlichen Cloud-Plattformen nicht angemessen, da sie ausschließlich für industrielle Cloud-Plattformen gebaut werden. Industrielle Cloud-Plattformen bieten auch Dienste auf Abonnementbasis an, die sich langfristig als wirtschaftlich erweisen können. Die Flexibilität bei der Preisgestaltung und der Skalierung der Rechenanforderungen macht das Abonnement für viele Unternehmen zu einer bevorzugten Option gegenüber der Entwicklung von DIY-Cloud-Lösungen.
Industrielle IoT-Plattformen bringen das Edge-Geräte-Management auf die nächste Stufe, da sie den Einsatz von künstlicher Intelligenz und maschinellen Lernalgorithmen für das Edge-Geräte-Management integrieren. Mit diesen Algorithmen lassen sich umfangreiche Datenanalysen und datengetriebene Erkenntnisse erzielen, die den Einsatz von Edge-Geräten und Geräten im Fertigungsbereich verbessern. Ein Beispiel ist die automatische und regelmäßige Durchführung von Berechnungen der Gesamteffizienz (overall equipment efficiency, OEE) oder der effektiven Gesamtanlagenleistung (total effective equipment performance, TEEP).
IoT-Plattformen bieten auch Kommunikations-Workflows für die Verwaltung von Edge-Geräten. Diese Arbeitsabläufe ermöglichen einen tieferen Einblick in verbundene Umgebungen und zeigen die Auswirkungen eines Prozesses oder sogar seine Auswirkungen auf einander oder auf das Ökosystem auf. Kommunikations-Workflows liefern auch Warnmeldungen und Benachrichtigungen, die Entscheidungsträgern bei der Optimierung von Edge-Computing-Prozessen helfen. Die Visualisierung, die IoT-Plattformen für das Edge-Geräte-Management mitbringen, ermöglichen auch den Vergleich von Betriebsdaten mit Richtwerten.
Dieser Prozess beinhaltet die Erfassung von Daten aus verschiedenen Einrichtungen, um einen optimalen Richtwert der Daten zu erstellen. Daten, die in Betrieben mit ähnlichen Anlagen erfasst wurden, können dann deren Produktivitätsniveau mit den Richtwerten vergleichen. Die Erkenntnisse, die der Vergleich liefert, werden dann zur Optimierung der Anlagennutzung genutzt. Sie können auch dazu verwendet werden, andere Mängel innerhalb der Produktionszyklen aufzuzeigen. Diese Unzulänglichkeiten können so umfangreich sein wie ein schlechtes Materialtransportsystem oder so geringfügig wie zu viele Toilettenpausen bei den Mitarbeitern im Fertigungsbereich.
IoT-Plattformen dienen auch als Software-as-a-Service-Plattformen (SaaS). Sie stellen die APIs, Algorithmen und Ablagen zur Verfügung, die Unternehmen zur Erstellung von Edge-Anwendungen nutzen können. Einmal erstellt, können diese Anwendungen innerhalb von Edge-Geräten, Edge-Netzwerken oder in der Cloud eingesetzt werden, je nachdem, wozu sie entwickelt wurden.
Und schließlich unterstützen IoT-Plattformen die Skalierbarkeit und Flexibilität des Cloud Computing. Dadurch wird sichergestellt, dass Unternehmen ihre Anforderungen an das Edge-Device-Management nur dann erhöhen, wenn mehr Geräte oder Daten produziert werden. Dies reduziert auch die Kosten für das Edge-Geräte-Management bei der Nutzung einer IoT-Plattform.
Beim Einsatz von Edge-Computing in der Fertigung oder anderen Anlagen ist die Verwaltung von Edge-Geräten ein wichtiger Aspekt, den ein Unternehmen berücksichtigen muss. Bei der Wahl einer Management-Plattform für Edge-Geräte sollte auch berücksichtigt werden, wie gut die Plattform die spezifischen Anforderungen Ihrer Branche erfüllt. Diese Bedürfnisse drehen sich um den Aufbau branchenspezifischer Anwendungen, Cybersicherheit, Skalierbarkeit und Abonnementkosten.
Auch für Unternehmen, die private Plattformen zur Verwaltung von Edge-Geräten bauen, müssen die Gesamtkosten für die Verwaltung der Plattform und des DIY-Projekts berücksichtigt werden. Für KMUs, die an Edge-Computing interessiert sind, ist ein Abonnementplan für eine industrielle Cloud-Plattform oder eine IoT-Plattform die günstigere Option für die Verwaltung von Edge-Geräten.