Industrial IoT und Data Lakes: Automatisierungspyramide aufbrechen – aber wie?

463482
Bild: ©ArtemisDiana/stock.adobe.com

Edge-Geräte, also maschinennah aufgestellte IIoT-Devices, spielen eine wichtige Rolle in der digitalen Transformation der Industrie. Sie ermöglichen die Erfassung und Übertragung von Daten in Echtzeit, mit denen Anwender Betriebsabläufe verbessern, Effizienz erhöhen und Kosten senken können. Von kleinen Geräten, wie dem Sensor oder dem Aktor bis hin zu hoch komplexen Anlagenteilen können neben Daten wie Temperatur, Druck und Feuchtigkeit auch Daten zur Diagnose, Überwachung und Steuerung übertragen werden. Diese Daten lassen sich nutzen, um Muster zu erkennen, die beispielsweise auf Maschinenausfälle hindeuten. Um diese abzuwenden, können Wartungsarbeiten geplant und durchgeführt werden. Auch ist es möglich, nahezu optimale Betriebsbedingungen für das IIoT-Gerät zu erzeugen, so dass Abnutzung reduziert und Lebensdauer erhöht wird. Gerade bei global verteilten Anlagen und Anlagenteilen kann auch eine globale Überwachung, Wartung und Instandhaltung der Anlagenteile einen deutlichen finanziellen Nutzen bieten.

Data Lake als Geschäftsgrundlage

Neben den IIoT-Daten erfasst die Industrie auch Daten etwa aus den Prozessleitsystemen (PLS), Manufacturing Execution Systems (MES) und Batchsystemen, um Betriebsabläufe und Prozesse zu verfolgen und zu optimieren, langfristige Datenvorhaltung einzurichten und behördlichen Dokumentationspflichten nachzukommen. Diese Daten werden meist zusätzlich in Historiensystemen vorgehalten und mit unternehmensspezifischen Daten angereichert. Um diese riesigen Datenmengen speichern, verarbeiten und nutzen zu können, bietet es sich an, ein System als Grundlage für Prozesse, Innovationen und Geschäftsmodelle einzurichten. Anstelle mehrerer verteilter Systeme mit starren und eingeschränkten Datenstrukturen bieten Data Lakes – durch die Anreicherung von Metadaten in ihrer Kontextualisierungsschicht – eine flexible Möglichkeit, viele Daten in verschiedenen Formaten zu verarbeiten. An dieser Stelle sollte zwischen der Speicherung von Daten und der Anbindung von Daten an den Data Lake unterschieden werden, um doppelte Datenhaltung zu vermeiden.

Die dezentrale Intelligenzschicht

Das Devicemanagement kann je nach Anzahl der IoT-Geräte eine komplexe Angelegenheit werden. Dabei ist es neben der Inbetriebnahme der IIoT-Geräte wichtig, im laufenden Betrieb eine Instandhaltung und Fernwartung der Geräte realisieren zu können. Was heißt nun Instandhaltung? Anwendungen wie Zustandsüberwachungen, Asset Tracking und Smartmetering können neben Gerätekonfigurationen, Datenmanagement und Sicherheitskonfigurationen einen wesentlichen Teil zur Prozessoptimierung und Instandhaltung beitragen. Die Hierarchie und Architektur in der Automatisierungspyramide muss mit der Anbindung von IIoT-Geräten aufgebrochen und erweitert werden. So lässt sich die Struktur der horizontalen und vertikalen Integrationen erweitern und optimieren, was Innovation und Anpassungsfähigkeit unterstützt. Denn in der Smart Factory rücken die Datenerfassung und -verarbeitung näher an die Datenquelle heran und etablieren somit eine Zwischenebene in der Automatisierungspyramide. Diese ‚dezentrale Intelligenzschicht‘ beschreibt die Interaktion mit Sensoren und Aktoren und ist zwischen Feld- und Steuerungsebene angesiedelt. Wie gehen Anwender mit den neu gewonnen Daten um, die in dieser Zwischenebene entstehen? Zudem tut sich die Frage auf, wie diese in den Kontext zu den klassischen Systemdaten gesetzt werden. Data Lakes mit ihrem skalierbaren Speicherplatz können diese Daten aufnehmen. So können Verarbeitungs- und Analyseaufgaben über Business Intelligence-Plattformen und andere Anwendungen bzw. über Programmiersprachen durchgeführt werden. Bei den Hyperscalern und mit Services anderer Anbieter können die in den Data Lake transferierten Daten zumeist in nativen Formaten, das heißt ein Dateiformat, welches eine bestimmte Software oder ein Gerät als Standardformat verwendet, abgelegt werden. Das kann in der weiteren Verarbeitung jedoch eine Datenkontextualisierung nach sich ziehen, damit diese Daten auch mit anderen gespeicherten Daten in einen Kontext zu bringen sind.

Data Pipelines orchestrieren

IIoT-Geräte und -Systeme ohne eigene Datenbank müssen erzeugte Daten irgendwo speichern. Geschieht das im Data Lake, lassen sie sich mit den Daten der übrigen Quellen gemeinsam und zentral auswerten. Jedoch ist dann auch zu hinterfragen, ob die Daten aus Systemen mit eigener Datenbank im Backend noch einmal in den Data Lake einfließen müssen. Oft ist es der bessere Ansatz, alle Daten intelligent zusammenzubringen, um eine schlanke und schnelle Datenintegration und Zusammenführung zu erwirken. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die verschiedenen Datenquellen intelligenz zu vernetzen. Datenbanken, IoT-Geräte und diverse Dateiformate können über sogenannte Data Pipelines aus dynamischen Quellen an den Data Lake angebunden werden. Dabei vermittelt die Orchestrierungsschicht den Zugriff auf die Datenquellen und übernimmt Verarbeitungsprozesse. So kann bei der Analyse und Zusammenführung der Daten eine einheitliche Sicht hergestellt werden, unabhängig davon wo die Daten gespeichert sind.

Seiten: 1 2



  • Prozessdampf nachhaltiger machen

    Prozessdampf nachhaltiger machen

    Für technische Produktionsprozesse, etwa in der chemischen Industrie, kommt zur Wärmeversorgung sogenannter Prozessdampf zum Einsatz. Für die Dampferzeugung werden bisher zumeist fossile Brennstoffe verwendet. Ein Forschungsprojekt will diesen Prozess nun…

    mehr lesen: Prozessdampf nachhaltiger machen

  • Autocrypt und MicroNova arbeiten zusammen

    Autocrypt und MicroNova arbeiten zusammen

    Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft wollen die Unternehmen Autocrypt und MicroNova Testlösungen im Bereich der automobilen Cybersicherheit entwickeln.

    mehr lesen: Autocrypt und MicroNova arbeiten zusammen

  • Mehr Rechtssicherheit für die Cybersicherheitsforschung

    Mehr Rechtssicherheit für die Cybersicherheitsforschung

    Cybersicherheitsforschende können Datenschutzvorschriften oft nicht befolgen, da sie vor Beginn einer Forschungsaktivität nicht wissen, ob und welche personenbezogenen Daten sie genau verarbeiten werden.

    mehr lesen: Mehr Rechtssicherheit für die Cybersicherheitsforschung

  • Wibu-Systems lädt zum Informationstag

    Wibu-Systems lädt zum Informationstag

    Am 20. März 2024 veranstaltet Wibu-Systems einen Informationstag zum Thema IT-Security in der Fertigung.

    mehr lesen: Wibu-Systems lädt zum Informationstag

  • Mehr als 5.000 Besucher kamen zur Maintenance

    Mehr als 5.000 Besucher kamen zur Maintenance

    Mit einem Besucherzuwachs von 25 Prozent ziehen die Veranstalter der Messen Maintenance und Pumps & Valves ein positives Fazit und wollen die Veranstaltung auch im nächsten Jahr zeitgleich ausrichten.

    mehr lesen: Mehr als 5.000 Besucher kamen zur Maintenance

  • 8 von 10 Betrugsspezialisten wollen bis 2025 generative KI einsetzen

    8 von 10 Betrugsspezialisten wollen bis 2025 generative KI einsetzen

    Generative AI könnte in den nächsten Jahren eine zentrale Rolle bei der Betrugsbekämpfung spielen. So planen 83 Prozent der Teilnehmer am Anti-Fraud Technology Benchmarking Report, die Technologie innerhalb der nächsten…

    mehr lesen: 8 von 10 Betrugsspezialisten wollen bis 2025 generative KI einsetzen

  • Zero-Trust-Konzept für 5G-Campusnetze

    Zero-Trust-Konzept für 5G-Campusnetze

    Trend Micro hat auf dem Mobile World Congress 2024 in Barcelona einen plattformbasierten Ansatz zur Absicherung von 5G-Implementierungen vorgestellt. Für solche Produkte gründete der Anbieter letztes Jahr extra die Tochtergesellschaft…

    mehr lesen: Zero-Trust-Konzept für 5G-Campusnetze

  • Konsortium will Innovationen für die Klimaneutralität beschleunigen

    Konsortium will Innovationen für die Klimaneutralität beschleunigen

    Die EU strebt bis 2050 Klimaneutralität an. Das Projekt RISEnergy (Research Infrastructure Services for Renewable Energy) soll auf dem Weg dorthin die Entwicklung von Innovationen für erneuerbare Energien bis zur…

    mehr lesen: Konsortium will Innovationen für die Klimaneutralität beschleunigen

  • Pilotprojekt erforscht Kreislaufwirtschaft in der Fahrzeugproduktion

    Pilotprojekt erforscht Kreislaufwirtschaft in der Fahrzeugproduktion

    Wie eine nachhaltige und ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft für kleine und leichte Elektrofahrzeuge bzw. Leichtkraftfahrzeuge aussehen kann, erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Bergischen Universität Wuppertal sowie der Hochschule Bochum im Projekt Pilot4CircuLEV.

    mehr lesen: Pilotprojekt erforscht Kreislaufwirtschaft in der Fahrzeugproduktion

  • VDI setzt Mentoringprogramm für ausländische Ingenieure auf

    VDI setzt Mentoringprogramm für ausländische Ingenieure auf

    Mit dem Projekt Xpand will der VDI ein Mentoring-Programm etablieren, das Ingenieure und Ingenieurinnen ausländischer Herkunft bei der Integration in den Arbeitsmarkt unterstützen soll.

    mehr lesen: VDI setzt Mentoringprogramm für ausländische Ingenieure auf

  • Neues Fachforum auf der Rapid.Tech 3D

    Neues Fachforum auf der Rapid.Tech 3D

    Mit der Veranstaltung AM4industry widmet die Rapid-Tech 3D Trendthemen rund um den industriellen 3D-Druck ein eigenes Fachforum. Initiator und Organisator ist die VDMA-Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing.

    mehr lesen: Neues Fachforum auf der Rapid.Tech 3D

  • Morten Wierod wird ABB-CEO

    Morten Wierod wird ABB-CEO

    Mit Wirkung zum ersten August wird Morten Wierod CEO bei ABB. Er folgt damit auf Björn Rosengren, der das Unternehmen zum Jahresende verlässt.

    mehr lesen: Morten Wierod wird ABB-CEO