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



  • Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

    Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

    Q.beyond will sein Cyber-Security-Angebot durch eine Partnerschaft mit Northwave stärken. Beide Unternehmen haben zuvor bereits in Kundenprojekten zusammengearbeitet.

    mehr lesen: Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

  • Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

    Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

    Mit dem Strategiepapier ‘Cyber Security Design Principles‘ will die Open Industry 4.0 Alliance darüber informieren, wie Unternehmen das Thema Sicherheit von der Werkshalle bis zur Cloud umsetzen können.

    mehr lesen: Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

  • Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

    Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

    Aus dem Industrie-4.0-Barometer der Management- und IT-Beratung MHP geht hervor, dass sich die Position eines CIO in der Geschäftsführung positiv auf Umsetzung von Industrie-4.0-Ansätzen auswirkt.

    mehr lesen: Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

  • 1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

    1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

    231.000 offene Stellen weniger als im vierten Quartal 2019 verzeichnet das Institut für Arbeitsmarkt und Berufsforschung in der aktuellen Stellenerhebung. Demnach ist die Zahl der offenen Stellen gegenüber dem dritten…

    mehr lesen: 1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

  • Energiesparen im Homeoffice

    Energiesparen im Homeoffice

    Die vermehrte Arbeit im Homeoffice reduziert die CO2-Emissionen, die beispielsweise durch Pendeln entstehen. Auf der anderen Seite steigt der Stromverbrauch zuhause. Wie dieser reduziert werden kann, zeigen Tipps der Fachgemeinschaft…

    mehr lesen: Energiesparen im Homeoffice

  • Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

    Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

    Nach 90,3 Punkten im Januar ist der Ifo-Geschäftsklimaindex im Februar gestiegen. Die Unternehmen schätzen dabei nicht nur die aktuelle Lage besser ein sondern sind auch mit Blick auf die kommenden…

    mehr lesen: Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

  • Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

    Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

    Die weltweite Corona-Krise hat auch zu hohen Exporteinbußen der Maschinen- und Anlagenbauer geführt. Im Jahr 2020 wurden aus Deutschland Maschinen und Anlagen im Wert von 160 Milliarden Euro exportiert und…

    mehr lesen: Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

  • Firewall für industrielle Infrastrukturen und Betriebsumgebungen

    Firewall für industrielle Infrastrukturen und Betriebsumgebungen

    Das Unternehmen Stormshield, Anbieter von Cybersicherheit für kritische Infrastrukturen, sensible Daten und Betriebsumgebungen, hat sein Lösungsportfolio um eine neue Industrie-Firewall erweitert.

    mehr lesen: Firewall für industrielle Infrastrukturen und Betriebsumgebungen

  • Andreas Zipser erweitert den Vorstand bei Easy Software

    Andreas Zipser erweitert den Vorstand bei Easy Software

    Easy Software bekommt einen neuen Chef. Zum 1. März wird Andreas Zipser zum CEO des Softwareanbieters.

    mehr lesen: Andreas Zipser erweitert den Vorstand bei Easy Software

  • IT-Sicherheitsgesetz 2.0 soll Cybersicherheit erhöhen

    IT-Sicherheitsgesetz 2.0 soll Cybersicherheit erhöhen

    Das neue IT-Sicherheitsgesetz 2.0 des Bundesinnenministeriums steht kurz vor der Verabschiedung. Es sieht unter anderem Veränderungen im Zusammenhang mit dem Schutz kritischer Infrastrukturen (KRITIS) vor.

    mehr lesen: IT-Sicherheitsgesetz 2.0 soll Cybersicherheit erhöhen

  • Softwareplattform für vernetzte Fahrzeuge

    Softwareplattform für vernetzte Fahrzeuge

    Bosch und Microsoft wollen eine Softwareplattform für die nahtlose Vernetzung von Autos und Cloud entwickeln.

    mehr lesen: Softwareplattform für vernetzte Fahrzeuge

  • Automatisierte Cyberangriffe auf Webanwendungen

    Automatisierte Cyberangriffe auf Webanwendungen

    Cyberkriminelle setzen zunehmend auf Bots und Automatisierung, um ihre Angriffe effizienter zu gestalten und einer Entdeckung zu entgehen. Barracuda analysierte eine zweimonatige Datenstichprobe zu Angriffen auf Webanwendungen, die von Barracuda-Systemen…

    mehr lesen: Automatisierte Cyberangriffe auf Webanwendungen