Kommentar von Bernd Groß, Cumulocity

Best Practices für das Industrial IoT

| Autor / Redakteur: Bernd Groß / Nico Litzel

Der Autor: Bernd Groß ist CEO von Cumulocity
Der Autor: Bernd Groß ist CEO von Cumulocity (Bild: Cumulocity)

Beim Industrial IoT, dem Internet der Dinge für industrielle Anwendungen, geht es um die intelligente Vernetzung einzelner Maschinen bis hin zu ganzen Produktionsstätten. Die Zusammenführung von Maschinen, Prozessen und Daten erlaubt neue Geschäftsmodelle mit Smart Devices und Services. Doch wie kann ein Unternehmen neuartige, intelligente Dienstleistungen anbieten? Wie schafft es den Einstieg in das Industrial IoT? Die folgenden Best Practices geben praxisorientierte Hinweise und Hilfen beim Weg von der Idee zum Geschäftsmodell.

Das Industrial IoT (IIot) erfordert Schnelligkeit. Dauert ein Projekt deutlich länger als sechs Monate ohne erstes Ergebnis, können sich Rahmenbedingungen, aber auch die strategischen Ziele des Unternehmens schon wieder geändert haben. Das Projekt landet also in der Sackgasse. Deshalb ist Agilität in jeder Projektphase wichtig, nicht nur bei der eigentlichen Entwicklung der Lösungen. Zunächst sollte ein Pilotprojekt gestartet werden. Dabei geht es nicht darum, eine perfekt abgestimmte IoT-Anwendung, sondern ein Minimum Viable Product (MVP) zu gestalten. Es sollte alle notwendigen Kernfunktionen verwirklichen und als „Proof of Concept“ den potenziellen Wert der Lösung demonstrieren.

Agile Methoden sind ein erprobtes Hilfsmittel, um möglichst rasch Ideen zu entwickeln und in einem MVP umzusetzen. So hilft beispielsweise Design Thinking bei der Entwicklung von innovativen Ideen, Scrum unterstützt die Entwicklung und die Lean-Start-up-Methode beschleunigt den Markteintritt. Jedes Projekt im Rahmen des Industrial IoT sollte diese Werkzeuge einsetzen.

Die richtige IoT-Plattform auswählen

Auch für Pilotprojekte ist eine technisch hochwertige und leistungsfähige IoT-Plattform notwendig. Sie profitieren vom Funktionsumfang und den höheren Sicherheitsstandards der Plattformen, sodass IIoT-Projekte schneller umgesetzt werden können. Allerdings fällt die Auswahl bei einigen hundert Plattformen auf dem Markt nicht leicht. Wichtige Eckpunkte bei der Entscheidung für einen Anbieter sind schnelle Einsetzbarkeit, Skalierbarkeit sowie eine offene Plattform-Architektur, die eine Einbindung vorhandener Systeme erleichtert.

Entscheidend ist dabei eine möglichst hohe Effizienz durch automatisierte Prozesse. Einige Plattformen wie Cumulocity bieten integrierte Funktionen wie Condition Monitoring, sodass Geräte und Maschinen „Code-frei“ per Drag-and-drop gewartet oder Daten analysiert werden können. Diese Möglichkeiten erleichtern Pilotprojekte in der herstellenden Industrie sowie bei Maschinenbauunternehmen, wo sich Condition Monitoring und Predictive Maintenance inzwischen als Standardanwendung für das Industrial IoT etabliert haben.

Multi-Mandanten-Architektur nutzen

Das Datenvolumen im Industrial IoT ist riesig und es wächst ständig. Eine IoT-Lösung muss hier mitwachsen können, denn mit jedem neu eingebundenen Gerät wird die Datenmenge größer. Eine wettbewerbsfähige IoT-Plattform sollte flexibel auf dieses Wachstum reagieren. und horizontal skalierbar sein. Das Fachwort hierzu lautet Shading. Durch die Verwendung von Multi-Mandanten-Architekturen lassen sich die Daten auf der Datenbankebene pro Endkunde vollständig trennen. Dadurch wird maximale Datensicherheit gewährleistet, obwohl nur eine Single-Plattform-Architektur eingesetzt wird. Das heißt auch, dass die Betriebskosten von Anzahl der Endkunden entkoppelt sein müssen.

Ein erweiterbares Data-Sharing-Konzept einführen

Im Internet der Dinge geht es um den Austausch von Daten mit Sensoren und vernetzten Geräten. Doch die Unternehmen müssen den Blick auf die „Besitzer“ und „Benutzer“ der Daten richten. Denn viele IIoT-Anwendungen erfordern Interaktionen zwischen einer Vielzahl an Partnern und Stakeholdern, etwa in der Supply Chain. Die Unternehmen benötigen hierfür ein Data-Sharing-Konzept. In ihm wird genau festgelegt, auf welche Weise die verschiedenen Organisationseinheiten auf die Daten zugreifen können und wer welche Daten erhält. Es sollten nur die unbedingt notwendigen Daten übertragen werden. Dabei muss die Technologie für das Data Sharing so flexibel aufgebaut sein, dass sie problemlos auf neue Partner und Kunden, neue Datenstrukturen und skalierende Geschäftsmodelle erweitert werden kann.

Höchste Sicherheitsstandards verwirklichen

Die Vernetzung von Werkzeugmaschinen und Industrieanlagen mit der Cloud erfordern höchste Sicherheitsstandards. Dies bedeutet zunächst auf Infrastrukturebene, dass eine Plattform wie Cumulocity auf die Sicherheit eines Tier-4-Rechenzentrums zurückgreift.

Aber auch auf Anwendungs- und Geräteebene gibt es einiges zu beachten. Es sollte eine moderne Verschlüsselung und einer Authentifizierung und Autorisierung aller Komponenten und Benutzer stattfinden. Für Benutzer empfiehlt sich der Einsatz von Multi-Faktor-Authentifizierung, um den Missbrauch von Benutzerkonten zu verhindern.

Geräte, wie Smart Devices und IoT-Gateways sollten individuell authentifiziert werden und mit minimalen Rechten ausgestattet werden, um die Auswirkungen eines Einbruchs in ein Gerät zu reduzieren. Ebenso sollten Geräte physisch gesichert werden und keinerlei offene Ports in ein Netz außerhalb der Anlage anbieten, um keine Angriffsfläche zu bieten.

Verteilte Architektur mit Edge Computing aufbauen

Ohne die Cloud geht heutzutage nichts mehr, aber mit der Cloud allein geht nicht alles. Wegen der unkalkulierbaren Latenzzeiten für Verbindungen können nicht alle Anwendungen als reiner Cloudservice verwirklicht werden. Ein Beispiel ist Condition Monitoring, bei dem die Software auf bestimmte Alerts reagieren muss. Fehlermeldungen wie „starker Druckverlust“ oder „Überhitzung“ muss die Software in Echtzeit verarbeiten, um Sach- und Personenschäden zu vermeiden. Hierzu ist eine Analyse der Daten in der Nähe der zu überwachenden Anlagen erforderlich.

Üblicherweise wird hierbei von Edge Computing und Edge Analytics gesprochen, da sich die entsprechenden Geräte am Rand des Internets befinden. Dabei handelt es sich meist um intelligente Gateways, die die Daten in die Cloud übertragen und bereits erste Analytik-Anwendungen ausführen – etwa zur raschen Behandlung von Alerts, aber auch zur Reduktion der in die Cloud übertragenen Datenmengen. Eine entsprechende Lösung wie Cumulocity Edge bietet diese Möglichkeiten und sorgt für eine nahtlose Integration in die Cloud Services.

Multi-Vendor-Strategie umsetzen

Vor allem in den Bereichen Maschinenbau und Industrieproduktionen befinden sich die meisten Unternehmen in einer Multi-Vendor-Situation: Sie haben Anlagen und Maschinen von unterschiedlichen Herstellern. Es ist wenig sinnvoll, nur die Produktionskennzahlen von einer Maschine oder Maschinengattung zu analysieren. Deshalb sollte die angestrebte IoT-Lösung auch alle Hersteller und Anbieter unter einen Hut bringen. An diesem Punkt ist ein genauer Blick auf die Kenndaten der eingesetzten IoT-Plattform notwendig. Es ist keine triviale Aufgabe, Schnittstellen und APIs für sämtliche Herstellerstandards anzubieten. Aus Nutzersicht trennt sich hier die Spreu vom Weizen – nämlich Plattformen, die lediglich Grundfunktionen anbieten, von solchen, die unterschiedliche Devices berücksichtigen.

Multi-Protokoll-Strategie nutzen

Das Industrial IoT zeichnet sich durch eine Vielzahl an Datenübertragungsprotokollen aus. Netzwerk-Technologien wie Sigfox, LoRa oder Narrowband IoT und Protokolle wie MQTT, CoAP oder LWM2M sind für sehr unterschiedliche Anwendungsfälle ausgelegt. Es gibt in diesem Fall kein bestes Protokoll und keine optimale Lösung für alle Arten von IoT-Projekten. Obwohl in den letzten Jahren sehr viel von Standardisierung des Industrial IoT die Rede war, gibt es weder einen offiziellen noch einen De-facto-Standard. Deshalb sollte die eingesetzte Plattform mit allen gängigen Kommunikationsprotokollen kompatibel sein.

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44806713 / Infrastruktur)