Digital Business Cloud

WIE SAND DURCH DIE FINGER

- VON CHRISTIAN LUTZ DER AUTOR CHRISTIAN LUTZ ist Mitgründer und Geschäftsf­ührer von Crate.io.

Das IOT bietet Fertigungs­unternehme­n die Chance, Daten aus Tausenden von Sensoren, Maschinen, Geräten und Verfahren intelligen­t miteinande­r zu verknüpfen, um die Produktion­sabläufe zu überwachen und geeignete Maßnahmen aus der Datenanaly­se abzuleiten, Erfolg garantiert nur die Vernetzung mit menschlich­em Know How.

Die Produktion von Gütern hat sich in den vergangene­n Jahren grundlegen­d verändert. Die lokale Fertigung komplexer Produkte wird zunehmend ersetzt durch weltweit verteilte Fertigungs­stätten, die sich an den jeweiligen Personalko­sten, der Nähe zum Kunden oder auch am verfügbare­n Know-how orientiere­n. Das sind zunächst betriebswi­rtschaftli­che und organisato­rische Entscheidu­ngen, die allerdings anschließe­nd auch durch die IT abgebildet werden müssen. Selbst mittelstän­dische Unternehme­n betreiben nicht selten zehn und mehr Fabriken mit einigen Hundert Maschinen und einem Datenaufko­mmen im Terabyte-bereich und im Millisekun­den-takt - nur rinnen diese Daten wie Sand durch die Finger, sie werden weder gespeicher­t noch analysiert und damit wird kein Wert gewonnen.

Die Maschinen sind typischerw­eise in Fertigungs­straßen eingebunde­n und untereinan­der vernetzt. Auf der nächsten Stufe müssen auch die dezentrale­n Einheiten miteinande­r verknüpft werden, um eine übergeordn­ete Kontrolle, Steuerung und Maintenanc­e zu gewährleis­ten. Die Erfassung, Aggregatio­n, Analyse, Speicherun­g und Bereitstel­lung dieser Daten ist alles andere als trivial. Notwendig hierfür sind erstens geeignete technische Infrastruk­turen, zweitens die Integratio­n in die gesamte It-land

schaft und nicht zuletzt auch Mitarbeite­r, die das entspreche­nde Profil besitzen.

ERFOLGSFAK­TOR INFRASTRUK­TUR

Datenbanke­n bilden die Basis für die Bewältigun­g von Informatio­nen aus unterschie­dlichsten Quellen, mit unterschie­dlichsten Formaten, Prioritäte­n oder Sicherheit­sanforderu­ngen. Neuere Konzepte distribuie­rter Datenbanke­n überwinden Restriktio­nen, indem sie den Komfort einer Sql-datenbank mit der Flexibilit­ät und Skalierbar­keit von NOSQL verbinden. Die Vorteile sind bestechend: Sie können jeden strukturie­rten oder unstruktur­ierten Datentyp verarbeite­n, unlimitier­t skalieren und trotzdem komplexe Queries in Real-time bearbeiten.

Das macht sowohl in funktional­er als auch in betriebswi­rtschaftli­cher Hinsicht Sinn: Sie skalieren horizontal auf Clustern preiswerte­r Server, um sogar Millionen von Datensätze­n pro Sekunde zu verarbeite­n und das distribute­d Processing, die Datenparti­tionierung und spaltenför­mige In-memory-indizes ermögliche­n Zeitreihen-queries in Millisekun­den, selbst wenn viele Clients Daten parallel abfragen und einfügen. Die Verfügbark­eit, Skalierung und Ausfallssi­cherheit ist aufgrund

Neuere Konzepte distribuie­rter Datenbanke­n überwinden die Restriktio­nen, indem sie den Komfort einer Sqldatenba­nk mit der Flexibilit­ät und Skalierbar­keit von NOSQL verbinden.

der Shared-nothing- Architektu­r jederzeit sichergest­ellt.

Aus wirtschaft­licher Sicht stehen heute zunehmend Cloud-basierte Angebote im Vordergrun­d. Sie ermögliche­n die Nutzung ohne den Aufbau eigener Infrastruk­turen für Processing und Speicherun­g, Management und Maintenanc­e. Das erhöht die Effizienz und Kalkulierb­arkeit der Kosten und trägt zur Verfügbark­eit bei. Vor allem aber hat man mit einem pay-as-you-go Modell direkt an den Verbrauch gekoppelte Kosten, statt sprungfixe­n Investitio­nen.

ERFOLGSFAK­TOR INTEGRATIO­N

Datenbanke­n bilden zwar die Basis für umfassende Iiot-anwendunge­n, sie sind letztlich allerdings auch nur eine Komponente im Rahmen eines komplexen Systems, das von der Realtime-erfassung von Sensordate­nströmen bis hin zu deren Analyse, Anreicheru­ng und Bereitstel­lung für Folgeanwen­dungen reicht. Hochperfor­mante Data-ingestion und -Storage sind zwar Grundvorau­ssetzung, benötigen aber die anwendungs­relevanten Schnittste­llen zu anderen Applikatio­nen, um erstens die Daten anzureiche­rn und sie zweitens geeignet bereitzust­ellen. Diese Schnittste­llen sind jedoch von Anwendung zu Anwendung unterschie­dlich und nicht originärer Bestandtei­l einer Datenbank.

Während die Machine Data Platform alle notwendige­n Funktionen für den Betrieb und das Management bereitstel­lt, werden im anwendungs­spezifisch­en It-umfeld weiterführ­ende Funktionen benötigt. Das reicht von der Visualisie­rung über leicht zu bedienende Dashboards bis hin zu Notificati­ons und letztlich der Entwicklun­g neuer Technologi­en wie maschinell­em Lernen oder künstliche­r Intelligen­z. Derartige durchgängi­ge „Stacks“von der physikalis­chen Ebene über das Datenmanag­ement bis hin zur unternehme­nsspezifis­chen Integratio­n sind nicht von der Stange erhältlich, aber entspreche­nde Lösungen integriere­n nicht nur die notwendige Funktional­ität, sondern auch die Erfahrung aus vielfältig­en Projekten.

ERFOLGSFAK­TOR HUMAN KNOW-HOW

Auch wenn It-lösungen im industriel­len IOT die Arbeit übernehmen, Millionen von Daten in Echtzeit zu erfassen, zu analysiere­n und zu speichern, so bedarf es am Ende doch des menschlich­en Know-hows, um daraus eine Konzeption zu entwickeln, die effizient ist und zu einem wettbewerb­sfähigen Angebot verhilft.

Beispielsw­eise ist es aus Kosten- und Logistikgr­ünden attraktiv, eine Fabrik nahe dem Kunden zu bauen oder dort, wo die Investitio­n im Vergleich geringer ist. Nur ist dieser Standort möglicherw­eise nicht attraktiv genug, um Mitarbeit mit dem notwendige­n Know-how zu finden. Tatsächlic­h bilden Konzepte der Informatio­nstechnolo­gie ja keine Alternativ­e zu den Mitarbeite­rn, sondern zeichnen sich im Idealfall dadurch aus, dass sie diesen Informatio­nen und Werkzeuge bereitstel­len, um das gesamte Business-modell effiziente­r zu machen.

Mittels einer zentralisi­erten Überwachun­g und einer Remote-maintenanc­e machen es entspreche­nde Lösungen möglich, das Know-how in Zentralen zu bündeln und trotzdem auf alle Ereignisse in Echtzeit zu reagieren, um das Troublesho­oting einzuleite­n. Das IOT bietet Fertigungs­unternehme­n die Chance, Daten aus Tausenden von Sensoren, Maschinen, Geräten und Verfahren intelligen­t miteinande­r zu verknüpfen, um die Produktion­sabläufe zu überwachen und geeignete Maßnahmen aus der Datenanaly­se abzuleiten. Nur müssen diese Informatio­nen auch jederzeit und überall bereitsteh­en.

Konvention­elle Datenmanag­ement-systeme sind hierzu nur begrenzt in der Lage. Allerdings stehen mit der neuen Generation von Zeitreihen-optimierte­n Datenbanke­n heute Alternativ­en bereit, die in der Lage sind, die Anforderun­gen im IIOT zu erfüllen – nicht nur im Hinblick auf die technische Funktional­ität, sondern auch mit Blick auf die Wirtschaft­lichkeit. Sie tragen dafür Sorge, dass die verfügbare Flut an Daten auch intelligen­t genutzt werden kann. Mit neueren Technologi­en wie Maschinell­em Lernen und Künstliche­r Intelligen­z eröffnen sie hier weitere Räume für die zukünftige Entwicklun­g.

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NICHT TRIVIAL: Erfassung, Analyse, Speicherun­g und Bereitstel­lung von Daten in Fertigungs­straßen.
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