IoT-Software-Framework SUSiEtec

Andrea Gillhuber,

Vom Sensor bis in die Cloud

Systemintegratoren und Automatisierer stehen aufgrund der zunehmenden Vernetzung von Maschinen und Computersystemen vor der Herausforderung, neue IoT-Infrastrukturen zu schaffen oder bestehende zu erweitern. Das IoT Software Framework „SUSiEtec“ gewährleistet eine solche Verbindung und fungiert als Bindeglied zwischen Geräten und der Cloud. 

Neue IoT-Infrastrukturen schaffen und bestehende erweitern. © shutterstock.com – vs148

Noch vor kurzem boten Hardware-Hersteller allenfalls das Betriebssystem und ein passendes Board Support Package. Der Embedded-Spezialist Kontron kann aufgrund des Verbunds innerhalb der S&T Gruppe mit der Schwesterfirma S&T Technologies mittlerweile auch ein umfassendes Portfolio an Software-Komponenten und Services zur Vernetzung auf Basis von SUSiEtec anbieten. SUSiEtec steht für „S&T‘s User focused Solutions for IoT Embedded“, also spezielle nutzerorienterte Embedded-Lösungen im IoT-Bereich, und fügt die IoT-Infrastruktur – vom Sensor beziehungsweise Aktor über den Edge Computer und die Embedded Cloud bis zur Private oder Public Cloud – wie Puzzleteile zusammen und verbindet diese zu einem Gesamtpaket. Dies beinhaltet auch Embedded- (On-Premises/Private) und Public-Cloud-Einbindungen sowie Hosting.

Die S&T war bis zur Übernahme von Kontron im Jahr 2017 ein klassisches Systemhaus mit Fokus auf IT-Dienstleistungen. Da Cloud Computing und Connected Devices in der IT schon länger etabliert sind, konnte die S&T in diesem Bereich bereits jahrelang fundierte Erfahrungen sammeln. Als weitere Tochter der S&T Gruppe profitiert nun auch Kontron als Anbieter industrieller Embedded/IoT-Module, -Boards und -Systeme davon. Die Zusammenarbeit der beiden Konzernschwestern schafft die Verbindung zwischen der Feldebene, in der Embedded-Computer-Technologie in vielen Maschinen bereits etabliert, auch OT genannt, und der Unternehmens-IT, einschließlich Cloud. Die Fähigkeit, OT (Operational Technology) und IT (Information Technology) im Zeitalter von Industrie 4.0 aus einer Hand anbieten zu können, wird nun mit SUSiEtec adressiert.

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Vernetzung von Hardware und IT zur Smart Factory

Für Unternehmen, die ihre Anlagen vernetzen wollen, sind Public Clouds, wie Microsoft Azure oder Amazon Web Services sie bieten, auf den ersten Blick von Vorteil, da sich die Unternehmen nicht selbst um den Aufbau und Betrieb der Infrastruktur kümmern müssen. Damit entfallen rund 50 Prozent des Aufwands. Die Nutzung einer Public Cloud im IIoT-Bereich erfordert eine realistische, differenzierte Betrachtung, und ihre Eignung hängt sehr von der Anwendung ab. Das gilt insbesondere für Branchen, in denen Bruchteile von Sekunden bei der Maschinensteuerung ausschlaggebend sind, oder Echtzeitauswertungen von Daten für schnelle Entscheidungsprozsse, zum Beispiel im Rahmen von Machine Learning an der Maschine gefragt sind. Die etablierten Clouds weisen mittlerweile ein sehr großes Leistungsspektrum auf. Limitierungen in puncto Bandbreite und Latenzzeiten bleiben jedoch noch auf absehbare Zeit bestehen. Das Konzept der „Digital Twins“ in der Cloud für Maschinen ist sicher zukunftsweisend, aber derzeit für die meisten Branchen noch keine echte Alternative zur Maschinensteuerung vor Ort. Zudem fühlen sich viele Unternehmen – nicht nur in Deutschland – nach wie vor sicherer, wenn sie ihre Daten traditionell auch physisch im Haus behalten. Anstatt alles in die Cloud auszulagern, gilt bei vielen Unternehmen das Motto: Nur Daten, die weder sicherheitsrelevant noch zeitkritisch sind, kommen in die Cloud.

Auf den zweiten Blick fällt auf, dass die großen Cloud-Provider nicht darauf eingestellt sind, für ihre Kunden individuelle Anpassungen vorzunehmen. Sie bieten nur ein Basisprodukt; ein individueller Zuschnitt auf die Kundenwünsche und -bedürfnisse ist nicht vorgesehen. Hier kommen Kontron und die S&T Technologies mit SUSiEtec ins Spiel. Was bei Betriebssystemen das Board Support Package ist, ist bei der Cloud die Netz-Adaption, die Kontron beziehungsweise S&T Technologies mit SUSiEtec übernehmen. Hierbei kann der Anwender auf das modular aufgebaute Software-Framework zugreifen und dabei nur diese Elemente einsetzen, die für seine individuelle Lösung benötigt werden.

„From Edge to Fog to Cloud“ – sicher, schnell und flexibel

Auf der SPS IPC Drives 2018 gaben Berhard Günthner (Geschäftsführer S&T Technologies) und Russel Agrusa (CEO Iconics) die Partnerschaft der Unternehmen bekannt: Durch die Integration von SCADA-Funktionalitäten in das SUSiEtec IoT Software Framework wird die Visualisierung komplexer Prozesse der Industrie 4.0 in der Cloud ermöglicht. © S&T Technologies

SUSiEtec unterstützt den „From Edge to Fog to Cloud“-Ansatz. Das heißt, dass Unternehmen ihre Daten genau dort auswerten, wo es notwendig ist. Weitergehende Verarbeitung oder historische Daten werden – sofern keine Sicherheitsbedenken dagegen sprechen – in die Cloud verlagert. Am Rande des Netzwerks, der sogenannten Edge, werden Daten erfasst und durch intelligente IoT-Devices und Edge Analytics für die Maschinensteuerung ausgewertet und gefiltert. Nur für die weitere Auswertung wichtige Daten werden in die Embedded Cloud, also die produktionsnahe firmeninterne On-Premises/Private Cloud, weitergeleitet. Sofern dann noch notwendig, können gefilterte und weniger zeitkritische Daten in eine Public Cloud ausgelagert werden.

Kontron hat Microsoft Azure als bevorzugte Plattform für IIoT-Lösungen gewählt. SUSiEtec hebt damit die herkömmlichen Grenzen zwischen Datenerfassung, -verarbeitung und -bereitstellung auf, wodurch die Integration von IT und OT möglich wird. SUSiEtec ist komplett in den Gateway-, Fog-Computing- und Server-Plattformen von Kontron integriert. Die meisten sind bereits heute „Azure Certified for IoT“.

Mit Microsoft Azure IoT Edge und SUSiEtec wird Anwendern die nahtlose Skalierbarkeit der Rechenleistung zwischen Computing-Ressourcen am Device, in der Embedded Cloud, im On-Premises-Rechenzentrum oder in der Public Cloud ermöglicht. Hierdurch können sie beispielsweise dynamisch entscheiden, wo die Datenanalyse erfolgen soll – je nachdem, welches Sicherheits- oder Leistungniveau erwünscht ist. Für die Anpassung der Applikations-Landschaft an den „From Edge to Fog to Cloud“-Ansatz beim Anwender nutzen beide Unternehmen die Container-Technik. Bei dieser Technik, zum Beispiel mit Docker als Technologiebasis, wird die Anwendung mitsamt ihrer Abhängigkeiten isoliert und kann dann wie eine Datei von System zu System verschoben werden und unabhängig von der Hardware laufen. SUSiEtec übernimmt dabei auch die „Containerisierung“ bestehender Anwendungen.

Brownfield-Integration als Einstieg ins IIoT

Im Umfeld von Industrie-4.0-Anwendungen übernimmt SUSiEtec die Analyse und Verarbeitung der dabei entstehenden Daten und löst die bisherigen Grenzen zwischen Datenerzeugung, Datenverarbeitung und Datenbereitstellung auf. © Kontron

In den meisten Anwendungsfällen gilt es eine bereits bestehende, im Feld installierte Infrastruktur, so genannte Brownfield, mit einer zentralen Stelle zu vernetzen. Dies ist auf den ersten Blick eine triviale Aufgabenstellung, birgt jedoch im Detail einige Herausforderungen. Hier müssen beispielsweise verschiedene im Feld befindliche Produktvarianten unter Berücksichtigung nicht veränderbarer Bedingungen und Betriebsszenarien sicher ins IIoT gebracht werden. Denn im Gegensatz zu neu gebauten Fabriken, so genannte Greenfield, in denen einfach neue IIoT-fähige Maschinen aufgestellt werden können, müssen bei bestehender Infrastruktur diese erst IIoT-fähig gemacht werden. SUSiEtec stellt in derartigen Szenarien in Verbindung mit Kontron-Gateways eine skalierbare Lösung dar, um die Anbindung schon bestehender Maschinen in ein Netzwerk zu realisieren, und diese so „smart“ zu machen.

SCADA-Funktionen auf mobilen GerTen

Um Anwendern noch umfangreichere Funktionen anbieten zu können, hat S&T Technologies im November 2018 eine Partnerschaft mit Iconics geschlossen. Damit werden bewährte SCADA-Funktionen mit SUSiEtec Cloud-fähig gemacht und bringen so einen weiteren Vorteil für die Industrie-4.0-Kunden. Vor allem im Automatisierungsumfeld lassen sich damit komplexe Prozesse in der Cloud visualisieren. Der sichere Zugriff auf Maschinendaten kann damit praktisch über jedes Endgerät erfolgen. Anwender profitieren so von der über 30-jährigen Erfahrung von Iconics bei der Visualisierung komplexer Prozesse in Verbindung mit dem IoT-Software-Framework für IIoT-Anwendungen. Damit können Anlagen über Dashboards auch an mobilen Endgeräten intuitiv überwacht und kontrolliert werden. Zudem lassen sich umfangreiche Analyseapplikationen nutzen, um digitalisierte Werte für verschiedene Bereiche wie Qualität, Service und Energie anzuzeigen.

Die Herausforderung bei vielen Industrie-4.0- und Cloud-Projekten liegt darin, dass die Anwender am Anfang oft selbst noch nicht wissen, wo die Reise einmal hingehen soll, welche Möglichkeiten eine Cloud bereitstellt und wo welche Daten liegen sollen. Oft genug tauchen Detailfragen auch erst im Laufe eines Projekts auf und führen dann zu zusätzlichem Aufwand. Auch dies ist ein Punkt, wo die Erfahrung eines Software-Anbieters wie S&T Technologies hilft, den Aufwand realistisch abzuschätzen.

Da sich die Anforderungen an die Vernetzung bei jedem Anwender und von Projekt zu Projekt unterscheiden, ist SUSiEtec kein standardisiertes Produkt, sondern eine Mischung aus Beratung, Entwicklungs-Dienstleistung und Software. Mit einem Starterkit wird der Einstieg in das Edge, Fog und Cloud Computing in der Fertigung und/oder in Produkten erleichtert. Das Starterkit umfasst vier Bausteine: die Erarbeitung eines individuellen Fragenpakets, Analyse und Bestandsaufnahme vor Ort, die Erarbeitung eines konkreten Konzepts sowie die Präsentation von Architekturkonzept, Aufwandsabschätzung und den Zeitplan für eine Realisierung.

Bernhard Günthner, Geschäftsführer bei S&T Technologies

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