{"id":18750,"date":"2020-08-12T12:37:25","date_gmt":"2020-08-12T10:37:25","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/?p=18750"},"modified":"2022-03-09T15:11:02","modified_gmt":"2022-03-09T14:11:02","slug":"edge-hardware-fuer-die-industrie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/expertentipps\/edge-hardware-fuer-die-industrie\/","title":{"rendered":"Edge-Hardware f\u00fcr die Industrie"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>In den vorangegangenen zwei Beitr\u00e4gen dieser Artikelserie ging es darum, <a rel=\"noreferrer noopener\" aria-label=\"was Edge Computing bedeutet (opens in a new tab)\" href=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/techtrends\/edge-computing-keine-randerscheinung\/\" target=\"_blank\">was Edge Computing bedeutet<\/a> und was bei der <a href=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/techtrends\/edge-hardware-edge-server-edge-datacenter-ein-ueberblick\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\" aria-label=\"Auswahl von Hardware f\u00fcr die Edge zu beachten (opens in a new tab)\">Auswahl von Hardware f\u00fcr die Edge zu beachten<\/a> ist. Der dritte und letzte Teil soll beleuchten, warum Edge Computing gerade f\u00fcr das produzierende Gewerbe und Logistik eine gro\u00dfe Bedeutung hat und wo die Herausforderungen liegen, um Edge-Systeme im industriellen und produktionsnahen Umfeld erfolgreich zu etablieren.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<span class=\"dropcap\">E<\/span>dge Computing ist in der Industrie mit den Begriffen Industrial Internet of Things (IIoT), Industrie 4.0 oder auch mit dem sehr allgemeinen Schlagwort von der &#8222;Digitalisierung&#8220; verkn\u00fcpft. Gleichbedeutend sind all diese Begriffe allerdings nicht. Edge Computing ist vielmehr eines von mehreren Mitteln, um die Produktion fit f\u00fcr das digitale Zeitalter zu machen. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Ziele von Digitalisierung der Produktion<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>In der Regel sollen durch verst\u00e4rkten IT-Einsatz eines oder mehrere der folgenden drei allgemeinen Ziele erreicht werden: <\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><strong>Flexibilisierung der Produktion<\/strong> <br>\n-&gt; durch schnellere Reaktion auf Kundenanforderungen, kleinere Losgr\u00f6\u00dfen\noder <em>Manufacturing as a Service <\/em>(MaaS).<\/li><li><strong>Optimierung der Produktionsabl\u00e4ufe<\/strong> <br>\n-&gt; beispielsweise mittels Vernetzung von Anlagen, Datenanalysen oder\nst\u00e4rkere Automatisierung in der Produktionssteuerung.<\/li><li><strong>Erh\u00f6hung der Zuverl\u00e4ssigkeit und Qualit\u00e4t<\/strong>\n<br>\n-&gt; etwa durch bessere \u00dcberwachung und Auswertung von Maschinendaten\n(Predictive Maintainance), Automatisierung und KI-Methoden in der\nQualit\u00e4tskontrolle.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h2 id=\"sensorik\"><strong>Sensorik und Steuerung zwischen Vielfalt und Wildwuchs<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Dabei fallen Daten aus unterschiedlichen Quellen an, wobei\ndie entsprechenden Schnittstellen \u2013 auch hardwareseitig \u2013 oft erst noch\ngeschaffen werden m\u00fcssen. Edge-Systemen f\u00e4llt dann die Rolle des <em>&#8222;Vermittlers&#8220;<\/em>\nzwischen der IT und der so genannten <em>Operation Technology<\/em> (OT) zu, also\nSteuerungen und Sensorik, die mit v\u00f6llig anderer Hardware und nach anderen\nPrinzipien arbeiten wie die IT.<\/p>\n\n\n\n<p>Dazu kommt die fehlende Standardisierung. Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) unterschiedlicher Hersteller sind untereinander selten kompatibel. Auf der \u00dcbertragungsseite kommt statt des gewohnten Ethernet\/TCP\/IP-Stacks eine Vielzahl unterschiedlicher Bus-Systeme zur Daten\u00fcbertragung zum Einsatz. Und in nicht wenigen Maschinen und Anlagen steckt sogar noch komplett analoge Sensorik.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Vielf\u00e4ltige Anforderungen an Digitalisierung<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Ebenso vielf\u00e4ltig wie die Technik sind die Anforderungen,\ndie sich aus der Art der Daten und ihrer Weiterverarbeitung ergeben. Hierzu\neinige Beispiele: <\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Unterschiedliche Schwerpunkte bei Kameras<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Zur <strong>Qualit\u00e4tskontrolle bei der Werkst\u00fcckfertigung<\/strong> kommen oft Hochleistungskameras zum Einsatz. Diese liefern gro\u00dfe Datenmengen in kurzer Zeit. <strong>Bandbreite und Speicherkapazit\u00e4t<\/strong> auf dem Edge-System stehen also hier im Vordergrund. Anders <strong>bei Kamerasystemen, die beispielsweise nur Barcodes<\/strong>, Schrift oder festgelegte Details <strong>erfassen.<\/strong> Hier kann die Vorverarbeitung direkt auf dem Edge-System erfolgen. Es ist dann also die <strong>Rechenleistung des Systems entscheidender<\/strong> als die Speicherkapazit\u00e4t. Hohe I\/O-Leistung ist nur noch einseitig von der Kamera zum Edge-System wichtig. <\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Verarbeitung von Sensordaten<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Sollen <strong>Sensordaten aus Anlagen zur Steuerung<\/strong> verwendet werden, ist die <strong>Latenz bis hin zur Echtzeitf\u00e4higkeit <\/strong>das entscheidende Kriterium. <strong>Sensordaten etwa aus der Lagerlogistik<\/strong> hingegen erfordern weder hohe Latenz noch Bandbreite. Daf\u00fcr ist <strong>gro\u00dfe Reichweite bei drahtloser \u00dcbertragung<\/strong> und vielleicht auch ein <strong>geringer Strombedarf<\/strong> der Sensoren erforderlich.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Weitere Anforderungen an die Edge<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Hinzu kommen unterschiedliche Anforderungen an die <strong>Verf\u00fcgbarkeit\nund Sicherheit<\/strong> und unter Umst\u00e4nden noch weitere Erfordernisse, etwa <strong>Einschr\u00e4nkungen\nbeim Formfaktor der Hardware<\/strong>, wenn ein Einbau in Schaltschr\u00e4nke n\u00f6tig ist. <strong>Staub,\nFeuchtigkeit oder Vibrationen<\/strong> k\u00f6nnen die Verwendung von <strong>besonders\ngesch\u00fctzten Servern<\/strong> erzwingen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Offenheit und Flexibilit\u00e4t bei Software und Hardware<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Auf der Protokoll-Ebene sollten nach M\u00f6glichkeit offene Standards, bestenfalls sogar Open-Source-L\u00f6sungen eingesetzt werden. Das wird zwar in vielen F\u00e4llen nicht \u00fcber den kompletten Stack hinweg m\u00f6glich sein, da vorhandene Technologien zu ber\u00fccksichtigen sind. Jedoch kann eine zu fr\u00fche Bindung an komplexe propriet\u00e4re Systeme vor allem bei kleineren, abgegrenzten Use Cases die sp\u00e4tere Weiterentwicklung und Integration behindern oder deren Kosten in die H\u00f6he treiben. Denn oft sind es auch zun\u00e4chst punktuelle Eins\u00e4tze von Sensorik, Datenerfassung und -Auswertung, die Einsparungen, Verbesserungen im Produktionsablauf oder h\u00f6here Flexibilit\u00e4t bringen. Hier ist eine gewisse Hands-On-Mentalit\u00e4t in der Umsetzung sinnvoll. Jedoch darf das nicht zu Lasten sp\u00e4terer Integration gehen. Auch hier sind <a rel=\"noreferrer noopener\" aria-label=\" (opens in a new tab)\" href=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/produkte\/einsatzzweck\/edge-computing\/edge-computing-devices.html\" target=\"_blank\"><strong>Edge-Systeme<\/strong><\/a> als Mittler zwischen den Protokoll-Welten gefragt. <\/p>\n\n\n&nbsp;<span id=\"attachment_18800\" style=\"width: 1034px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/IoT_Gateway_TKmag1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-18800 size-full\" src=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/IoT_Gateway_TKmag1.jpg\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"800\" srcset=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/IoT_Gateway_TKmag1.jpg 1024w, https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/IoT_Gateway_TKmag1-200x156.jpg 200w, https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/IoT_Gateway_TKmag1-300x234.jpg 300w, https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/IoT_Gateway_TKmag1-768x600.jpg 768w, https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/IoT_Gateway_TKmag1-820x641.jpg 820w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><br><span class=\"wp-caption-text\">Edge-Systeme wie dieser IoT-Gateway beruhen auf Standard-Komponenten, sind aber durch individuelle Schnittstellen genau an ihre Aufgaben angepasst.<\/span><\/span>\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Was f\u00fcr den Software-Stack gilt, gilt sinngem\u00e4\u00df auch f\u00fcr die Hardware. Hier spricht viel f\u00fcr die Verwendung von Standard-Servertechnik, die je nach Anforderungsprofil individuell f\u00fcr den Einsatz als Edge-System fit gemacht wird: Mit Schnittstellen zu Feldbus-Systemen wie CAN, ModBus oder Profinet, Analog-Digitalwandlern, Interfaces f\u00fcr drahtlose Kommunikation oder Anpassungen im Geh\u00e4use-Design, um nur einige Beispiele zu nennen.<\/p>\n\n\n\n<p><div style=\"background-color: #f2f2f2; padding: 15px; height: auto; vertical-align: middle;\">\n<div style=\"display: inline-block; background-color: #f2f2f2; margin-right: 15px; vertical-align: middle; width: 80px; height: auto;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-8932\" src=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/Logo_Shop_TKmag_klein.png\" alt=\"Logo_Shop_TKmag_klein\" width=\"78\" height=\"26\"><\/div>\n<div style=\"display: inline-block; background-color: #000000; vertical-align: middle; width: 1px; height: 27px;\">&nbsp;<\/div>\n\n<div style=\"display: inline-block; background-color: #f2f2f2; margin-left: 15px; vertical-align: middle; width: 80%;\">Bei Thomas-Krenn finden Sie f\u00fcr<strong> <a href=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/produkte\/einsatzzweck\/edge-computing.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Edge Computing<\/a><\/strong> unterschiedliche Server-Systeme &#8211; von Edge Devices, \u00fcber Edge Datacenter bis hin zu  <strong> <a href=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/leistungen\/systems-engineering.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">speziellen Sonderl\u00f6sungen<\/a><\/strong>.<\/div>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Digitalisierung in Industrie vs. klassische IT-Projekte<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Das alles zeigt, dass bei der Planung von Digitalisierungsprojekten in der Industrie Hardware-Aspekte wesentlich komplexer sind als bei klassischen IT-Projekten. Server-Anbieter sollten deshalb fr\u00fchzeitig in die Planung einbezogen werden. Sowohl f\u00fcr Anwender als auch auf der Anbieterseite sind dabei Kooperation und ein funktionierendes Netzwerk f\u00fcr den Aufbau von Know-how und die Auswertung von Erfahrungen wichtig. Thomas-Krenn ist beispielsweise Mitglied im Industry Business Network 4.0 e.V, einem als Verein organisierten Netzwerk von Fertigungsbetrieben, Software-Herstellern, und Automatisierungs-Spezialisten unter Beteiligung der Fraunhofer-Gesellschaft und des T\u00dcV S\u00fcd.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"fazit\"><strong>Fazit: Edge Industrie-Server<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Edge-Systeme sind im Industrie-Umfeld die Vermittler zwischen Operation Technology und Public- bzw. Private Cloud. Standard-Servertechnik sollte die Basis f\u00fcr Edge-Server bilden. Meist sind jedoch individuelle Anpassungen notwendig. F\u00fcr den Erfolg des Digitalisierungsprojekts ist dabei eine partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen Kunden, Integratoren und Hardware-Anbietern entscheidend.<\/p>\n\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In den vorangegangenen zwei Beitr\u00e4gen dieser Artikelserie ging es darum, was Edge Computing bedeutet und was bei der Auswahl von Hardware f\u00fcr die Edge zu beachten ist. 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