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Die intelligente Edge

Industrial Edge Computing

Die intelligente Edge

30 Jun, 2018

Im letzten Artikel „Die Wahl Ihrer industriellen Cloud“ haben wir vorgeschlagen, dass die Wahl der richtigen Cloud einige Überlegungen zur entstehenden intelligenten Edge beinhalten muss. Ich schrieb, dass die Kombination von massiven Mengen an Echtzeitdaten und die Anforderung an die Echtzeitverarbeitung an der Edge eine Rückkehr zu einem verteilten Rechenmodell verursacht. In diesem Modell wird die Cloud der Ort, an dem das Lernen stattfindet, und der letzte Punkt der langfristigen Datenspeicherung, wobei der größte Teil des Verarbeitungsbedarfs an der Edge liegt. Ich habe vorgeschlagen, dass dieser Trend so dominant ist, dass er auch in der industriellen Welt mit intelligenteren Edge-Geräten auftreten wird.

Ohne die Trends in der IoT-Welt zu berücksichtigen, gibt es diejenigen, die gerade im industriellen Bereich suchen, die glauben, dass mehr Rechenleistung in Richtung der physikalischen Geräte gebracht werden muss::

Anhand der obigen Tabelle befürworten die Industrievertreter unter anderem die intelligente Edge State-Latenz, vorhersehbare Konnektivität und Datensicherheit. Schauen wir uns jeden dieser Gründe an:

Die Latenzzeit ist ein enormes Problem für die industrielle Welt gewesen, aber vielleicht nicht mehr, wenn ein Time-Sensitive Network alltäglich wird. Während ich schreibe, gibt es jedoch keine vereinbarten Standards, und selbst wenn sie in Kraft treten, wird dies nur neue Standorte betreffen. Altfabriken werden noch viele Jahre in diesem Sektor verbleiben.

Auch die vorhersagbare Konnektivität wird zum geringeren Hindernis, da der Kommunikationsstandard OPC UA in immer mehr Maschinen eingesetzt wird. Die alten geschlossenen proprietären Protokolle, die die größeren Unternehmen zu erhalten versucht haben, geben Platz für offenere Kommunikationssysteme. Auch hier handelt es sich jedoch eher um neue Standorte als um Altfabriken, und der Adoptionszyklus wird noch einige Jahre dauern.

Bei der Datensicherheit gilt schlicht und einfach: Je näher an der Edge-Quelle die Datenverarbeitung stattfindet, desto geringer ist das Risiko von Datensicherheitsverletzungen.

Obwohl also die Hauptgründe für einen intelligenteren Vorsprung einiger industrieller Elemente durch neue Technologie ersetzt werden, ist es dennoch richtig zu sagen, dass diese neuen Kommunikations- und Standardprotokolle noch nicht vollständig auf den Markt gebracht wurden.

Was genau verstehe ich dann unter intelligenter? Um dies zu beantworten, möchte ich auf die Arbeit von Peter Levine, dem renommierten IoT-Investor, verweisen.

 

In der Edge

Um die Funktionsweise zukünftiger Edge-Geräte zu erklären, spricht er von einem Ausbildungssystem für US-Kampfpiloten namens OODA. Die OODA-Schleife ist der Entscheidungszyklus von Beobachten, Orientieren, Entscheiden und Handeln, der vom Militärstrategen und Oberst der US-Luftwaffe John Boyd entwickelt wurde. Boyd wandte das Konzept auf den Kampfoperationsprozess an, oft auf der operativen Ebene während militärischer Kampagnen. Inzwischen wird es auch häufig angewandt, um kommerzielle Abläufe und Lernprozesse zu verstehen. Betrachtet man das Flussdiagramm dieses Systems, so lassen sich viele Parallelen zu den im industriellen Umfeld an der Edge benötigten Informationssystemen erkennen.

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Er glaubte, wenn dieses System den Kampfpiloten als Schleife beigebracht und dann geübt werden könnte, um die Dauer der Schleife zu reduzieren, dann würden sie jeden Kampf gewinnen.  Der wichtigste Punkt über das System war, dass es der Agilität den Vorrang vor der Kraft gab, was in dem neuen Paradigma, zu dem wir uns in der IoT-Welt bewegen, auch so ist.  Das Endgerät ist bei weitem nicht so leistungsfähig wie die Cloud, ist aber bei weitem agiler, und es kann sehr schnell gehen, weil das Edge-Gerät nur die Informationen verarbeitet, die es benötigt.

Die Sense-, Infer- und Act-Schleife der Edge ist identisch mit der Beobachten, Orientieren + Entscheiden, Handeln-Schleife:

 

 

Bei der Edge, der intelligenten Edge dreht sich alles um Agilität - die Echtzeitdaten aufnehmen und verarbeiten, was sie brauchen. Die Aufnahme von Echtzeitdaten bedeutet nicht nur die Notwendigkeit einer universellen Konnektivität über die Vielzahl der derzeit existierenden Industrieprotokolle, sondern geht auch weit über den industriellen Bereich hinaus.  Die Anforderungen an die Fähigkeit, die Umgebung, in der sich das Edge-Gerät befindet, zu erfassen, werden steigen. Diese Fähigkeit beginnt bei den Sensoren für:

  • Temperatur
  • Druck
  • Luftfeuchtigkeit
  • Spannung
  • Gyroskop
  • Höhenmesser

Sowie:

  • Kamera zur Gesichtserkennung,
  • WLAN und Bluetooth für Flexibilität bei der Verbindung mit Netzwerken und anderen mobilen Geräten.

In einer Zukunft, in der Sensoren überall zu finden sein werden, nicht nur in hochentwickelten Geräten wie autonomen Autos, sondern auch in gemeinsamen Elementen, die in der Fabrikhalle zu finden sind, mit der Notwendigkeit, dass es einen Fokus für die Sammlung dieser sensorischen Daten, die Überprüfung der Parameter und mögliche Maßnahmen gibt, bevor überschüssige Daten an den langfristigen Erfassungs- und Speicherbereich der Cloud geschickt werden ( Sense -Infer- Act ), und es ist leicht vorstellbar, dass das Edge-Gerät, das einst bescheidenerweise Human Machine Interface genannt wurde, wirklich interaktiv werden muss: Die intelligente Edge.

 

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