Ein Herstellerleitfaden für Cloud Computing

Aktualisiert:21. Januar 2021

Folgendes werden wir in diesem ausführlichen Artikel über Cloud Computing in der Fertigung behandeln:

• Eine Einführung in Cloud Computing in der Fertigung
• Was ist Cloud Computing?
• Was ist eine Cloud-Computing-Plattform?
• Vorteile und Anwendungsfälle der Cloud in der Fertigung
• Die Beziehung zwischen Edge und Cloud
• Wie sich die Konnektivitätslandschaft in der Fertigung verändert

Eine Einführung in Cloud Computing in der Fertigung

Cloud Computing vertieft seine Präsenz in der Fertigung, da sich Hersteller und OEMs zunehmend auf Daten verlassen, um ihre Entscheidungen zu leiten. Die Datenerfassung selbst ist eher zu einer Erwartung als zu einer Anomalie in der Fabrik geworden. Zwischen IoT-verbundenen Industriemaschinen, Bedienerschnittstellen, Lieferantendaten, Bedarfsprognosen und einer Vielzahl anderer Datenströme werden viele Unternehmen mit mehr Daten überschwemmt, als sie zu nutzen wissen. Selbst die besten Unternehmen ihrer Klasse nutzen im Durchschnitt etwa 50 % der Daten für die Entscheidungsfindung, während Nachzügler nur 30 % erreichen.

Ein wesentlicher einschränkender Faktor bei der Nutzung gesammelter Daten war die schiere Kraft, die erforderlich ist, um solch riesige Datenmengen zu analysieren und daraus Bedeutung abzuleiten. Viele Unternehmen, die möglicherweise Datenerfassungsgeräte installiert haben, begannen ihre Analysereise mit internen Datenwissenschaftlern auf internen Maschinen, waren aber schnell überfordert. Datenspeicherung, Datensicherungen, Offsite-Sicherungen, Datensicherheit, zusätzlich zur Hardware, um maschinelle Lerntechniken effektiv und schnell einzusetzen, um die tiefgreifendsten und genauesten Erkenntnisse zu gewinnen – diese Dinge summieren sich schnell, sowohl in Bezug auf die Zeit als auch auf das ausgegebene Geld.

Hier zeichnet sich die Cloud aus. Die Cloud bietet praktisch unbegrenzten Datenspeicher zu einem Bruchteil der Kosten für internen Speicher. Trotz einer (inzwischen erodierenden) weit verbreiteten Meinung sind Daten, die bei einem seriösen Cloud-Anbieter hinterlegt werden, sicherer vor Schaden als auf einem internen Server. Da es sich um einen wichtigen Faktor ihres gesamten Geschäftsmodells handelt und nicht um eine Ergänzung oder Nebensache, wie es in den meisten Unternehmen der Fall wäre, die eine interne Datenspeicherung in Betracht ziehen, verfügen Cloud-Plattformen tendenziell über eine ausgefeiltere Speicherung und tieferen Schutz als die, die erreicht werden würden vor Ort von den meisten Unternehmen. Cloud-Anbieter verpflichten sich, ein gewisses Sicherheitsniveau aufrechtzuerhalten, sich über bekannte Sicherheitsrisiken auf dem Laufenden zu halten, und viele können Unternehmen gegen die Möglichkeit einer Datenschutzverletzung versichern. In Bezug auf die physische Sicherheit neigen Cloud-Anbieter dazu, eine höhere Redundanz aufrechtzuerhalten (einschließlich Offsite-Kopien in einer anderen Einrichtung im Falle von Feuer, Überschwemmung oder anderen natürlichen oder von Menschen verursachten Katastrophen), sodass das Risiko eines Datenverlusts deutlich reduziert wird.

Was die Rechenleistung betrifft, so kann die gemeinsame Nutzung von Hardwareressourcen über die Cloud Unternehmen exponentiell mehr Rechenleistung pro Dollar einbringen als interne Maschinen. Hersteller können Zugang zu enorm teurer Hardware erhalten, indem sie Ressourcen mit anderen über das Internet teilen. Dies ermöglicht eine tiefgreifende Analyse und den Einsatz selbst komplexer maschineller Lerntechniken auf riesige Datenmengen, ohne die Entscheidungsfindung aufgrund langsamer Hardware zu verlangsamen. Cloud Computing ist im Allgemeinen ein paar Cent teurer als der Kauf (und die Wartung) interner Geräte mit deutlich höherer Betriebszeit und Benutzerfreundlichkeit.

Trotz all ihrer Vorteile, die wir in einem späteren Teil dieses Artikels ausführlicher behandeln werden, bleibt eine wichtige Frage zu beantworten:Was ist die Cloud? Die Frage schwirrt immer noch in den Köpfen vieler herum, die vielleicht eine vage Vorstellung haben, aber noch nicht gesehen haben, wie sie formuliert wurde. Lassen Sie uns genau definieren, was die Cloud bedeutet, insbesondere im Kontext der Fertigung.

Was ist Cloud Computing?

Cloud Computing ist eine Möglichkeit, bei Bedarf auf Computerressourcen zuzugreifen, ohne diese Ressourcen aktiv verwalten zu müssen. Der Zugriff erfolgt in der Regel über das Internet. Zu den beim Cloud Computing verfügbaren Arten von Ressourcen gehören Rechenleistung und Datenspeicherung. Es ist, als hätten Sie nahezu unbegrenzte Festplatten, GPUs und CPUs, die alle gut gewartet und auf dem neuesten Stand sind, zu einem niedrigen Preis, auf die von fast überall mit besserer Sicherheit und Betriebszeit als auf lokalen Computern zugegriffen werden kann, ohne dass dies erforderlich ist Stellen Sie zusätzliches IT-Personal ein, kaufen Sie Geräte oder ändern Sie die Infrastruktur, wenn das Unternehmen wächst.

Einfach ausgedrückt geht es beim Cloud Computing darum, zu angemessenen Kosten Zugang zu erstklassigen Computerressourcen zu erhalten. Das Geschäftsmodell funktioniert für Cloud-Anbieter, weil sie einen steigenden ROI für ihre Hightech-Angebote erzielen, je mehr Menschen sie effektiv bedienen können. Im Grunde gewinnen alle.

Cloud Computing funktioniert gut neben Edge Computing. Cloud Computing kann hochfrequente Daten aufnehmen und langfristig speichern – weit mehr, als vor Ort realistisch machbar wäre. Es ermöglicht dann eine tiefgreifende Analyse dieser Daten, die für Edge-Computing-Szenarien zu ressourcenintensiv wäre. Die Kombination der Technologien ermöglicht datengestützte Echtzeitentscheidungen sowie langfristige strategische Analysen und Entscheidungsfindung.

Um Edge Computing zu verstehen, ist es hilfreich, sich eine IoT-Lösung so vorzustellen, dass sie im Allgemeinen aus drei Komponenten besteht:

• Dinge wie IoT-Geräte, die Sensordaten generieren.
• Einblicke Sie extrahieren aus diesen Daten.
• Aktionen Sie arbeiten auf der Grundlage dieser Erkenntnisse, um eine Art Wert zu liefern.

Beim Cloud Computing verlagern Sie die Insights-and-Actions-Komponenten aus der Produktionsstätte in leistungsfähigere Hardware an einem anderen Ort, normalerweise über das Internet, manchmal aber auch über Satellit oder eine andere Übertragungsmethode. Mit anderen Worten, Sie können Ihre Daten zur Speicherung oder Analyse versenden, damit Sie zu einem späteren Zeitpunkt auf die daraus gewonnenen Erkenntnisse reagieren können.

Was ist eine Cloud-Computing-Plattform?

Eine Cloud-Computing-Plattform ist eine Lösung zum Anbieten von Cloud-Computing-Diensten. Eine der bekanntesten verfügbaren Cloud-Plattformen ist Amazon Web Services (AWS).

Cloud-Computing-Plattformen bewältigen Workloads, die zu intensiv, zeitaufwändig oder (in einigen Szenarien) empfindlich wären, um sie mit Geräten vor Ort auszuführen. In einem Edge-Computing-Szenario könnten hochfrequente Maschinendaten von Edge-Computing-Geräten analysiert werden, um Echtzeit-Erkenntnisse abzuleiten, auf die sofort reagiert werden kann – wie das Abschalten einer Maschine mit einem erkannten Sicherheitsrisiko – während Cloud Computing die gesamten Streams verarbeiten kann von Daten, die für ein Edge-System eine zu große Belastung darstellen würden, wodurch die Speicherung und tiefere Einblicke ermöglicht werden, die dann wieder an das Fertigungssystem weitergegeben werden können, was oft sogar zu Reaktionen führt, die von Edge-Geräten generiert werden.

MachineMetrics ist ein AWS-Kompetenzpartner für industrielle Software, um die sicherste, leistungsfähigste, belastbarste und effizienteste Cloud-Infrastruktur für Industrieanwendungen zu gewährleisten.

Vorteile und Anwendungsfälle von Cloud Computing in der Fertigung

Viele kennen die erschwinglichen Datenspeicherlösungen, die über die Cloud angeboten werden. Was Sie vielleicht nicht wissen, ist die Flexibilität, die Single-Source-of-Truth, die Anpassungsfähigkeit und die erweiterten analytischen Vorteile, die Cloud-Plattformen sowohl für Hersteller als auch für OEMs bieten.

Ausgehend von OEMs beginnt der Weg zum Bau optimierter Geräte oder IIoT-Hardware, die den rauen Umgebungen von Fabrikhallen standhalten, mit der Datenerfassung. Der Datenerfassungsprozess konzentriert sich in diesem Fall darauf, wie Maschinen in bestimmten Umgebungen funktionieren. Die industrielle Cloud bietet eine Plattform zum Sammeln von Maschinendaten aller IoT-fähigen Geräte, die Ihr Unternehmen jemals verkauft hat, ohne dass Ihnen der Speicherplatz ausgeht.

Die Cloud dient als Plattform, um diese großen Datenmengen zusammenzufassen und fortschrittliche Algorithmen zu ihrer Analyse zu entwickeln. Als OEM können Sie diese Erkenntnisse dann nutzen, um Fernwartungspläne oder Data-as-a-Service-Pakete zu entwickeln, um Endbenutzer bei der Optimierung der Nutzung ihrer Geräte zu unterstützen. Wieder einmal schleichen sich die Kosten ins Bild.

Die Kosten für eine Cloud-Lösung, der nie der Speicherplatz ausgeht, sind erheblich geringer als die Kosten für den Betrieb einzelner On-Premise-Speichereinrichtungen. Der Kauf eines leistungsstarken On-Premise-Speichersystems könnte 100.000 US-Dollar kosten, die wiederkehrenden Kosten für die Wartung des Systems nicht eingerechnet. Andererseits würde ein Cloud-Abonnement um ein Vielfaches weniger kosten und keine Gemeinkosten durch Upgrades und weitere Verbesserungen verursachen.

Die für die Fertigung entwickelte Cloud-Plattform bietet jedem OEM das Beste aus beiden Welten. Dazu gehören unbegrenzter Speicherplatz und eine leistungsstarke Plattform für die Aggregation von Daten, die Fernüberwachung von Maschinen und alle IIoT-Computing-Anforderungen, die Ihr Unternehmen möglicherweise benötigt.

Aus Sicht eines Herstellers bietet die Cloud unbegrenzte Datenspeicherung, um den Produktionsverlauf zu verfolgen, Einblick in den Betrieb aus der Ferne zu erhalten und fortschrittliche Algorithmen zu entwickeln, um Maschinenausfälle zu erkennen, bevor sie auftreten.

Zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen erfahren Hersteller auch die folgenden Vorteile:

Flexibilität

Fertigungsaktivitäten schwanken je nach Kundennachfrage. Aufgrund dieser Schwankungen ist ein flexibles Speicher- und Computersystem erforderlich, um eine optimale Datenerfassung, -analyse und -operationen zu gewährleisten. Cloud-Plattformen bieten Ihnen diese Ressourcenflexibilität, wenn Sie Ihrer Produktionsfläche mehr Produktionskapazität hinzufügen. Es bietet auch einen zentralen Speicherort für die zahlreichen Einrichtungen, die Sie digitalisieren möchten.

Datensicherheit

Die Digitalisierung bringt Cybersicherheitsbedrohungen mit sich, die zu Ausfallzeiten und Datendiebstahl führen können. Eine gut aufgebaute Cloud-Plattform integriert die Verwendung von Sicherheitsverwaltungssystemen der Enterprise-Klasse, um Ihre Daten zu schützen und Sicherheitsbedrohungen zu reduzieren.

Sicherung und Wiederherstellung

Datenerfassungs- und Verwaltungssysteme sind nahezu unfehlbar, aber nicht vollständig. Wenn Fehler oder Vorfälle auftreten, die zu Datenverlust führen, ist es daher wichtig, dass eine Sicherungs- und Wiederherstellungslösung vorhanden ist. Mit der richtigen Cloud-Plattform bleiben Ihre Maschinendaten sicher und gegen vollständigen Datenverlust gesichert.

Automatisierte Upgrades

Ein Merkmal von Cloud Computing sind die Upgrades und neuen Funktionen, die Teil des Pakets sind. Dazu gehören neue Anwendungen, Sicherheitszertifikate und Kommunikationsprotokolle, die mit jedem Technologie-Upgrade ohne zusätzliche Kosten hinzugefügt werden.

Erweiterter Kundensupport

Was viele Anbieter von Cloud-Diensten nicht erwähnen, ist die Lernkurve, die mit der Verwendung neuer Technologien einhergeht. Um schnell loszulegen und die Vorteile der Industrial Cloud zu nutzen, ist möglicherweise Kundensupport erforderlich. Suchen Sie nach Anbietern, die nicht nur über die Technologie verfügen, die Sie benötigen, sondern Ihnen auch dabei helfen können, eine Cloud-Computing-Strategie erfolgreich zu implementieren.

Die Wolke, der Rand oder beides?

Wir haben einen vollständigen Artikel über den Unterschied zwischen Cloud Computing und Edge Computing in der Fertigung, also halten wir uns kurz.

Cloud und Edge sind zwei unterschiedliche Technologien, die jedoch aufgrund ihrer gegensätzlichen Stärken häufig zusammen verwendet werden. Im Mittelpunkt der Beziehung stehen Edge-Computing-Prozesse und -Aktionen für zeitkritische Daten, während Cloud-Computing Daten an einem zentralen Ort aggregiert, auf die nicht zeitnah reagiert werden muss.

In einer vollständigen IIoT-Infrastruktur können Hersteller sowohl die Edge für die Echtzeit-Datenerfassung, prädiktive Analysen und autonome Entscheidungsfindung als auch die Cloud für die Analyse aggregierter Daten, Benchmarking und Trendanalysen nutzen.

Diese Vor- und Nachteile setzen sich fort:

Wie sich die Konnektivitätslandschaft in der Fertigung verändert

Wir wissen, dass der Sinn des industriellen IoT darin besteht, fortschrittliche Analysen auf riesige Mengen von Maschinendaten anzuwenden, alles mit dem Ziel, ungeplante Ausfallzeiten zu reduzieren, die Gesamtkosten der Maschinenwartung zu senken und maschinelle Lernfähigkeiten zu nutzen, um Initiativen zur kontinuierlichen Verbesserung voranzutreiben. Die Cloud hat maßgeblich dazu beigetragen, diese Art von massiver Datenerfassung, -übertragung und -analyse zu ermöglichen.

Während Edge-Computing und -Analysen die datengestützte Entscheidungsfindung auf ein neues Niveau an Geschwindigkeit und Echtzeitgenauigkeit bringen, indem die physische Entfernung zwischen den Maschinen und der Datenverarbeitung selbst verringert wird, nimmt Cloud-Computing nach wie vor einen festen Platz für die Langzeitspeicherung ein tiefe Analyse. Für Unternehmen, die Daten aus vielen Quellen beziehen, hilft die Cloud:

• Zentralisieren Sie Daten zwischen Maschinen oder sogar Einrichtungen für langfristige strategische Analysen
• Verfügbarkeit der Analysen für ein breiteres Spektrum von Unternehmen und Benutzern, da auf die Informationen sowohl aus der Ferne als auch von mehreren Benutzern gleichzeitig leicht zugegriffen werden kann
• Verfügbarkeit von Computerressourcen für eine schnellere Entscheidungsfindung unter Verwendung sogar fortschrittlicher Analysetechniken, wie sie manchmal bei KI und ML zu sehen sind, sowie vollständig skalierbarer Speicherung
• Datensicherheit sowohl in Bezug auf die Verletzung der Privatsphäre als auch in Bezug auf den physischen Schutz, damit Investitionen in die Datenerfassung positive Maßnahmen mit einem geringeren Risiko von Verlusten oder Rufschädigungen bewirken

All diese Realitäten, wenn sie durch Cloud Computing behandelt werden, ermöglichen es Herstellern, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern. Cloud-Computing ermöglicht sogar die Herstellung kleiner Auflagen mit dem gleichen Wert, den eine Großserienproduktion erfahren würde. Mit Cloud Computing steht all dies zur Verfügung, ohne dass eine interne Wartung oder Verwaltung der Computergeräte erforderlich ist.

Wenn umfassende Erkenntnisse benötigt werden, ist die Cloud die Lösung, auf die sich Hersteller konzentrieren sollten. Die Anwendung von KI- und maschinellen Lernalgorithmen zur Visualisierung, Diagnose und Vorhersage von Problemen ist ein Ziel, das mit erschwinglichen, skalierbaren Computerressourcen leichter erreicht werden kann. Vorausschauende Erkenntnisse ermöglichen es Teams, langfristige Strategien zu entwickeln, die sich mit den Daten weiterentwickeln können, und ermöglichen ein schnelles Umschwenken, wenn Daten auf eine andere Lösung hindeuten. Die Langzeitspeicherung großer Bibliotheken mit historischen Daten bedeutet, dass sich Ihr Team nie Sorgen machen muss, wichtige Datenquellen zu verpassen, wenn sich unvorhergesehene Gelegenheiten zur Analyse ergeben.

Die industrielle Fertigung steht dank des Potenzials von Cloud Computing, insbesondere in Kombination mit Edge Computing, vor einer Revolution. In Verbindung mit einer neuen Generation intelligenter IoT-Edge-Geräte werden Cloud-Computing-Anwendungen die Fertigung in den kommenden Jahrzehnten vollständig verändern, um die Effizienz und Produktivität zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu kontrollieren.