Was ist IIoT? Die Einführung in das industrielle Internet der Dinge

iben direkt den Wert dieser Datenobjekte, die lokal zwischengespeichert werden.

Weitere Informationen zur Funktionsweise des Datenbusses finden Sie auf der RTI-Webseite zu diesem Thema.

IIoT-Konnektivität

Wie bereits beschrieben, sind IIoT-Anwendungen datenintensiv und erfordern eine hohe Zuverlässigkeit. Die Konnektivitätsschicht oder das Framework ist entscheidend für den schnellen Austausch von Daten mit hohem Datenvolumen. Das Industrial Internet Consortium hat das Industrial Internet Connectivity Framework (IICF) veröffentlicht, um die verwirrende Landschaft der Konnektivitätslösungen abzubilden und zu verdeutlichen. Es bietet Empfehlungen, um Daten in isolierten Systemen freizugeben, den Datenaustausch und die Interoperabilität zwischen zuvor geschlossenen Komponenten und Subsystemen (Brownfield) zu ermöglichen und die Entwicklung neuer Anwendungen (Greenfield) innerhalb und zwischen Branchen zu beschleunigen.

Die IICF definiert eine Referenzarchitektur zum Öffnen von Daten, die ansonsten in einer Reihe von domänenspezifischen Konnektivitätstechnologien eingeschlossen sind, die in IIoT-Systemen verwendet werden. Es verwendet Gateways zu einem der wenigen Kernkonnektivitätsstandards, die syntaktische Interoperabilität bieten können, ohne die Genauigkeit der funktionalen und nichtfunktionalen Aspekte der domänenspezifischen Technologie zu beeinträchtigen. Dieses Framework empfiehlt die oben beschriebene Datenbusarchitektur für die Peer-to-Peer-Kommunikation, die für die Agilität und das Volumen von IIoT-Anwendungen erforderlich ist.

IIoT für Ingenieure, Entwickler und Architekten

Zusätzlich zur Optimierung der Betriebsabläufe wird das IIoT die Lieferantenbeziehungen neu definieren, die Rentabilität neu definieren und die Bereitstellung von der Umgebung bis hin zu den Kosten für das Produkt neu erfinden. Daher können IIoT-Systeme nicht isoliert erstellt werden. Angesichts der Investitionen müssen sie für mehrere Jahre, ja Jahrzehnte ausgelegt sein. Für IIoT-Systemingenieure, Architekten und Entwickler, die an der Entwicklung dieser Systeme der nächsten Generation arbeiten, müssen sie mit der grundlegenden Wahrheit beginnen, dass ihr System mit dem Unbekannten einwandfrei funktionieren muss. Wenn Sie ein Designer sind, besteht Ihre Herausforderung darin, über die heutige Erfahrung hinaus in eine Zukunft zu blicken, die von Intelligent Computing dominiert wird. Vor allem müssen Sie über ein System nachdenken, das sich in die unbekannten Systeme der Zukunft skalieren und integrieren lässt.

Neue Systeme müssen auf bewährten IIoT-Standards basieren, um „zukunftssicher“ zu sein und auch die für datengesteuerte Systeme erforderliche Interoperabilität, Skalierbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Die Industrial Internet Reference Architecture bietet Systemarchitekten eine auf Standards basierende Architekturvorlage und -methodik, um ihre Systeme basierend auf einem gemeinsamen Framework und Konzepten zu entwerfen. Erstmals vom Industrial Internet Consortium im Jahr 2015 veröffentlicht, wurde die neueste Version im Juni 2019 veröffentlicht und steht zum Download bereit.

DDS in IIoT-Systemen

Es gibt viele Standards und Produkte für Kommunikations-Middleware. Für komplexe, verteilte Systeme wurde der Standard Data Distribution Service TM (DDS) der Object Management Group® (OMG) entwickelt. DDS ist einzigartig datenzentriert, was sich ideal für die Implementierung einer mehrschichtigen Datenbusarchitektur in IIoT-Systemen eignet. Es wurde erfolgreich in Tausenden von Systemen eingesetzt, von der Unterwasserrobotik bis hin zu NASA-Initiativen einschließlich Weltraumstarts. DDS ist ein Middleware-Protokoll und ein API-Standard, der Datenkonnektivität, extreme Zuverlässigkeit und eine skalierbare Architektur bietet, um die Anforderungen von IIoT-Anwendungen zu erfüllen. Die Datenzentrierung von DDS stellt sicher, dass alle Nachrichten die Kontextinformationen enthalten, die eine Anwendung benötigt, um die empfangenen Daten zu verstehen. Anstatt spezifischen Code zu schreiben, können Entwickler DDS verwenden, um anzugeben, wie und wann Daten/Datenwerte freigegeben werden. Sehen Sie sich das kurze Video an, wie DDS mit Industriesystemen funktioniert.

DDS hat eine offene Schnittstelle und wurde von Standards in Branchen wie Automobil (AUTOSAR Adaptive), Avionik (FACE), Netzmodernisierung (OpenFMB), Medizin (OpenICE, MD PnP .) übernommen ) und mehr. DDS ist auch ein vom Industrial Internet Consortium ausgewiesener Core Connectivity Standard.

Der ROI des IIoT

IIoT rationalisiert und automatisiert, was zu Produktivitätssteigerungen, effizienteren Abläufen, Kosteneinsparungen und Möglichkeiten zur Umsatzgenerierung führt. Höhere Automatisierungsgrade und verbesserte Produktqualität in Kombination mit effizienteren Abläufen durch vorausschauende Wartung sind nur einige der Möglichkeiten, mit denen IIoT den Betrieb rationalisieren kann. Personal kann versetzt werden, um höherwertige Aufgaben auszuführen.

IIoT generiert durch die generierten Daten auch neue Einnahmequellen. Informationen, die aus intelligenten Maschinen und Geräten gewonnen werden, bringen Erkenntnisse, Mehrwert und Gewinne aus effizienteren Abläufen. Daten aus Leistung oder Nutzung können verwendet werden, um neue Produkte oder Dienstleistungen, neue Geschäftsmodelle und zusätzliche Einnahmequellen zu bilden. Beispielsweise können Hersteller mit anderen Herstellern neue Asset-Sharing-Modelle erstellen, um Ressourcen in Zeiten von Unterauslastung oder Spitzenkapazitäten gemeinsam zu nutzen. Die Daten können Aufschluss über Muster geben, die Möglichkeiten für Kosteneinsparungen oder Wachstum aufzeigen.

In einem intelligenten Gebäude, in dem IIoT-Geräte den Energieverbrauch überwachen, kann der Gebäudeeigentümer beispielsweise die Daten nutzen, um die Effizienz zu optimieren, z die Klimaanlage läuft oder das Licht ausgeschaltet wird, wenn sich niemand im Besprechungsraum befindet. Dies ist mittlerweile gängige Praxis und führt zu Energie- und Kosteneinsparungen. Der Gebäudeeigentümer kann jedoch noch mehr Einnahmen erzielen, indem er die vom IIoT generierten Daten an einen Energieversorger verkauft. Dieses Versorgungsunternehmen aggregiert diese Daten wiederum mit Daten aus Tausenden von Gebäuden, um den Energieverbrauch vorherzusagen und zu regulieren.

Kurz gesagt kann IIoT die Produktivität und Qualität verbessern und gleichzeitig Ressourcen freisetzen, um Unternehmen bei der Expansion in neue Richtungen zu unterstützen.

Hindernisse für IIoT

Obwohl die Vorteile des IIoT zahlreich sind, bestehen nach wie vor Hindernisse für die Einführung. Zwei der größten Hürden sind Sicherheit und Interoperabilität. Hören Sie in diesem kurzen Video den Gesprächen zu, um zu verstehen, was Führungskräfte in der Branche denken.

Wenn physische Systeme online gehen, ergeben sich erhebliche Vorteile, aber auch erhöhte Risiken durch externe und, ja, interne Bedrohungen. Cyberangriffe können den Systemen Schaden zufügen und bestenfalls enorme finanzielle Verluste und schlimmstenfalls schwere Verletzungen oder sogar den Tod verursachen. IIoT-Sicherheit muss von Grund auf in das IIoT-System integriert werden und nicht als zusätzliche Schutzschicht nach dem Aufbau des Systems. Es gibt mehrere ausgezeichnete Ressourcen zum Thema Sicherheit, dennoch bleibt es das Hauptanliegen von IIoT-Systemen.

Interoperabilität ist eine weitere Herausforderung. Vernetzte IIoT-Systeme basieren auf einem schnellen, sofortigen und 100 % genauen Datenaustausch, systemübergreifend und über geografische Gebiete hinweg. Vom Sensor über die Maschine bis hin zum Unternehmenssystem müssen Daten nahtlos erfasst, analysiert, gespeichert, abgerufen und verarbeitet werden. Mangelnde Interoperabilität und fehlende Standards zwischen IIoT-Sensoren, -Geräten und -Anwendungen behindern die Kommunikation von IIoT-Systemen. Fortschritte wurden durch gemeinsame Bemühungen im zuvor beschriebenen Industrial Internet Connectivity Framework sowie durch die Arbeit von Normungsorganisationen unter anderem durch den DDS-Standard erzielt. Branchen können diese Standards nutzen, um Risiken bei der Entwicklung und Bereitstellung von IIoT-Systemen zu mindern.

RTI und IIoT

Datenzentrierte Konnektivität ist entscheidend dafür, dass leistungsstarke, intelligente IIoT-Systeme wie geplant funktionieren. Als kommerzieller Marktführer im Bereich DDS verfügt RTI über das Konnektivitäts-Framework, das IIoT-Umgebungen auf dem Meeresgrund bis in den Weltraum betreibt, vom autonomen Transport bis zum vernetzten Gesundheitswesen. Wir laden Sie ein, mit uns darüber zu sprechen, wie Sie von der Verwendung hochzuverlässiger Konnektivität in Echtzeit in Ihren IIoT-Systemen profitieren können.

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MQTT und DDS:Machine-to-Machine-Kommunikation im IoT Softwaretests bei RTI