Fog Computing trifft auf Open-Architecture-Steuerung: Branchenübergreifende Synergien

Fog Computing etabliert sich als entscheidendes Paradigma für die Bereitstellung des Industrial Internet of Things (IIoT). Laut dem OpenFog Consortium handelt es sich um eine „systemweite horizontale Architektur, die Computing-, Speicher-, Steuerungs- und Netzwerkressourcen entlang des Kontinuums von der Cloud bis zum Edge verteilt.“ Ziel ist es, latenzarme, kontextbewusste Intelligenz direkt dort bereitzustellen, wo sie benötigt wird.

Open Architecture Control im Verteidigungssektor

Bereits 2004 führte die US Navy die Navy Open Architecture ein, um Beschaffungskosten zu senken und die Systemintegration zu beschleunigen. Durch die Definition klarer Software- und elektronischer Schnittstellen – zentriert um den Data Distribution Service (DDS) als Publish-Subscribe-Standard – ermöglichte die Navy nahtlosen Echtzeit-Datenaustausch zwischen Subsystemen.

Die heutige OpenFog-Referenzarchitektur spiegelt das Design der Navy wider und beweist, dass ein fog-basierter, verteilter Steuerungsansatz in komplexen, missionskritischen Umgebungen funktioniert. Lektionen aus den Feldeinsätzen der Navy können die Weiterentwicklung von Fog-Computing-Standards leiten.

Open Field Message Bus (OpenFMB) für Smart Grids

Das Smart Grid Interoperability Panel (SGIP) entwickelt OpenFMB, ein modernes Edge-Intelligence-Framework für Stromnetzanwendungen. Dezentrale Energiequellen (DER) wie Solar, Wind, Wasser und Geothermie liefern Strom lokal und machen Fernübertragungsleitungen überflüssig. Da DERs jedoch intermittierend sind, erfordern sie dezentrale Steuerung.

OpenFMB adressiert diesen Bedarf mit einem Echtzeit-Publish-Subscribe-Bus, der Subsysteme und Anwendungen vereint. Seine Architektur – im Wesentlichen eine Fog-Computing-Umgebung, maßgeschneidert für Energieverteilung – ist unten dargestellt.

Eine Zusammenarbeit zwischen dem OpenFog Consortium und dem OpenFMB-Team könnte die Einführung gemeinsamer Standards und Best Practices beschleunigen.

OpenICE: Interoperabilität in der Intensivmedizin

Intensivstationen überwachen Patienten oft mit Dutzenden Geräten, die nicht nativ interoperabel sind, was Kliniker zwingt, Daten manuell zu integrieren. OpenICE (Open Source Integrated Clinical Environment) stellt einen DDS-basierten Datenbus bereit, der medizinische Geräte und Softwareanwendungen verbindet und so Sensorfusion sowie intelligente Entscheidungsunterstützung ermöglicht.

Wie die anderen Frameworks demonstriert OpenICE die Stärke einer lokalen, verteilten Steuerarchitektur – ein Kernprinzip des Fog Computing.

Open Process Automation Forum

ExxonMobil und andere Prozessautomatisierungsführer haben sich zusammengeschlossen, um ein Open-Architecture-Framework für Raffineriesteuerungssysteme zu etablieren. Bestehende Installationen weisen heterogene Anbieter mit proprietären Protokollen und Schnittstellen auf, was Integrationskosten in die Höhe treibt und Innovationen bremst.

Die Vision des Forums ist ein Echtzeit-Servicebus, der Geräte und Anwendungen im gesamten IIoT vereint und damit das Integrationsbus-Konzept des Fog Computing widerspiegelt.

Die branchenübergreifende Chance

Jede Initiative – Verteidigung, Energie, Gesundheitswesen, Prozessautomatisierung – nutzt einen Software-Integrationsbus, oft basierend auf DDS, um verteilte Steuerung, Überwachung und Analytik zu ermöglichen. Sie adressieren auch wesentliche Fog-Computing-Aspekte wie End-to-End-Sicherheit, Systembereitstellung und verteiltes Datenmanagement.

Indem diese Communities Erfahrungen austauschen und auf gemeinsame Standards hinarbeiten, können sie ein einheitliches Open-Architecture-Framework schaffen, das Branchengrenzen überwindet. Eine solche Zusammenarbeit würde neue Innovationsstufen freisetzen, Integrationskosten senken und die Bereitstellung resilienter, intelligenter Systeme beschleunigen.