Die ideale Cloud-Fertigungslösung wählen: Expertenrat & Best Practices

Interview mit Diego Tamburini: Cloud-Strategien für die Fertigung

Manufacturing Engineering: Erzählen Sie uns etwas über Ihren Hintergrund und Ihre Beteiligung an der Fertigung.

Diego Tamburini: Gerne! Dies ist tatsächlich meine dritte Phase bei Microsoft, die ich im November letzten Jahres begann. Ich arbeite derzeit als Principal Industry Lead für Azure Manufacturing, wo ich sicherstelle, dass Azure die beste Cloud-Plattform für die Fertigung bietet. Ein weiterer wichtiger Teil meiner Aufgabe ist es, Microsofts Cloud-Story Entscheidungsträgern und Influencern in der Branche zu vermitteln. Vor Microsoft war ich etwa fünf Jahre lang Manufacturing Industry Strategist bei Autodesk.

Vor Autodesk (in meiner zweiten Phase bei Microsoft) arbeitete ich im Microsoft Dynamics Entwicklungsteam an der ersten Cloud-Veröffentlichung von Dynamics ERP für Professional Services. Ich arbeitete auch mit der Developer and Platform Evangelism Group zusammen und half globalen ISVs im Engineering und Manufacturing, ihre Produktstrategien an zukünftige Microsoft-Technologien anzupassen.

Ich war auch als Forschungsingenieur am Georgia Tech tätig und forschte im Bereich Engineering Information Modeling. Davor arbeitete ich bei SDRC (heute Siemens PLM) als PLM-Implementierungsingenieur und half großen Kunden bei der Implementierung unseres PLM-Systems (damals bekannt als Metaphase).

Warum sollten Fertigungsunternehmen die Cloud beachten?

Tamburini: Im Allgemeinen sollten sich Fertigungsunternehmen für die Cloud interessieren, weil sie eine weitaus bessere Option als On-Premise-Implementierungen ist, um Dinge zu tun, die in der Fertigung wichtig sind.

Lassen Sie mich mit den Gründen beginnen, die für jedes Unternehmen gelten, nicht nur für Hersteller. Zum einen ermöglicht die Cloud, die „Sanitär“-Aspekte Ihres IT-Betriebs auszulagern. Cloud-Anbieter kümmern sich um Hardware-Verfügbarkeit, Software-Betrieb, Sicherheit, Updates, Austausch defekter Hardware usw. Zum anderen erlaubt die Cloud, nach Bedarf hoch- und runterzuskalieren und nur für das zu zahlen, was man nutzt. Statt Hardware und Software für Spitzenlasten zu kaufen und sie meist ungenutzt zu lassen, fügt man Maschinen hinzu oder entfernt sie nach Bedarf.

Speziell für Hersteller ist die Cloud ein viel besseres Modell für das verteilte Rechnen, das in Fertigungsszenarien üblich ist. Beispielsweise wäre es extrem schwierig – für die meisten prohibitiv – IoT ohne die Cloud zu betreiben, da man es mit potenziell Tausenden von Geräten an verteilten Standorten zu tun hat, die riesige Datenmengen streamen, die gespeichert, verarbeitet und analysiert werden müssen. Dabei müssen Sicherheit über Firewalls hinweg, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Nachrichten der IoT-Geräte gewährleistet sein. Man könnte das theoretisch ohne Cloud tun, aber es wäre extrem schwierig, es richtig zu machen.

Fertigungsunternehmen haben die Cloud in den meisten Unterstützungsfunktionen (CRM, HRM, Finanzen) angenommen, und diese Adoption breitet sich nun auf andere Abteilungen aus (Engineering, Operations, Services). Getrieben wird dies dadurch, dass die meisten Softwareanbieter nun cloud-basierte oder cloud-erweiterte Lösungen – PLM, CAD, CAE, ERP, MES, IoT – im Abonnementmodell anbieten, was Herstellern einen weitaus besseren Wert bietet.

Was können Fertigungsunternehmen in der Cloud tun?

Tamburini: Im Allgemeinen können Fertigungsunternehmen drei grundlegende Dinge in der Cloud tun:

• Ihre IT-Umgebungen hosten: Anstatt die eigene IT-Umgebung zu besitzen und zu warten, lagert man sie an einen Cloud-Anbieter aus. Hier hört man den Begriff „Lift-and-Shift“ – im Grunde die Verlagerung der Software von einem Ort an einen anderen, in diesem Fall in die Cloud. Beispiel: Wenn Sie SQL Server auf Ihren Premises betreiben, können Sie ihn nun in einer VM in der Cloud laufen lassen.
• Anwendungen von CAD/CAE/PLM/ERP/MES-Anbietern ausführen, die in der Cloud laufen – oft per Abonnement statt perpetualer Lizenzen. Einige laufen vollständig in der Cloud, andere werden durch die Cloud erweitert, z. B. eine FEA-Anwendung, die rechenintensive Workloads bedarfsgesteuert per HPC in der Cloud ausführt.
• Eigene Anwendungen entwickeln: Einige Hersteller mit individuellen Anforderungen und Softwareentwicklungs-Know-how (oder den Ressourcen, es zu bezahlen) können sich entscheiden, eigene Anwendungen zu entwickeln. Auch hier ist die Cloud die bessere Option, da sie die Entwicklung hochskalierbarer, verteilter, sicherer, performanter, hochverfügbarer Lösungen stark vereinfacht.

Cloud-Services, die für die Fertigung besonders nützlich sind

IoT: Azure bietet beispielsweise den IoT Hub, der die Entwicklung von Anwendungen, die Daten von IoT-Geräten aufnehmen, stark vereinfacht und auf Millionen von Geräten skaliert.

HPC (High Performance Computing): Die Cloud ermöglicht Anwendungen, Hardware bedarfsgesteuert zu „rekrutieren“. Wenn Sie eine komplexe Analyse schnell durchführen müssen, können Sie die Anwendung anweisen, mehr Hardware für paralleles Rechnen einzusetzen.

KI/ML: Ein großer Investitionsbereich für Cloud-Anbieter. Bei Microsoft konzentriert sich ein riesiges Team (AI and Research Group) ausschließlich auf KI. Die Ergebnisse fließen in Azure Machine Learning Services – unerreicht für Szenarien wie Predictive Maintenance, Betriebsoptimierung, Anomalieerkennung.

Stream Analytics: Ermöglicht die Verarbeitung von Echtzeitdaten, z. B. Nachrichten von IoT Hubs, und das Ausgeben von Ergebnissen in einen Datenspeicher – typisches Szenario für Historian-Systeme in der Fertigung.

Hybrid Clouds: Wichtig für die Fertigung

Hybrid Clouds kombinieren Private Cloud (im eigenen Rechenzentrum) und Public Cloud. Häufige Szenarien in der Fertigung, die Hybrid-Cloud-Deployments besonders wichtig machen:

• Edge- und getrennte Umgebungen: Prävalent in IoT-Anwendungen, wo Gerätehersteller Sensordaten ihrer Produkte sammeln und analysieren (Predictive Maintenance, Optimierung). Aus Performance- und/oder Sicherheitsgründen wird die Analyse-Rechenleistung oft direkt auf Ölbohrinseln, Kraftwerken, Fabrikhallen, Minen usw. platziert. Manchmal ist die Ausrüstung mit der Cloud verbunden, manchmal nicht.
• Sicherheits- und Compliance-Anforderungen: Oft von OEMs – hauptsächlich in Militär und Verteidigung – auferlegt, an die viele Fertigungsunternehmen liefern.
• Blockchain: Gewinnt in der Fertigung an Aufmerksamkeit, da sie Probleme in Szenarien wie Lieferketten-Sicherheit, Transparenz, Transaktionsaufzeichnung, Produkt-Historie-Rückverfolgbarkeit/Digital Thread, Untersuchungsaudits und Asset-Management adressieren kann.

IaaS, PaaS, SaaS: Unterschiede verstehen

Tamburini: Am besten beschreibt man sie, indem man anschaut, was man selbst managt versus was der Cloud-Anbieter managt. Am einen Ende des Spektrums stehen On-Premise-Deployments, wo man alles managt – Applikationen, Daten, Middleware, OS, Infrastruktur (Server, Storage, Networking) – auf eigenem Gelände.

• Infrastructure-as-a-Service (IaaS): Der Cloud-Anbieter managt die Infrastruktur. Das war der Start der Cloud. Anbieter haben riesige Rechenzentren; Sie können Ihre Software dort laufen lassen und über das Internet darauf zugreifen. Statt physische Maschinen zu besitzen, mieten Sie Virtual Machines – wie das Mieten einer Maschine für so lange, wie Sie sie brauchen. Der Anbieter kümmert sich um die Infrastruktur; Sie kaufen, installieren, konfigurieren und managen Ihre eigene Software – Betriebssysteme, Middleware, Applikationen.
• Platform-as-a-Service (PaaS): Der Cloud-Anbieter managt OS und Middleware für Sie. Sie fokussieren sich auf das Management Ihrer Applikationen. Der Anbieter hostet Ihre Applikation. Bestes Beispiel: Web-Applikationen auf einem Webserver. Sie müssen sich nicht um den Webserver kümmern. Manchmal wird PaaS als Web-Service-as-a-Service bezeichnet.
• Software-as-a-Service (SaaS): Sie müssen sich um nichts kümmern – nur Ihr Abonnement bezahlen und die Applikation nutzen. Bei SaaS können die Kosten für den Softwarebetrieb als OPEX (Betriebsausgaben) statt CAPEX (Investitionsausgaben) verbucht werden, was steuerliche Vorteile haben kann. Ein Auftragnehmer kann dem Kunden die Softwarenutzung für das spezifische Projekt in Rechnung stellen, was für beide ökonomischer ist.

Neue Veröffentlichungen

Die Flaggschiff-CAD-Software AutoCAD von Autodesk Inc. (San Rafael, CA) erhielt mit AutoCAD 2019 ein Facelifting: spezialisierte Toolsets, neue Web- und Mobile-Apps sowie gewohnte Performance-Verbesserungen. Die sieben Toolsets geben Abonnenten Zugriff auf über 750.000 intelligente Objekte, Styles, Teile, Features und Symbole für Zeichnungen. Die intelligenten Features der Toolsets sollen Nutzer schneller und effizienter arbeiten lassen. Enthalten sind Toolsets für Architektur, Mechanik, Elektrik, MEP (intelligente mechanische, elektrische und Sanitär-Objekte) und Plant 3D – verfügbar beim Abonnement von AutoCAD 2019. Download über Autodesk Account Portal oder Desktop App. Ein AutoCAD 2019 oder AutoCAD LT 2019 Abonnement beinhaltet auch Zugriff auf die neue AutoCAD Web App und Mobile App.

CAD/CAM-Entwickler PTC (Needham, MA) veröffentlichte Creo 5.0. Die neue Version soll Unternehmen helfen, Produktinnovationen zu beschleunigen und bessere Produkte schneller zu bauen, indem beste Designs wiederverwendet und Annahmen durch Fakten ersetzt werden. Creo 5.0 ermöglicht die Transformation von Konzepten in intelligente, vernetzte Produkte, verbindet physische und digitale Welt mit Augmented Reality (AR) in jedem Sitz. Neue Fähigkeiten in Topologieoptimierung, additiver und subtraktiver Fertigung, Computational Fluid Dynamics (CFD) und CAM. Die Topology Optimization Extension erstellt automatisch optimierte Designs basierend auf definierten Zielen und Constraints, unbeeinflusst von bestehenden Designs und Denkprozessen. Creo Additive Manufacturing Plus Extension für Materialise erweitert diese Fähigkeiten auf Metallteile, sodass Kunden produktionsreife Teile direkt aus Creo drucken können. Creo Flow Analysis Extension ist eine CFD-Lösung, die Designern, Ingenieuren und Analysten erlaubt, Strömungsprobleme direkt in Creo zu simulieren. Der nahtlose Workflow zwischen CAD und CFD ermöglicht frühe und häufige Analysen, um Produktfunktion und Performance zu verstehen.

Übernahmen

Simulationssoftware-Entwickler Ansys Inc. (Pittsburgh) hat eine definitive Vereinbarung zur Übernahme von Optis (La Farlède, Frankreich) getroffen, einem Anbieter von Software für wissenschaftliche Simulation von Licht, menschlichem Sehen und physikbasierter Visualisierung. Die Übernahme erweitert Ansys' Multiphysics-Portfolio in den zunehmend wichtigen Bereich der optischen Simulation. Der Abschluss wird für Q2 2018 erwartet. Optis entwickelt physikbasierte Software, die Licht und menschliches Sehen simuliert, basierend auf realer Physik für höchstmögliche Genauigkeit. Kunden sind Autohersteller wie Audi, Ford, Toyota, Ferrari sowie Boeing, Airbus, GE, Swarovski, L'Oréal. Optis entwickelte auch eine fotorealistische VR- und Closed-Loop-Simulationsplattform, die die Entwicklung autonomer Fahrzeuge beschleunigt. Damit können Autohersteller die Umgebung simulieren, in der fahrerlose Fahrzeuge navigieren – Straßenbedingungen, Wetter, Einbahnstraßen.

Partnerschaften

Software-Entwickler Zero Wait-State (Austin, TX) und PropelPLM (Santa Clara, CA) gaben eine strategische Partnerschaft bekannt, die Zero Wait-States PLM-Implementierungsdienste und Integrationslösungen mit Propels moderner Cloud-PLM-Software kombiniert. Die Partnerschaft soll Fertigungsunternehmen helfen, einfacher an Produktdesigns zusammenzuarbeiten, Geschäftssysteme zu modernisieren und bessere Produkte an Kunden zu liefern.

Software Update bearbeitet von Senior Editor Patrick Waurzyniak.