Over-the-Air-Updates:Fünf typische Herausforderungen und Lösungen

Kai Hackbarth

Kai Hackbarth ist Business Owner Industrial IoT bei Bosch.IO. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung als Evangelist &Product Manager mit Fokus auf IoT-Middleware und Device Management in verschiedenen IoT-Domänen. Kai gehört laut einem kürzlich veröffentlichten Bericht von Onalytica zu den „Top 100 IIoT Influencers“.

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Software-Updates sind zu einem wichtigen Bestandteil unseres vernetzten Alltags geworden. Normalerweise genügt ein Knopfdruck, um Apps auf unseren Smartphones oder Software auf unseren Computern auf dem neuesten Stand zu halten.

Auch im Industrial IoT (IIoT) spielen Software-Updates eine immer wichtigere Rolle. Sie ermöglichen Geräteherstellern, Fehler zu beheben, die Verfügbarkeit von Geräten sicherzustellen und ihren Kunden neue Funktionen und Dienste anzubieten. Over-the-Air-Updates sind das Mittel der Wahl, wenn es darum geht, den gesamten Prozess für alle so effizient und komfortabel wie möglich zu gestalten. Gerätehersteller müssen keine Techniker schicken, um Updates zu installieren; Kunden sind nicht gezwungen, ihre Ausrüstung mit in den Laden zu nehmen.

Das Ausrollen von Software- und Firmware-Updates over-the-air (SOTA/FOTA) ist sicherlich bequem, aber dennoch ein komplizierter Prozess, bei dem eine Reihe von Faktoren berücksichtigt werden müssen. In diesem Blog werden wir fünf Herausforderungen im Zusammenhang mit SOTA/FOTA diskutieren und einige mögliche Lösungen betrachten.

Software-Updates für verteilte Geräteflotten

In vielen IIoT-Anwendungsfällen werden Geräte auf der ganzen Welt verteilt – manchmal sogar an Orten, die kaum zugänglich sind. Denken Sie nur an all die Land- und Baumaschinen, die normalerweise in unwegsamem Gelände arbeiten. Manuelle Updates wären in diesen Szenarien am ineffizientesten, wenn nicht gar unmöglich. Over-the-Air-Updates sind eine weitaus praktikablere Option – vorausgesetzt, diese Updates können schnell und zuverlässig an die Zielgeräte geliefert werden.

Hier spielt ein Content Delivery Network (CDN) aus regional verteilten Servern eine wichtige Rolle. Anstatt Updates von einem zentralen Ort an einen beliebigen Ort der Welt zu senden, werden sie über mehrere geografisch verteilte Knoten bereitgestellt. Das bringt die Geräte und die jeweiligen Updates näher zusammen und sorgt dafür, dass neue Softwareversionen deutlich schneller ausgeliefert werden. Selbst große Software-Rollouts können mit dieser Methode zügig durchgeführt werden.

Verschiedene Komponenten erfordern kompatible Software-Updates

Moderne Maschinen und Geräte bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, die kompatible Software-Updates benötigen. Ein Paradebeispiel dafür liefert die Automobilindustrie:Bei so vielen Individualisierungsmöglichkeiten gleicht praktisch kein Fahrzeug dem anderen. Sogar zwei des gleichen Modells können sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Gleiches gilt für einige Haushaltsgeräte. Das Etikett kann auf dasselbe Waschmaschinenmodell hinweisen, aber selbst dann können die installierten Komponenten von Gerät zu Gerät variieren.

Wie behalten Hersteller den Überblick über installierte Komponenten und stellen sicher, dass jede die richtigen Updates erhält? Eine Möglichkeit ist mit einem digitalen Zwilling – also einer virtuellen Kopie des Produkts. Digitale Zwillinge verraten, welche Komponenten an welchem ​​Ort installiert sind, was die Verwaltung von Geräten und das Ausrollen von Software-Updates erheblich erleichtert.

Einführung von Software für eine Vielzahl von Geräten

Die geografische Verteilung der Geräte ist ein wichtiger Faktor bei Software-Updates, aber auch die Anzahl der bereitgestellten Geräte spielt eine Rolle. Je größer die Flotte, desto komplizierter wird der Rollout. Aber was passiert, wenn beim Update ein Fehler auftritt? Hersteller brauchen eine Lösung, die es ihnen ermöglicht, flexibel auf solche Situationen zu reagieren und mit vertretbarem Aufwand Abhilfe zu schaffen.

Bei Bosch.IO stellen wir uns dieser Herausforderung mit Kampagnenmanagement. Die Idee dabei ist, die Geräteflotte in kleinere Chargen zu zerlegen, die sukzessive aktualisiert werden. Wenn während des Updates ein Problem auftaucht, betrifft es nicht die gesamte Flotte. Gerätehersteller können dann den Update-Prozess für bestimmte Chargen zurücksetzen und den Fehler gezielt beheben. Hersteller verlassen sich auch auf das Kampagnenmanagement, um Regeln festzulegen, wann ein Update durchgeführt werden darf. Dadurch soll verhindert werden, dass Software-Rollouts den laufenden Betrieb stören.

Kosten im Zaum halten

Expertengremium:Over-the-Air-Updates für Off-Highway-Maschinen

Unser Expertenpanel bietet Ihnen einen tieferen Einblick in den Markt für Over-the-Air-Updates. Anhand von Praxisbeispielen erfahren Sie, wie diese Updates Ausfallzeiten und den manuellen Wartungsaufwand reduzieren können.

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Software-Updates sind wichtiger denn je und kommen jetzt in immer kürzeren Abständen. Obwohl Over-the-Air-Updates bequemer und weniger zeitaufwändig sind, sind die Kosten für die Einführung von Software immer noch ein Problem. Gerätehersteller müssen ihre Infrastruktur- und Datenübertragungskosten im Zaum halten.

Delta-Updates können dabei helfen. Diese Art der Aktualisierung adressiert nur die Teile des Codes, die sich tatsächlich geändert haben. Dadurch haben Gerätehersteller viel kleinere Updates und viel weniger Daten zu übertragen. Und es macht den gesamten Update-Prozess skalierbarer.

Sichere Aktualisierung gewährleisten

Sicherheit ist ein großes Anliegen bei Over-the-Air-Updates. Gerätehersteller müssen sicherstellen, dass nur vertrauenswürdiger Code auf den Geräten installiert ist.

Dabei hilft ihnen ein Schlüsselverwaltungssystem. Es generiert ein Zertifikat, mit dem sich jedes Software-Artefakt auf dem Gerät authentifizieren kann. Auf diese Weise können Gerätehersteller sicher sein, dass kein unautorisierter Fremdcode auf das Gerät gelangt.