Edge Computing: Transformation der intelligenten Produktion durch lokale Datenverarbeitung

Edge Computing ist ein System von Mikro-Rechenzentren, die am Rand des Netzwerks installiert sind und eine effiziente lokale Verarbeitung von Daten nahe der Quelle ermöglichen.

Auf Unternehmensanlagen wie Produktionsstätten angewendet, kann diese Infrastruktur von Dienstleistern gehostet werden und die Konnektivität erheblich verbessern. Dies rationalisiert den Cloud-Prozess und liefert sofortige Verarbeitung und Analyse mit höherer analytischer Geschwindigkeit.

In diesem Beitrag fassen wir die relevantesten Vorteile für die Industrie zusammen und erklären die Funktionsweise anhand realer Fälle.

Die Beziehung zwischen Edge Computing und Cloud Computing

Sowohl Edge- als auch Cloud-Architekturen können verschiedene Formen annehmen. Beim Cloud Computing werden Daten oder Verarbeitung an Server in einem entfernten Rechenzentrum (public, private oder hybrid) ausgelagert.

Beim Edge Computing werden Daten oder Datenverarbeitung an nicht-traditionelle Rechenzentren ausgelagert, die dem Endnutzer in geografischer und netzwerktechnischer Nähe näher sind. Dies erleichtert die Bereitstellung von Latenz- und Durchsatzniveaus, die mit Cloud Computing nicht möglich sind.

Edge Computing ist somit eine Erweiterung der Cloud, und gemeinsam bilden sie einen der Pfeiler der Industrie 4.0. In komplementärer Konfiguration kombinieren sie sich zu einem spezialisierten Prozesserlebnis, das besonders in abgelegenen Gebieten mit begrenzter oder nicht vorhandener Konnektivität benötigt wird.

Vorteile von Edge Computing für die Industrie

Industrielles Edge Computing verbindet alle in der Fertigung, Öl und Gas, Energie und vielen anderen industriellen Prozessen eingesetzten Assets. Es hat drei Hauptkomponenten:

• Edge-Konnektivität: mit der Fähigkeit, sich mit jedem Industriesystem zu verbinden und Daten für die sofortige Nutzung zu erfassen/normalisieren.
• Edge-Intelligenz: mit der Fähigkeit, Edge-Datenverarbeitungs- und Analysefähigkeiten zu konzentrieren, um maximalen Wert aus Datenquellen zu ziehen.
• Edge-Orchestrierung: mit der Fähigkeit, Edge-Anwendungen zu erstellen, bereitzustellen, zu verwalten und zu aktualisieren.

Wenn alle drei Komponenten vereint sind, wird nicht nur maximaler Wert aus Daten extrahiert, sondern die Anwendungsorchestrierung erheblich verbessert und die Ausführungszeiten von Anwendungen reduziert – mit Machine Learning als Beispiel.

Wertvollste Vorteile von Edge Computing für die Industrie:

• Prozessqualität verbessern: Die Fähigkeit, Echtzeitentscheidungen zu treffen, optimierte Daten zu integrieren und komplexe Datenquellenanalysen zu bewältigen, kann die Qualität industrieller Prozesse auf ein neues Niveau heben. Maschinen und Anlagen werden flexibel und präzise analysiert.
• Ultra-niedrige Latenz: Das Potenzial, Latenz drastisch zu reduzieren, erhöht die Vorteile von IoT erheblich. Es ist essenziell für das vernetzte System, um ordnungsgemäß zu funktionieren und kritisch auf Fehlfunktionen reagieren zu können.
• Hohe Bandbreite: Edge Computing beschleunigt das Herunterladen und Analysieren von Daten, sodass jeder Datenpunkt seine eigenen Informationen verarbeiten kann. Dies reduziert Speicherkosten und Belastung einzelner Systeme und optimiert den Prozess des Filterns und Findens der relevantesten Informationen.
• Interoperabilität und verbesserte Flexibilität: Edge Computing dient als Verbindungspunkt zwischen Informations- und Betriebstechnologien. Seine Fähigkeit, Geräte kohäsiv zu verarbeiten, beseitigt die Barriere zur Integration kompatibler Systeme und Technologien. Ständige Upgrades gewährleisten einen stetigen Innovationsfluss und verkürzen die Time-to-Market.
• Zuverlässigere Speicherung: Durch die Verteilung von Verarbeitungs- und Speicherfunktionen am Rand haben Cyberangriffe keine Chance, das gesamte Netzwerk lahmzulegen. Die Nähe der Berechnung zur Datenquelle verringert Datensicherheitsrisiken und gewährleistet robuste Cybersicherheit.

Edge Computing kann die Echtzeit-, ereignisgesteuerte Integrationsschicht zwischen Ihren Fabriksdaten und Ihren Geschäftssystemen sein. Es hilft Ihnen, Prozesse zu beschleunigen und zu automatisieren und den vollen Wert aus digitalen Informationen zu ziehen.

Anwendungsfälle für industrielles Edge Computing

Die hohe Bedeutung von Edge Computing spiegelt sich in immer mehr industriellen Anwendungsfällen wider. Der Edge treibt präventive Wartung, zustandsbasiertes Monitoring, OEE, Vision-Systeme, Qualitätsverbesserungen und mehr voran.

Er kann auch fortgeschrittenere Anwendungsfälle wie künstliche Intelligenz und Machine Learning in der Cloud vorantreiben. Der intelligente Rand treibt signifikante Betriebs- und Prozessverbesserungen voran – hier sind einige dieser Szenarien:

• Predictive Maintenance durch Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit: Die Übertragung von Geschwindigkeits-, Temperatur- und Volumendaten einer Maschine liefert Echtzeitinformationen über deren Status und Produktivität. Werden Fehler oder häufige Spitzen in einer Variable wie Temperatur erkannt, kann der Vorgesetzte präventive Maßnahmen ergreifen, um Stillstandzeiten zu vermeiden.
• Erhöhte Produktions- und Fertigungsflexibilität als Service: Fertigung kann flexibler und mobiler gemacht werden, indem die Zeit für die Einrichtung eines Standorts reduziert und Shared-Use-Modelle geschaffen werden, bei denen mehrere Parteien dieselbe Anlage nutzen können. Dafür muss die erforderliche Netzwerkinfrastruktur bereitgestellt werden und kann auf einer Edge-Computing-Struktur laufen.
• Echtzeit-Automatisierungsschub: Edge Computing kann integriert werden, um Verarbeitungs- und Kommunikationszeitverzögerungen zu eliminieren und Echtzeit-Automatisierung voranzutreiben. Dies fördert die Schaffung einer autonomen, automatisch operierenden Fabrik.

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Edge Computing ist das Konzept, IT-Prozesse so nah wie möglich an der Datenquelle zu hosten. Statt auf entfernte Rechenzentren zu vertrauen, nutzt es lokale Infrastruktur zur Datenverarbeitung. Es nimmt die Cloud und bringt sie zur Hardware, die bereits um Sie herum installiert ist.

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