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Wie IIoT funktioniert - Die Architektur einer Verbindung zweier Welten

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Es gibt eine Reihe von Anforderungen an die Hardware im Rahmen einer IIoT-Architektur.

Einfach gesagt ist das industrielle Internet of Things (IIoT) ein Netzwerk von Geräten und Maschinen, die mit Sensoren bestückt und durch Kommunikationstechnologien miteinander verbunden sind. Sensoren und Geräte sammeln Daten und senden sie an Server. Dort werden die Daten in der Regel auf der Ebene des Cloud Computings über intelligente Algorithmen analysiert und zu handlungsrelevanten Smart Data weiterverarbeitet. Letztere werden den Anwendern zur Verfügung gestellt und wieder an die Geräte zurückgesendet. Visualisierte Informationen aus der Datenanalyse erlauben es dem Nutzer, Maschinen aus der Ferne zu überwachen und zu steuern.

Ermöglicht wird all das durch die Konnektivität der Geräte und eine IIoT-Plattform, die alle Anwendungen über eine interaktive Ansicht verbindet. Eine IIoT-Plattform bietet also einen Baukasten von Soft- und Hardwarepaketen, um Anlagen und Geräte zu vernetzen und die Verwaltung von Datenflüssen und ­analysen zu erlauben. Das IIoT verbindet demnach zwei Welten: die operative Welt der industriellen Produktion mit ihren Steuerungsanlagen und Prozessrechnern und die Welt der Information Technology mit Client-Server-Computing, Virtualisierung und Internet- und Cloud-Technologie.

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Was Server können müssen

Es gibt eine Reihe von Anforderungen an die Hardware im Rahmen einer IIoT-Architektur. Bezüglich der Datenverarbeitung wird das Datenvolumen von der Anzahl der angeschlossenen Sensoren, der Geschwindigkeit, mit der die Daten erzeugt werden, und der Auflösung der Daten bestimmt. IIoT-typische, große Volumen erfordern enorme Speicher- und Verarbeitungskapazitäten, die ohne Cloud-fähige Infrastruktur nur schwer zu realisieren sind. Der Umweg über Cloud-Provider birgt jedoch bei mangelhafter Datenverschlüsselung das Risiko, dass sensible Unternehmensdaten publik werden oder von Angreifern direkt in die Produktion eingegriffen werden kann. Experten empfehlen deshalb Systeme, die für kritische Prozesse auch ohne Cloud funktionieren. Die nötige Rechenleistung für die Algorithmen produktionsnah zur Verfügung zu haben, also vor Ort in der Fabrik, erfordert wiederum sehr leistungsfähige Server.

Den Anspruch höchster Zuverlässigkeit, hoher Übertragungsraten und geringer Verzögerungszeiten bei der Übertragung erfüllen nur modernste Breitbandtechnologien. Große Hoffnung wird dabei auf die Entwicklung der fünften Mobilfunkgeneration 5G gesetzt. Zu den weiteren Aspekten, denen bei IIoT-Anwendungen eine besondere Bedeutung zukommt, zählen die Stromversorgung (redundante Systeme), die physische Sicherheit (Schutz vor äußeren Einflüssen, Klimatisierung und Kühlung) und die Skalierbarkeit (entspricht der Fähigkeit einer Hard- oder Software, weiterhin zu funktionieren, wenn sie in Größe oder Volumen verändert wird).