IIoT und iPaaS

Industrial IoT - der vergessene Kernaspekt

27.01.2020
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Bernd Groß ist seit Anfang 2019 CTO bei der Software AG. Der frühere CEO von Cumulocity weist rund 25 Jahre internationaler Erfahrung in den Bereichen Digitalisierung, Cloud Computing, IoT und Industrie 4.0 auf. Vor der Gründung von Cumulocity leitete Bernd Groß Projekte im Bereich Innovationsmanagement und Technologieeinführung bei Nokia Siemens Networks im Silicon Valley.
Die weitreichenden Möglichkeiten des Industrial IoT wurden innerhalb der letzten Jahre anhand vieler anschaulicher Use Cases durchexerziert. Und doch wird ein Aspekt, der maßgeblich zum Erfolg von IIoT-Projekten beiträgt, häufig nicht hinreichend behandelt – die Integration.

Das Industrial Internet of Things (IIoT) erlaubt es Produktionsunternehmen, permanent Daten zu erfassen, automatisch zu analysieren und somit den eigenen Betrieb gezielt zu optimieren. Ein Hersteller von Lackierrobotern kann so beispielsweise über Sensoren durchgehend Daten erfassen - aus der Lackierkabine, von den Zerstäubern oder den Dosierpumpen. Hinzu kommen zusätzliche Produktionsdaten, Fehlermeldungen und Warnungen aus dem Lackierprozess.

In Industrie-4.0-Szenarien wird eine Vielzahl von Daten auf einer IoT-Plattform zusammengeführt und im Anschluss für verschiedene Zwecke ausgewertet.
In Industrie-4.0-Szenarien wird eine Vielzahl von Daten auf einer IoT-Plattform zusammengeführt und im Anschluss für verschiedene Zwecke ausgewertet.
Foto: ALPA PROD - shutterstock.com

Die so erhobenen Daten werden mithilfe sogenannter Edge Devices, sprich kleinen Prozessoren in den Produktionshallen, vorverarbeitet und in Folge in eine IoT-Plattform überführt. Dort laufen sie zentral in einer Datenbank zusammen und werden für verschiedene Zwecke ausgewertet, etwa zur Visualisierung der Abläufe, zur Überwachung und Steuerung der Produktion sowie zur Analyse von Fehlerursachen. Um diese Prozesse zu ermöglichen, müssen aber zum einen die reinen Geräte- und Maschinendaten in der IoT-Plattform mit zusätzlichen Informationen über die Geschäftsprozesse angereichert und verknüpft werden. Zum anderen müssen auch (selektiv) Daten und Ereignisse aus der IoT-Plattform den übrigen IT-Systemen und Unternehmensprozessen zur Verfügung gestellt werden. Erst dies gewährleistet Transparenz im Herstellungsprozess und stellt die Grundlage für die weitere Auswertung sowie daraufhin die Ableitung konkreter Maßnahmen dar.

Technisch gesprochen, muss man also jede IoT-Plattform bidirektional mit den übrigen Applikationen und Anwendungen - typischerweise einem Manufacturing Execution System (MES) oder Enterprise Ressource Planning System (ERP) - verbinden. Die unterschiedlichen Unternehmensbereiche, beispielsweise die Beschaffung, erhalten so über standardisierte Schnittstellen wichtige Informationen, etwa, um Qualitätsprobleme bei Zulieferern leichter klären zu können.

IIoT-Daten in einer hybriden Infrastruktur

In Industrie-4.0-Szenarien sieht die Sache etwas komplexer aus. Hier werden eine Vielzahl an Daten auf einer IoT-Plattform zusammengeführt, die sie zur Auswertung an weiterführende Anwendungen weiterleitet. Diese Anwendungen sitzen heute in aller Regel nicht mehr im eigenen Rechenzentrum, sondern befinden sich in der Cloud. Hinzu kommt, dass Unternehmen ihre unterschiedlichen Business-Lösungen in vielen Fällen von externen Dienstleistern und Softwareanbietern beziehen. Dazu gehören beispielsweise CRM- oder Projekt-Management-Tools sowie weitere Office-Software. Die verbleibenden Anwendungen werden aus unterschiedlichen Gründen als klassische On-Premises-Software oder Private Cloud im Rechenzentrum betrieben - weil es keine passende Cloud-Software gibt, oder weil Sicherheitsgründe dagegensprechen.

An dieser Stelle erhöht das Industrial IoT die Komplexität der Aufgabenstellung, denn zur Integration gehört nun auch der Datenfluss von den Geräten über die Edge in die Cloud und wieder zurück in den Maschinenpark, um entsprechende Handlungen aus den ausgewerteten Gerätedaten abzuleiten. Die Rede ist hier längst nicht mehr nur von den Daten, die die eigenen Sensoren erheben. Die Daten in dieser sogenannten hybriden Infrastruktur kommen mittlerweile auch aus externen Netzwerken von Unternehmenspartnern, Zulieferern, Kunden, Wetter- und Verkehrsstationen, Social Media Tools und vielem mehr - und sollten alle im Kontext dieser Integration mitbeachtet werden.

Integration-as-a-Service - Herzstück der Transformation

Diese Integration ist das integrale, aber wenig sichtbare Kernstück der Digitalen Transformation. In der Realität entfällt mit etwa 80 Prozent der Löwenanteil des kompletten Arbeitsaufwands für die Umsetzung von IIoT-Projekten auf die Integration - was heute in erster Linie die Cloud betrifft. Hier könnte man nun zunächst versucht sein, die IoT-Plattform jeweils individuell in Form von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mit den restlichen Applikationen, SaaS-Diensten und IT-Systemen zu integrieren. Dieser - oft versuchte - Ansatz scheitert jedoch heute meistens an der Vielzahl und der Komplexität der zu integrierenden Fremdsysteme. Die Unternehmen sollten hier vielmehr auch für die Integration auf die Cloud beziehungsweise SaaS setzen - in Form einer leistungsfähigen Integration-Platform-as-a-Service (iPaaS).

Der entscheidende Vorteil einer solchen Cloud-basierten Lösung ist, dass sie von Anfang an für hybride Infrastrukturen optimiert ist. Eine relevante Performance-Metrik ist dabei die Einfachheit und Geschwindigkeit, mit der konkrete Integrationsaufgaben implementiert werden können. Dieser Prozess sollte im Idealfall in den jeweiligen Fachbereichen abgebildet werden, damit die weniger leicht verfügbaren Entwickler- beziehungsweise IT-Ressourcen nur geringfügig eingesetzt werden müssen. Heutige Integrationsplattformen reduzieren hier die Komplexität durch einfache Benutzeroberflächen nach dem Drag-&-Drop-Prinzip unter Zuhilfenahme von Dutzenden Adaptern und dynamischen Integrationsmustern dramatisch.

Das IIoT wächst - und damit die Anforderungen an Integration

In der IT ist der State of the Art von Integrationstechnologien weit fortgeschritten - iPaaS stellt beispielsweise bereits die dritte Generation von Integrationslösungen dar, die besonders oft zur Anbindung der Dutzenden bis Hunderten von Cloud- und SaaS-Anwendungen eingesetzt werden. Setzt ein Unternehmen daher eine iPaaS ein, ist eine IoT-Plattform nur ein (weiteres) System, das an diese zentrale Integrationsplattform für die gesamte hybride Infrastruktur angeschlossen werden muss.

Auf OT-Seite ist diese Art von Integration jedoch ein vergleichsweise neues Konzept, welches gemessen am Gros der Unternehmen erst in Ansätzen in die Praxis überführt wurde. Wichtig sind dabei der durchgängige Datenfluss sowie eine performante und sichere Anbindung der IoT-Plattform an die iPaaS. Das rasante Wachstum des Internet of Things und die damit einhergehende wachsende Anzahl an vernetzten Geräten werden jedoch in Zukunft immer größere Anforderungen an die Integration stellen - und das nicht nur in der Industrie, sondern über alle Branchen hinweg. Unternehmen, die eine gelungene Transformation anstreben, sollten also bei der ganzheitlichen Integration aller geschäftsrelevanten Komponenten neben der IoT-Plattform auch auf die Funktionalität einer leistungsfähigen Integration-Platform-as-a-Service setzen. (mb)