Erfolgreich im Datenzeitalter - mit neuen Maßstäben bei Leistung, Flexibilität und Skalierbarkeit

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Edge-to-Cloud

Mit eigener IIoT-Plattform die Produktion um 20 Prozent gesteigert

27.08.2021
Edge und Cloud wachsen zusammen. Doch Standard-Plattformen sind dafür nicht ausgelegt. Besser performen leistungsstarke Eigenentwicklungen, wie das Beispiel thyssenkrupp Materials IoT zeigt.
Die digitale Verbindung der äußersten Enden von Maschinen und Anlagen mit entsprechenden Cloud-Plattformen führt zu gewaltigen Effizienz-Steigerungen.
Die digitale Verbindung der äußersten Enden von Maschinen und Anlagen mit entsprechenden Cloud-Plattformen führt zu gewaltigen Effizienz-Steigerungen.
Foto: thyssenkrupp Materials IoT

Es sind vor allem Fertigungs-Unternehmen, die ihre Edge-Lösungen deutlich ausbauen, um beispielsweise Echtzeit-Anwendungen direkt vor Ort zu realisieren. Häufig lassen sich nur so die meist niedrigen Latenzen einhalten. Gleichzeitig entstehen in der Cloud immer mehr industriespezifische Angebote, sodass diese beiden Enden der Infrastruktur immer mehr zusammenwachsen. Edge-to-Cloud (E2C) nennt man diesen Trend, der sich immer mehr durchsetzt.

In gewisser Weise sind Edge und Cloud gleichzeitig komplementär und konkurrierend. Das heißt, sie ergänzen sich in Form einer umfassenden Topologie, nehmen sich aber auch gegenseitig die Aufgaben weg. "Edge-Computing ist das perfekte Gegenstück zur Cloud, weil damit viele Schwächen der Cloud eliminiert werden", sagt Gartner-Analyst Bob Gill. Die Forrester-Analysten meinen sogar, dass durch eine weitere Aufgabenverlagerung an die Edge das Cloud-Wachstum in diesem Jahr bis zu fünf Prozentpunkte niedriger ausfallen könnte.

Leider bieten die großen Hyperscaler-Plattformen nur wenige Möglichkeiten, um die spezifischen Anforderungen und die gewachsenen industriellen Lösungen in ihren Cloud-Plattformen abzubilden. Gartner hat festgestellt, dass Ende 2020 nur ein Prozent der Edge-Computing-Plattformen bei einem Hyperscaler implementiert war. Die anderen 99 Prozent wurden dagegen auf Plattformen betrieben, die die Industrieunternehmen in Form von eigenen Industrial-Clouds eingerichtet haben.

Vollautomatisch vom Auftrag zur Lieferung

In der modernen Welt einer volldigitalisierten Produktion werden nach einem Auftragseingang die nachfolgenden Produktionsprozesse automatisch gestartet. Gleichzeitig schützt das System die Produktionsanlagen vor ungeplanten Stillständen und versorgungsbedingten Störungen. Auf diese Art lassen sich die Produktionskosten erheblich senken.

Eine solche Produktionsmethode war die Idee mit der die thyssenkrupp Materials IoT (tkMIoT) die Produktivität von mehr als 4.500 Fertigungsmaschinen verbessern wollte. Ein Problem dabei: Die oftmals nicht standardisierten Produktionseinstellungen durften sich dadurch nicht ändern.

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Standard-Plattformen erwiesen sich als ungeeignet

Die tkMIoT begann damit, die kommerziell verfügbaren Optionen zu prüfen. Leider musste man feststellen, dass es für die hier vorgegebenen Anforderungen keine geeignete Architektur gab, vor allem waren die verfügbaren Plattformen nicht flexibel genug. Außerdem waren die Standard-Lösungen äußerst komplex und unterstützten nicht die Art der vernetzten Datenerfassung an der Edge, so wie sie von tkMIoT gefordert wurde.

tkMIoT sah sich deshalb gezwungen, eine eigene durchgängige IIoT-Plattform zu entwickeln, mit der die digitalen Anforderungen des Unternehmens an Systemintegration und Shopfloor-Services in einer passgenauen End-to-End Lösung erfüllt werden konnten. Die Plattform heißt toii und inzwischen ist der gesamte Maschinenpark daran angebunden. Dieses wurde vor allem deshalb möglich, weil toii auch die Kommunikation verschiedenster Maschinen und Produktionsanlagen unterschiedlicher Hersteller unterstützt.

Die von thyssenekrupp Materials IoI entwickelte toii-Platform ist das Herzstück beachtlicher Leistungssteigerungen und steht heute allen Unternehmen weltweit zur Verfügung.
Die von thyssenekrupp Materials IoI entwickelte toii-Platform ist das Herzstück beachtlicher Leistungssteigerungen und steht heute allen Unternehmen weltweit zur Verfügung.
Foto: thyssenkrupp Materials IoT

Intel: Hightech für leistungsstarke E2C-Lösungen

tkMIoT entschied sich in diesem Projekt für eine Vielzahl an Hardware- und Softwarekomponenten von Intel®. So sind die Standard-Server mit skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren sowie mit SATA- und NVMe-basierten Intel® SSDs ausgestattet. Diese werden über eine 10 GBE Intel Ethernet Netzwerk-Interface-Karte (NIC) betrieben. Des Weiteren kommen Industrie-PCs (IPCs) mit Intel Core™ i3 und i5 Prozessoren und hoch-performanten Intel Ethernet Controllern zum Einsatz. "Wir haben uns für Intel als Partner entschieden, weil Intel über eine umfassende Architektur und erstklassige Edge-to-Cloud-Technologie verfügt", sagt tkMIoT-Geschäftsführer Sebastian Lang.

50% weniger Ausfallzeiten und 20% mehr Output

tkMIoT konnte mit seiner Lösung beachtliche Erfolge erzielen. Die einfache Benutzeroberfläche der Plattform bietet eine sehr effiziente und ergonomische Bedienungsführung, wodurch alle Prozess-Abläufe deutlich verbessert werden konnten. Darüber hinaus gibt es auch klar messbare Erfolge: So gingen die Ausfallzeiten um bis zu 50 Prozent zurück und die Produktion konnte um 20 Prozent gesteigert werden.

Vom Individualprojekt zur Branchenlösung

Schon bei Projektbeginn hatte tkMIoT eine große Vision, die über die digitale Transformation der eigenen Fabriken hinausging. Ziel war es, toii mit anderen Herstellern zu teilen, um die Einführung von Industrie 4.0 weltweit voranzutreiben. Basierend auf der umfassenden Architektur von Intel, deren erstklassiger Edge-to-Cloud-Technologie und einem starken Partner-Netz fiel die Entscheidung schnell, toii als eine "Intel IoT Market Ready Solutions" zu vermarkten.

Heute ist toii eine weitreichend genutzte und qualitativ anspruchsvolle Branchenplattform, die es vielen Herstellern ermöglicht, ihre Digitalisierungsprojekte schneller voran zu bringen.