Cloud-Technik und Industrie 4.0

Wie Cloud Computing die Messtechnik beeinflussen wird

Hinter Cloud Computing verbirgt sich mehr als ein technologisches Schlagwort: Sie kann die komplette Systementwicklung effizienter gestalten. Dazu muss man jedoch verstehen, wie die Cloud-Technologie eingesetzt wird und welchen Nutzen sie bringen kann.

Eine Cloud setzt sich aus großen Datenzentren zusammen - mit Tausenden von Servern. Auf jeder physischen Maschine befinden sich dabei mehrere Recheninstanzen. Jede virtuelle Maschine, die auf einer physischen Maschine läuft, erhält einen garantierten Anteil an der Rechenleistung, dem Speicher und der Netzwerkbandbreite dieser Maschine. Zudem bietet die Cloud Speicher, Datenbanken, Workflow-Management und Email-Benachrichtigungen. Anwender können über eine Netzwerkverbindung von überall aus auf die virtuellen Computer und Dienstleistungen zugreifen. Cloud-Hosting-Unternehmen stellen diese Infrastruktur bereit. Anwender können auf eine oder mehrere dieser virtuellen Maschine zugreifen und sie betreiben. Abgerechnet wird dann in der Regel stundenweise. Für den Anwender fallen dadurch Erfassung, Setup, Konfiguration und Bereitstellung der Infrastruktur weg.
Unterstützt ein Cloud-Host mehrere und üblicherweise voneinander unabhängige Kunden, spricht man von einer Public Cloud (öffentlichen Cloud). Unternehmen können aber auch eine virtualisierte Infrastruktur in einer Private Cloud aufbauen, falls sie die Kosten für die physikalische Infrastruktur und den Entwicklungsaufwand nicht scheuen, die dafür anfallen.

Vier Funktionen für die Messtechnik

Die Cloud bietet vier Hauptfunktionen, die in Steuer-, Regel-, Datenerfassungs- und Messanwendungen sinnvoll eingesetzt werden können. Damit erhalten Anwender die Möglichkeit, bei der Produktentwicklung und -prüfung Zeit einzusparen. Dienstleistungen, Updates, Fehlerkorrekturen und neue Funktionen erreichen sie sofort.

  • Berechnung: Diese Funktion eignet sich dann, wenn die Anforderung temporär ist oder viel Rechenkapazität erfordert. Ein Beispiel: Ein Datensatz, der sich aus mehreren geografisch verteilten Quellen zusammensetzt, soll analysiert werden. Dazu müssen Daten in komplexe Simulationen einspeist werden.

    Dazu sind bedeutende Recheninfrastrukturen notwendig.

  • Speicherung: Die Speicherung dient der Datenkonsolidierung nahe der von der Cloud gehosteten Berechnung. Dabei besteht ein Konflikt zwischen Datenmenge sowie -geschwindigkeit und der verfügbaren Bandbreite, um die Daten in den Cloud-Speicher zu übertragen. Durch dedizierte Verbindungen höherer Bandbreite mit dem Cloud-Host kann dieses Problem aber behoben werden.
    Zugänglichkeit: Mittels APIs können Anwender über normale http-Aufforderungen von jedem Ort aus auf die Cloud zugreifen. So ist es für Teams in der gleichen Firma oder in Partnerunternehmen ein Leichtes, Daten zusammenzuführen, Berechnung anzustoßen, Ergebnisse einzusehen und relevante Daten herunterzuladen.
  • Workflow-Management: Über die Cloud können Abarbeitungsreihenfolgen von Aufträgen und Nachrichten verwaltet, Aufträge dynamisch verteilt und zentralisierte Webportale für das Workflow-Management zur Verfügung gestellt werden.

Sind Clouds sicher?

Die ersten Bedenken bei Clouds betreffen meist die Sicherheit. Aus diesem Grund investieren Cloud-Hosts viel Zeit und Geld in Sicherheitssysteme. Jeder Angestellte eines Datenzentrums muss sich einer Zuverlässigkeitsprüfung unterziehen. Die Unternehmen müssen strenge Sicherheitsstandards erfüllen und dokumentieren all diese Vorgänge gründlich. Kunden können die Dokumentationen jederzeit einsehen. Doch die Einhaltung dieser Sicherheitsansprüche ist meist nur eine von vielen Maßnahmen, die Cloud-Hosts bezüglich des Schutzes von IP (Intellectual Property) umsetzen. Unter Umständen laufen Arbeitslast und IP eines Unternehmens auf einer physischen Maschine, die sich mehrere Firmen teilen. In der öffentlichen Cloud werden Arbeitsabläufe und IP eines Unternehmens vor anderen Firmen und dem Cloud-Host geschützt. Nutzer können sich auch mit dem Cloud-Host in Verbindung setzen, um festzustellen, ob sie mit dem Schutzniveau für IP zufrieden sind. Andere Bedenken, die es bezüglich Clouds gibt, betreffen den Betrieb und Support. Cloud-Hosts pflegen die Infrastruktur und stellen Prozesse zur Verfügung, um Nutzer zu benachrichtigen und mit Ausfällen umzugehen. Bei kritischen Dienstleistungen replizieren Hosts Daten und stellen Ausfallsicherungssysteme zur Verfügung. Bei Dienstleistungen, die zusätzlich zur Cloud-Infrastruktur angeboten werden, sorgen eigenständig arbeitende Teams für den Support, wie es auch der Fall wäre, wenn sie auf der unternehmenseigenen Infrastruktur gehostet werden würden.

Produkte für die Cloud

National Instruments (NI) bereitet derzeit viele seiner Produkte, Software und Dienstleistungen auf die Cloud vor. Nur so können Anwender den maximalen Nutzen aus Cloud Computing ziehen und mit dessen zunehmenden Funktionen Schritt halten. Die F&E-Teams von NI prüfen die folgende Software in echten Cloud-Anwendungen:

  • NI DataFinder für die Datenindizierung im Cloud-Speicher,
  • NI Diadem für die Datenanalyse im Cloud-Speicher,
  • NI VeriStand für die Modellausführung und Simulationsdurchführung und
  • NI Labview Runtime Engine für das Hosten von virtuellen Instrumenten für verteilte und parallele Aufgaben.

Ein Kunde von National Instruments setzt beim Testen bereits auf Cloud Computing. Er entwickelte einen Simulationsdienst mit über 300 Berechnungsinstanzen. Ihm gelang es so, eine komplexe Simulation von Monaten auf Stunden zu reduzieren. NI bietet ebenfalls Cloud-Dienstleistungen, wie den FPGA Compile Cloud Service, der es Labview-Anwendern ermöglicht, ressourcenintensive Kompilieraufträge auszulagern. Über diesen Service können bald auch Maschinenzustandsüberwachungsleistungen, HPC-Dienstleistungen und Simulations-/Analysediensten bereitgestellt werden. Zudem bietet National Instruments Software as a Service (SaaS) an, zum Beispiel den Web UI Builder, bei dem ein Webbrowser zur Entwicklung einer Web-Benutzeroberfläche für LabView genutzt wird. Zusätzlich dazu stehen verschiedene Datenerfassungsdienste und Sharing Services (beispielsweise NI Data Dashboard für LabView-Sharing) zur Verfügung, die ähnlich gehostet werden. Verkürzte Zeiten, niedrigere Kosten und das Wegfallen einer langfristigen Bindung zur Cloud erfüllen die zukünftigen IT-Bedürfnisse - von neu gegründeten Firmen bis hin zu großen Unternehmen.

Kontaktieren

National Instruments Germany GmbH
Ganghoferstr. 70 b
80339 München
Germany
Telefon: +49 89 7413130
Telefax: +49 89 7146035
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