Das Industrial Internet of Things (IIoT) und darauf aufbauende Edge-to-Cloud-Infrastrukturen bieten vielen produzierenden Unternehmen entscheidende Effizienzvorteile. Die Nutzung vernetzter Maschinendaten verbessert unter anderem die Prozesssteuerung, erlaubt vorausschauende Wartung und erleichtert die Automatisierung vieler Vorgänge. Die Installation von IIoT-Systemen stellt jedoch häufig eine große Herausforderung dar, weil Legacy-Anlagen eingebunden werden müssen oder weil die zu vernetzenden Geräte von verschiedenen Herstellern stammen und ihre Sensoren unterschiedliche Standards und Protokolle verwenden.
Weitere Hürden können die schiere Größe und die funktechnische Eignung der für IIoT vorgesehenen Werkshallen darstellen: Ersteres macht kabelgebundene Lösungen prohibitiv teuer und zeitaufwendig, Letzteres schränkt die Verwendung bestimmter Wireless-Technologien wie beispielsweise klassischem WLAN deutlich ein. Die möglichen Strukturen sind entweder hoch spezifisch und daher schwer erweiterbar oder als All-in-One-Architekturen offen und leicht skalierbar.
Softwaredefinierte Wireless-Lösung für maximal breites Anwendungsspektrum
Bei der IIoT-Ausstattung einer 17 Hektar großen Anlage für ein Unternehmen aus der Luftfahrtindustrie entschieden sich Intel und Dell* für die Intel® Smart Edge Plattform für drahtlose Edge-to-Cloud-Dienste. Deren Intel® Smart Edge Controller stellt dabei die Verwaltung der Konfigurationen, des Lebenszyklusmanagements und der 4G-/5G-Verbindungsprotokolle für Tausende von Intel® Smart Edge Nodes zur Verfügung. Diese wiederum bieten die Verarbeitungskapazität für Container und Virtuelle Maschinen, hosten Programmierschnittstellen und steuern den Datenverkehr der verbundenen Geräte.
Aufgrund der vorgegebenen Randbedingungen nutzt das System ein privates LTE-Netz, das eine sehr gute Abdeckung, niedrige Latenz und hohe Bandbreite aufweist, grundsätzlich könnten jedoch alle üblichen kabelgebundenen und drahtlosen Anschlussmöglichkeiten verwendet werden. Die Intel® Smart Edge Software läuft vor Ort auf robusten Dell PowerEdge* R740 Servern mit leistungsstarken skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren, die nicht nur eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, sondern auch die Grundlagen für Funktionen der Künstlichen Intelligenz und eine umfassende Sicherheitsarchitektur zur Verfügung stellen.
Unkomplizierte Skalierung, kompromisslose Sicherheit
Diese beruht auf dem Zero-Trust-Prinzip, bei dem die Verifizierung von Nutzern, Geräten und Daten nicht nur am Perimeter, sondern auch permanent und innerhalb der Netzstruktur erfolgt. Umgesetzt wird dies unter anderem durch die Verschlüsselung jeglichen Datenverkehrs, durch eine gegenseitige Authentifizierung mittels einer Public-Key-Infrastruktur und durch eine strenge Whitelist. Auf diesen Prinzipien basiert auch der im Rahmen der Intel® Smart Edge Lösung eingesetzte Intel® Secure Device Onboarding Dienst, der es ermöglicht, neue Geräte in weniger als einer Minute vollautomatisch einzubinden.
Mit dieser Fähigkeit ließ sich eine der geforderten primären Anwendungen des Kunden sicher umsetzen: der mobile Datenzugriff innerhalb der Fabrik mittels Laptops oder Tablets, um etwa laufende Prozesse mit Planungsdaten abzugleichen. Auch die saubere Abtrennung von weiteren Funknetzen auf dem abgedeckten Areal stellte für die Funktionen von Intel® Smart Edge kein Problem dar. Ebenfalls mit geringem Aufwand konnte dank der neuen Skalierungskapazitäten die zweite Anforderung realisiert werden, nämlich die Verbesserung einer bereits bestehenden Teileverfolgung mittels RFID.
Dafür wurden die lokalen, bislang nicht eingebundenen Lesegeräte der neuen IIoT-Struktur hinzugefügt, so dass die Bestands- und Bewegungsdaten künftig zentral über ein Dashboard in nahezu Echtzeit verfolgt werden können. Auf diese Weise konnten das bestehende Asset Tracking preiswert optimiert und der finanzielle Aufwand für eine komplette Neuinstallation vermieden werden. Die positiven Erfahrungen mit der Einrichtung und dem Betrieb von Intel® Smart Edge haben den Kunden dazu bewogen, die Plattform zukünftig auch für Bereiche wie Predictive Maintenance, Digital Signage oder Machine Vision einzuplanen.
Eine detaillierte Beschreibung der zugrundeliegenden Technik der Intel® Smart Edge Lösung auf skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren und weiterer daraus resultierender Vorteile finden Sie im verlinkten Solution Brief.