Cloud Computing: Grundlage für Industrie 4.0 | Simio

Technologien für die digitale Transformation sind der Schlüssel zu modernen Industrie-4.0-Arbeitsabläufen, bei denen die Automatisierung für die Durchführung traditioneller Prozesse erforderlich ist. Für Hersteller beginnt die Implementierung von Industrie 4.0-Betriebsmodellen mit der Digitalisierung, und in vielen Fällen erfolgt der digitale Transformationsprozess schrittweise, von der Abschaffung von Papier bis zur Nutzung von Manufacturing Enterprise Systems (MES). Beim Übergang von der schrittweisen zur groß angelegten Einführung von IoT-Geräten und erweiterten Systemen ist die Unterstützung durch eine Cloud-Computing-Plattform erforderlich.

Cloud Computing stellt dem Industriesektor erhebliche Rechenressourcen zur Verfügung, um die schrittweise Einführung von Lösungen für die digitale Transformation zur Verbesserung der Abläufe zu unterstützen. Der Industriesektor umfasst dabei alle Nischen wie das Gesundheitswesen, das Bank- und Finanzwesen, die Öl- und Gasindustrie und das Bildungswesen - obwohl in diesem Beitrag der Schwerpunkt auf dem Einsatz in der Fertigungsindustrie liegt.

In der Fertigungsindustrie kann die Industrie-Cloud als leere Grundlage betrachtet werden, die Unternehmen für die Entwicklung einer nachhaltigen Technologieinfrastruktur nutzen können. Zu den Grundlagen, die Cloud Computing-Dienste bieten, gehören:

• Infrastructure as a Service (IaaS) - Die Bereitstellung virtueller Computing-Infrastrukturen wie Netzwerkkomponenten und CPUs bietet Herstellern die Möglichkeit, eine private Cloud-Infrastruktur zur Unterstützung branchenspezifischer Abläufe aufzubauen.
• Platform as a Service (PaaS) - Hersteller, die an der Entwicklung branchenspezifischer Anwendungen innerhalb eines Ökosystems mit einem funktionalen Betriebssystem interessiert sind, können die Vorteile von PaaS-Cloud-Plattformen nutzen, um die Ziele der digitalen Transformation zu erreichen.
• Software as a Service (SaaS) - Für viele Hersteller reicht eine benutzerdefinierte Umgebung aus, die mit den Tools zur Datenspeicherung und Datenanalyse ausgestattet ist, um Maßnahmen zu ergreifen. Eine SaaS-Cloud-Plattform bietet die unterstützende Grundlage für die Datenverwaltung, die es dem Unternehmen ermöglicht, sich größtenteils auf seine Kernaufgaben zu konzentrieren.

Trotz der verschiedenen Arten von Cloud Computing-Plattformen und der von ihnen angebotenen Funktionen gibt es einen wichtigen Faktor, der sie miteinander verbindet, nämlich die von ihnen angebotenen Managed Services. Die Nutzung eines Cloud Computing-Dienstes bedeutet, dass die technischen Aspekte wie die Aktualisierung der Plattformfunktionen, die Einrichtung von Sicherheitszentren, die Beseitigung von Ausfallzeiten usw. in den Verantwortungsbereich des Dienstanbieters fallen... und in den meisten Fällen sind die Techniker, die die Cloud-Dienste verwalten, spezialisierte Fachleute mit besseren Qualifikationen als die IT-Abteilungen, die die meisten Hersteller aufbauen können.

Anwendungsfälle für den Einsatz der Industrial Cloud

Im Allgemeinen liegt die Verantwortung für die Entscheidung, wie und wo Technologien für die digitale Transformation eingesetzt werden, bei den einzelnen Fertigungsunternehmen, aber es gibt einige gängige Anwendungsfälle. Zu diesen Anwendungsfällen gehören:

• Datensammlung - In einer durchschnittlichen Produktionsstätte entstehen große Datensätze aus dem täglichen Betrieb. Die Speicherung der gesammelten Daten zur Analyse und zur Gewinnung verwertbarer Erkenntnisse erfordert den Einsatz umfangreicher Rechenressourcen. Die industrielle Cloud bietet die Ressourcen, um alle in der Fertigung erfassten Daten problemlos zu speichern. Hersteller können auch spezialisierte Aggregations-Tools nutzen, um gesammelte Daten in Formaten zu kategorisieren, die die Suche oder Datenanalyse vereinfachen.
• Unterstützung von Lösungen für die digitale Transformation - Anbieter von Plattformen für die digitale Transformation verlassen sich auf Cloud Computing, um die Zusammenarbeit und die damit verbundenen Rechenressourcen zu ermöglichen. So ist beispielsweise Software für Nachfrageprognosen auf Cloud-Ressourcen angewiesen, um die für die Vorhersage der künftigen Nachfrage erforderlichen historischen Datensätze zu speichern. Auch Simulationsmodellierungs- und digitale Zwillingsplattformen verlassen sich auf die Cloud, um mehreren Nutzern den Zugriff auf Simulationsergebnisse oder digitale Darstellungen von verschiedenen Standorten und Geräten aus zu ermöglichen.
• Computing-Ressourcen für Entwickler - Branchenspezifische Anwendungen und Tools sind erforderlich, um Fertigungsdaten zu bearbeiten und genaue Einblicke zu gewinnen. Industrielle Cloud Computing-Plattformen, wie z. B. eine IoT-Plattform, bieten Entwicklern die erforderlichen Tools zur Entwicklung von Anwendungen, die für die Bearbeitung von Fertigungsdaten entwickelt wurden.
• Unterstützung von Edge-Computing-Frameworks - Die Dezentralisierung, die Edge-Hardware für die Fertigung mit sich bringt, ist ihr wichtigstes Merkmal, aber manchmal müssen Edge-Anwendungen zentrale Plattformen nutzen, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen. Cloud Computing bietet die notwendige Zentralisierung, um Edge-Daten zu speichern oder digitale Darstellungen von Prozessen zu entwickeln, die mit Edge-Hardware überwacht werden.

Die Vorteile von Cloud Computing für Industrie 4.0-Anwendungen

Die oben genannten Anwendungsfälle verdeutlichen die Vorteile der Nutzung von Cloud Computing zur Unterstützung der digitalen Transformation von Fabriken und industriellen Prozessen, bieten jedoch keinen umfassenden Umfang der Vorteile. Weitere Vorteile des Einsatzes der industriellen Cloud sind

• Skalierbarkeit und Flexibilität - Die Industrie-Cloud bietet Herstellern die Möglichkeit, entweder die Rechenanforderungen automatisch zu skalieren oder auf Knopfdruck mehr Rechenressourcen anzufordern. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Computerhardware zu kaufen und verfügbare Systeme neu zu konfigurieren, wenn eine herkömmliche Vor-Ort-Infrastruktur skaliert werden soll. Die Skalierbarkeit, die die Cloud bietet, versetzt Hersteller in die Lage, flexible Fertigungsprozesse zu implementieren und auf betriebliche Veränderungen zu reagieren.
• Benutzerfreundlichkeit - Hersteller tragen die Verantwortung für die Entwicklung von Produkten und deren Produktion, um die Kundenzufriedenheit zu erhöhen und Gewinne zu erzielen. Die zusätzliche Verantwortung für die Verwaltung und ständige Überwachung der IT-Infrastruktur lenkt die Aufmerksamkeit eines Herstellers von seinen Kernzielen ab und sorgt dafür, dass die IT-Systeme optimal funktionieren. Anbieter von Cloud-Computing-Diensten beseitigen diese Herausforderung, indem sie die Verantwortung für die Verwaltung des IT-Systems übernehmen. Fertigungsunternehmen führen einfach Anwendungen oder Suchfunktionen aus, ohne ihre IT-Systeme neu konfigurieren zu müssen.
• Kostenflexibilität - Cloud-Dienste werden in der Regel über nutzungsabhängige Abonnementpläne bereitgestellt. Daher ist der Umfang, in dem ein Hersteller Rechenressourcen verbraucht, der entscheidende Faktor für die Nutzungskosten. Im Vergleich zu herkömmlichen On-Premise-Systemen ist die Nutzung der industriellen Cloud erschwinglicher, da sie die Gemeinkosten für den Kauf und die Einrichtung von Computersystemen reduziert.
• Erweiterter Support - Cloud-Service-Anbieter verfügen über professionelle Support-Teams, die wissen, wie Fertigungsunternehmen ihre Lösungen nutzen. Das technische Wissen dieser Supportteams führt zu einer umfassenden Unterstützung während des gesamten Lebenszyklus einer Anwendung. Beispielsweise stellen Service Provider, die spezialisierte Lösungen wie eine IoT-Plattform anbieten, Teams bereit, die auf die Verwaltung von IoT-Implementierungen spezialisiert sind, um Probleme im Zusammenhang mit IoT-Frameworks zu beheben und zu lösen. Der Support, den CSPs anbieten, ist manchmal in den Abonnementkosten inbegriffen und im Allgemeinen günstiger als die Einstellung von Beratern zur Behebung systemischer Probleme.

Fazit

Die Cloud ist nicht länger ein obskurer Trend, der vermieden werden sollte. Statistiken zeigen, dass etwa 87 % der Hersteller bereits die Cloud nutzen, um bestimmte Industrie 4.0-Anwendungen zu unterstützen. Auch wenn die Implementierung von Cloud-Lösungen mit Schwierigkeiten verbunden ist, können Hersteller die von Dienstleistern angebotene Unterstützung nutzen, um von den Vorteilen zu profitieren.