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IIoT: Erfolgreiche digitale Transformation durch Integration

Für das Funktionieren von IIoT-Anwendungen ist eine Integrationsplattform notwendig, die als Dreh- und Angelpunkt für Datenintegration und -übertragung dient.

Um Abläufe zu visualisieren, die Produktion automatisiert zu überwachen und zu steuern sowie die Ursachen von Fehlern oder Störungen vor ihrer Entstehung zu vermeiden, bietet das industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) die Lösung.

Im IIoT werden zunächst Daten über Edge-Geräte in Maschinennähe vorverarbeitet, die dann im Anschluss an eine IoT-Plattform gesendet werden. Die gesammelten Daten werden für eine Vielzahl an Aufgaben genutzt, zum Beispiel für die Visualisierung der Abläufe oder zur Meldung von Störungen. Ein Beispiel aus der Praxis: Einem Maschinenbauer erlaubt die Integration einer IoT-Plattform durch die permanente Datenerfassung über Sensoren seiner Anlagen, die Produktionsabläufe möglichst zeit- und kosteneffizient zu gestalten.

Voraussetzung ist, dass einerseits ergänzende Informationen über die Unternehmensprozesse neben den Geräte- und Maschinendaten in der IoT-Plattform gesammelt und verbunden werden. Andererseits muss gewährleistet sein, dass den restlichen IT-Systemen und Unternehmensprozessen auch (selektiv) Daten und Ereignisse aus der IoT-Plattform zugänglich sind.

Für transparente Prozesse ist es bei der Datenübertragung notwendig, dass eine Verbindung zwischen Produktions- und Managementebene besteht – ein integriertes Manufacturing-Execution- und Enterprise-Resource-Planning-System schafft die nötigen Rahmenbedingungen. Kurzum: Es muss eine bidirektionale Verbindung zwischen der IoT-Plattform und den restlichen Applikationen und Anwendungen bestehen.

Die hierdurch geschaffene Transparenz gewinnt insbesondere bei Auswertungen oder Maßnahmen wie der Schließung von Sicherheitslücken an Bedeutung. Der Informationsaustausch zwischen den einzelnen Unternehmensbereichen erfolgt über Schnittstellen, sogenannten APIs (Application Programming Interfaces), so dass zum Beispiel in der Beschaffung Qualitätseinbußen bei Zulieferern leichter nachvollzogen werden können.

Auf diese Daten kann durch die Schnittstellen dann beispielsweise auch die Buchhaltung zugreifen und Informationen daraus ziehen. Auch stellen weitere im jeweiligen Unternehmen verwendete Anwendungen für Customer Relationship Management (CRM) oder Projektmanagement sowie Office-Software einen weiteren Aspekt dar, der bei der Integration berücksichtigt werden muss.

Daten bilden das Zentrum im Industrial IoT

Dreh- und Angelpunkt im Industrial IoT ist die IoT-Plattform, in der die Daten gesammelt und an weitere Anwendungen zur Weiterverarbeitung und Auswertung übermittelt werden. Denn als zentraler Speicherort dieser Daten gilt nicht mehr das lokale Rechenzentrum, vielmehr entscheiden sich Unternehmen zunehmend, ihre Anwendungen in der Cloud zu speichern.

Anwendungen, die zum Beispiel aufgrund des Mangels an geeigneter Software oder aus Sicherheitsbedenken noch nicht in die Cloud umgezogen sind, werden als On-Premises-Software oder Private Cloud im Rechenzentrum gesteuert.

Vom IoT-Device über das Edge-Gerät bis zur zentralen IoT-Plattform und zurück zu den Akteuren der Gerätesteuerung müssen sämtliche Daten reibungslos fließen – erst dann ist die umfassende Integration möglich. Doch der Datenfluss geht weit über die eigenen Sensoren und IoT-Geräte hinaus. Daten von Zulieferern, Partnern und Kunden sowie unter Umständen von Drittquellen wie Verkehrsdaten, Wetterinformationen oder Analysen der sozialen Netzwerke können bei Bedarf ebenfalls integriert werden.

Durch gelungene Integration entsteht so ein komplexes Geflecht aus Daten unterschiedlichster Quellen, die jedoch die Einflüsse sämtlicher für das Unternehmen relevanten Prozesse und Entwicklungen übersichtlich darstellen.

Die Zusammenführung von IT und OT

Auf dem Weg eines Industrieunternehmens in der eigenen digitalen Transformation, wendet es etwa 80 Prozent der Arbeit an seinen IIoT-Projekten für die Integration auf. Die zentrale Frage ist, wie sich komplexe Systeme, Datenquellen und Schnittstellen effizient integrieren lassen.

Die Cloud übernimmt eine entscheidende Rolle – mit Integration Platform as a Service (iPaaS).
Bisher stellte die Integration von Anwendungen in hybriden Infrastrukturen eine Herausforderung dar. Doch in einer leistungsfähigen Integrations- und IoT-Plattform lassen sich die Daten unterschiedlichster Quellen mit Cloud-basierten Lösungen miteinander verbinden.

Aussagekräftig sind Einfachheit und Geschwindigkeit, wenn es um die Frage geht, wie konkrete Informationsaufgaben implementiert werden können. Im Idealfall findet dieser Prozess in der jeweiligen Fachabteilung statt.

So können sich die Entwickler und IT-Ressourcen, an denen es häufig mangelt, sich anderen Aufgaben widmen. Per Drag-and-Drop erfolgt die Integration in einer übersichtlichen Benutzeroberfläche.

Damit die konkreten Integrationslösungen auch für Personal ohne Programmierkenntnisse und Entwicklerressourcen zugänglich sind, ist eine möglichst einfache Integration für die Fachbereiche ausschlaggebend.

Entwickler sind allerdings weiterhin – mit steigender Tendenz – gefragt. Sie beschäftigen sich künftig verstärkt mit der IT/OT-Integration, also der Verknüpfung von Information Technology und Operations Technology.

Während sich OT mit Prozessen und Ereignissen in den Produktions- und Industrieanlagen wie zum Beispiel in der Automobilbranche beschäftigt, widmet sich die IT dem gesamten Spektrum an Technologien der Datenverarbeitung. Dazu zählen Software, Hardware, Kommunikationstechnologien und ähnliche Dienstleistungen.

Da in diesen Bereichen bisher unterschiedliche Konzepte vorherrschten, bestehen hier für Unternehmen einige Herausforderungen. Denn bisher war die OT nicht nach außen vernetzt, so dass Entwickler sich erst seit Kurzem mit Cybersicherheit und Datenverschlüsselung beschäftigen und vorerst die Konzepte aus der IT-Welt übernehmen.

Steigende Ansprüche durch das Wachstum des Industrial IoT

Die gegensätzlichen Konzepte von IT und OT sind deutlich am Fortschritt der Integrationstechnologien messbar. Denn in Hinblick auf IT ist nach Middleware (1. Generation) und serviceorientierten Architekturen (2. Generation) iPaaS bereits die dritte Generation der Integrationslösungen. Allerdings muss sowohl ein durchgängiger Datenfluss als auch eine Schnittstelle für die Integrationslösung, wie zum Beispiel eine API, gewährt sein. In der OT wird das neue Konzept für die Integration via Netzwerk und Cloud bisher nur ansatzweise in Unternehmen angewandt.

Aufgrund der Menge und Vielschichtigkeit der integrierten Fremdsysteme scheitert die individuelle Integration der IoT-Plattform mit den übrigen Applikationen, Software as a Service (SaaS) und IT-Systemen via Punkt-zu-Punkt-Verbindungen häufig. Durch die zunehmende Komplexität von IIoT, werden auch die Anforderungen an Integration vielschichtiger.

Integrationstechnologien wie Integration Platform as a Service (iPaaS) sind weit entwickelt. Bereits in der dritten Generation von Integrationslösungen, kommt iPaaS bei der Anbindung einer Vielzahl an Cloud-Applikationen und SaaS-Anwendungen zum Einsatz.

Die Integrationstechnologie bildet dann nur eine IoT-Plattform als ein (weiteres) System ab – sofern sie von dem jeweiligen Unternehmen genutzt wird. Die iPaaS muss in die zentrale Integrationsplattform eingebunden werden, um die gesamte hybride Infrastruktur effizient zu nutzen.

Dr. Stefan Sigg, Software AG

„Es steht nicht mehr die Frage im Vordergrund, wie die Integration einer gewissen Anzahl an Cloud-Services gelingen kann, sondern vielmehr wie beispielsweise Maschinenbauer die Geräte und dazugehörigen Datenflüsse ihres Kundenstamms in ihre IT und OT integrieren.“

Dr. Stefan Sigg, Software AG

Da immer mehr Industriebetriebe IIoT-Projekte umsetzen, wachsen die Ansprüche an die Integration stetig. Aber nicht nur die Industrie setzt die technologischen Innovationen ein – weitere Branchen ziehen nach. Es steht nicht mehr die Frage im Vordergrund, wie die Integration einer gewissen Anzahl an Cloud-Services gelingen kann, sondern vielmehr wie zum Beispiel Maschinenbauer die Geräte und dazugehörigen Datenflüsse ihres Kundenstamms in ihre IT und OT integrieren.

Letztendlich wird deutlich: Das IIoT funktioniert nur auf der Basis einer umfassenden und durchdachten Integration. Somit ist Integration der Schlüssel zu einer gelingenden digitalen Transformation in einer zunehmend automatisierten Industrie.

Über den Autor:
Dr. Stefan Sigg ist seit April 2017 als Chief Product Officer (CPO) Mitglied des Vorstands der Software AG und verantwortlich für das Produktportfolio, den weltweiten Kunden-Support, den Cloud-Betrieb sowie Forschung und Entwicklung. An der Universität Bonn hat Dr. Sigg sowohl seinen Master als auch seinen Doktortitel in Mathematik erworben. Seine berufliche Laufbahn begann er 1995 in der Produktentwicklung bei SAP. Nach verschiedenen Managementpositionen übernahm er die Entwicklungsleitung für SAP Business Warehouse und später für SAP HANA. Zuletzt leitete er das gesamte Produktportfolio für SAP Analytics. Seit 2014 lehrt Dr. Sigg zudem an der Technischen Universität Darmstadt in den Bereichen Analytik, Big-Data-Technologien und -Anwendungen.

Die Autoren sind für den Inhalt und die Richtigkeit ihrer Beiträge selbst verantwortlich. Die dargelegten Meinungen geben die Ansichten der Autoren wieder.

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