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30 Mai 2018

Plug&Play IIoT Kit überwacht Zustände von Maschinen

Die Unternehmen Bosch und HARTING bündeln ihre Kompetenzen in dem ersten am Markt erhältlichen Plug&Play IoT Starterkit für industrielle Anwendungen mit Schutzart IP 54. Damit lässt sich eine digitale Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen jeglicher Art innerhalb kürzester Zeit und mit wenigen Handgriffen realisieren.

Digitale Zustandsüberwachung anhand physikalischer Messwerte wie Temperatur oder Vibration ist ein effizientes Mittel, um die Anlagenverfügbarkeit von Maschinen und Anlagen dauerhaft zu überwachen und zu verbessern. So können Veränderungen im Verhalten der Maschinen erkannt und entsprechende Maßnahmen ausgelöst werden. Auswahl, Installation und Integration geeigneter Komponenten in bestehende Infrastruktur ist jedoch mitunter sehr aufwändig. Viele Produktionsbetriebe sind hierbei zudem auf die Unterstützung von geschulten IT-Spezialisten angewiesen. Bisher am Markt erhältliche IoT Starter-Kits eignen sich zwar für das erste Prototyping, sind aber nicht für den dauerhaften Einsatz im Industrieumfeld ausgelegt.

IoT Starterkit bestehend aus MICA USB und Boch CISS Sensoreinheit
Das Starterkit besteht aus der Multi-Sensor-Einheit CISS (Connected Industrial Sensor Solution) von Bosch und dem Edge Computing System MICA® von HARTING.

Mit dem MICA CISS Industrial IoT Kit, das in Kooperation mit Bosch Connected Devices and Solutions und der HARTING Technologiegruppe entwickelt wurde, steht jetzt eine IIoT Lösung zur Verfügung, die innerhalb weniger Stunden betriebsfertig ist und sofort erste Daten liefert. Das Kit besteht aus der Multi-Sensor-Einheit CISS (Connected Industrial Sensor Solution) von Bosch und dem Edge Computing System MICA von HARTING. 

Es sind nur wenig Schritte notwendig, um die Anwendung in Betrieb zu nehmen. Die kleine Sensoreinheit CISS kann an jeglicher Oberfläche (IP54) angebracht werden und detektiert bis zu acht physikalische Faktoren inklusive Temperatur, Feuchtigkeit, Vibration, Lageveränderungen, Druck, Licht, Magnetfeld sowie Akustik. Auch der robuste Mini-Computer MICA kann im direkten Maschinenumfeld (IP67) installiert werden. Ein Schaltschrank ist nicht notwendig. Über Steckverbinder mit Industriestandard wird MICA mit der Sensoreinheit und dem lokalen Netzwerk verbunden. Sofort nach der Inbetriebnahme werden die Sensordaten im MQTT Format bereitgestellt und im Webbrowser über das integrierte Node-RED Dashboard visualisiert. Die Analyse und Speicherung der Daten kann grundsätzlich in IT-Systemen oder IoT-Plattformen der Wahl erfolgen. Auch eine lokale Datenspeicherung ist möglich: MICA kann hierfür mit verschiedenen Datenbank-Programmen ergänzt werden.

07 Feb 2018

Edge Analytics out of the Box

Edge Analytics Container für MICA

IBM und HARTING bündeln Technologien zur dezentralen Datenanalyse auf der MICA. IBM verpackt dafür zwei schlagkräftige Software-Lösungen in ein einen neuen Edge Analytics Container: Apache Edgent unterstützt bei der Verarbeitung von Datenströmen; mit IBM Informix steht eine speziell für Zeitreihen optimierte und besonders effiziente Datenbank bereit. Damit können große Datenmengen, wie sie häufig in IoT-Projekten anfallen, direkt im Shopfloor verarbeitet werden.

In der verarbeitenden Industrie zeichnet sich immer mehr ein Trend zur Verarbeitung von Produktionsdaten nahe an den Datenquellen ab. Diese Vor-Ort-Verarbeitung in der Fertigungshalle, auch als „Edge Analytics“ bezeichnet, ergänzt ganz hervorragend eine selektive, zentrale Speicherung dieser Daten zur Weiterverarbeitung on Premises oder in der Cloud. In bestimmten Einsatzszenarien können Edge Analytics Gateways wie die HARTING MICA auch als lokale „Micro Cloud“ im produktionsnahen Umfeld konfiguriert werden. Dadurch erhält der Kunde sowohl einen near-Realtime-Zugriff auf seine Daten als auch eine optimale Kontrolle über die Datenhoheit in seinem Produktionsumfeld.

Zentrale Anforderungen in diesem Kontext sind das Verarbeiten und Speichern von Datenströmen und Zeitreihen. Um dem Anwender die effiziente Entwicklung entsprechender Lösungen zu ermöglichen, finden sich die benötigten Werkzeuge nun vorkonfiguriert paketiert, nahtlos integriert im neuen Analytics Container:

  • Near-Realtime „im-Fluss“-Verarbeitung von Sensordaten durch den Einsatz von Apache Edgent
  • Lokale, optimierte Speicherung und Analyse von Sensor-, Geo- und JSON-Daten basierend auf IBM Informix
  • Optionale Realisierung von lokalen MICA Analytics Clustern („Manufacturing Cloud“) mit Hilfe von IBM Queryplex

Warum wurden gerade diese Technologien gebundelt und wie können sie im konkreten Projekt genutzt werden? Die folgenden Absätze bieten dazu einige ergänzende Informationen.

APACHE EDGENT FÜR DIE „IN-FLUSS“-VERARBEITUNG

Das vom IBM Streams Entwicklungsteam gestartete OpenSource Projekt „Apache Edgent“, erlaubt eine hoch performante und parallele Verarbeitung von Sensordaten auf der MICA. Dabei können diese Daten z.­B. über ein gleitendes Zeitfenster aggregiert werden, es können Filterbedingungen angewandt und/oder werteabhängige Aktionen ausgelöst werden. Edgent kann dabei auch leicht mit der IBM Informix Datenbank lokal auf der MICA verknüpft werden, um z.­B. einkommende Sensordaten mit Daten vom z.­B. dem Tag oder der Woche zuvor zu vergleichen.

Neben der Anbindung an Informix (via JDBC), kommt Edgent mit weiteren Konnektoren, um z.­B. eine direkte Anbindung an MQTT, Kafka, HTTP, Web Sockets, IBMs IoT Plattform usw. einfach zu realisieren.

IBM INFORMIX ALS SENSORDATEN HISTORIAN

Die hybride IoT/Industrie 4.0 Datenbank auf der HARTING MICA
Die hybride IoT/Industrie 4.0 Datenbank auf der HARTING MICA

IBM positioniert die Informix Datenbank besonders im Bereich IoT und Industrie 4.0, sowohl für den Einsatz im Bereich Edge Analytics, aber auch in der Cloud und On-Premises. Informix bietet als eine der wenigen relationalen SQL Datenbanken eine integrierte und optimierte Unterstützung von Zeitreihendaten (d.­h. Sensordaten).

 

Zeitreihendaten werden in Informix ähnlich wie ein Vektor abgelegt, so dass z.­B. die Messwerte für jeweils einen Sensor physikalisch zusammenliegen. Zusätzlich spart sich Informix bei der Speicherung von Sensordaten, die in regelmäßigen Abständen anfallen, die Speicherung der Zeitstempel, was eine deutliche Ersparnis beim belegten Speicherplatz bedeutet – ein entscheidender Vorteil beim Einsatz auf ressourcenbeschränkten Edge Devices wie der MICA. Nicht zuletzt bedeutet geringeres Datenvolumen auch schnellere Operationen auf diesen Daten. JSON formatierte Sensordaten können auch in einer Informix Zeitreihe abgelegt werden und dies ermöglicht eine sehr hohe Flexibilität beim Einbinden unterschiedlichster Sensoren ohne nachträgliche Änderung des Datenmodells.

Bei Bedarf kann Informix im Sinne einer Round-Robin Datenbank konfiguriert werden, so dass die Sensordaten automatisch nach einem frei konfigurierbaren Zeitrahmen (z.­B. 30 Tage) von der MICA gelöscht werden.

GROSSE DATENMENGEN SEHR SCHNELL IN DATENBANK ÜBERNEHMEN

Besonderer Wert wurde auch auf die schnelle Verarbeitung dieser Daten gelegt. Neben mehr als 100 vordefinierten SQL-Funktionen auf den Zeitreihendaten (z.­B. Aggregationsfunktionen, gleitende Mittelwertberechnungen, Mustererkennung, spatiotemporale Zeitreihendatenverarbeitung usw.), hat man die Möglichkeit, eigene Funktionen basierend auf einer C-Programmierschnittstelle im Datenbankserver direkt an den Daten auszuführen. Durch entsprechend optimierte Datenübernahme-Schnittstellen in Informix wird natürlich auch sichergestellt, dass die großen Datenmengen, wie sie z.­B. bei IoT-Projekten anfallen, sehr schnell in die Datenbank übernommen werden können.

Auch eine Verknüpfung mit Produkten zur Streams Verarbeitung (z.­B. mit Apache Edgent oder IBM Streams) ist leicht realisierbar und häufig in einem solchen Kontext notwendig. Da das grundlegende Datenmodell in Informix relational ist, lassen sich sehr leicht vorhandene Stammdaten mit den Sensordaten in Abfragen kombinieren, ohne dabei auf die Performance der Sensordaten verzichten zu müssen. Für Anwendungen, die nur auf klassisch relationale Tabellen zugreifen können, bietet Informix die Möglichkeit virtuelle Tabellensichten zu definieren, allerdings unter Beibehaltung der Informix Sensordaten Performance. Um die Anwendungsentwicklung im IoT Kontext zu erleichtern, bietet Informix eine Vielzahl von Schnittstellen wie z.­B. MongoDB, REST, MQTT, DRDA. JDBC, ODBC, .NET, SQL u.­a.

MIT IBM QUERYPLEX WIRD MICA ZUR MICRO CLOUD

IBM Queryplex ist eine innovative Technologie, die es erlaubt, mehrere MICAs zu einer Art Micro Cloud bzw. zu einem MICA Cluster zu verknüpfen. Ein Anwendungsfall kann dabei sein, eine ganzheitliche Sicht auf alle bereits auf den MICAs in Informix erfassten Sensordaten für komplexere Auswertungen zu erhalten, ohne dabei alle Daten vorher an einem zentralen Ort konsolidieren zu müssen. Eine weitere mögliche Anwendung ist, den MICA Cluster als Computing Cluster für komplexere Machine Learning Modelle zu nutzen.

10 Nov 2017

MICA auf dem IoT Solutions World Congress in Barcelona

Davon hätte jede Sekretärin um die Jahrhundertwende geträumt: Eine Maschine, die die Anzahl der Anschläge auf der Schreibmaschine misst. Was damals Technik ‚State-of-the-Art‘ war, ist heute genau das richtige Stück Maschinengeschichte, um die Digital Retrofit-Anwendung mit MICA auf dem weltweit wichtigsten IIoT Event vorzustellen.

Die Anwendung, die eine historische Schreibmaschine über einen Sensor mit der MICA und damit mit der IoT-Welt verbindet, war eines der Eye-Catcher auf dem HARTING Stand auf dem IoT World Congress in Barcelona vom 3. – 5. Oktober 2017. „Die Schreibmaschine ist ein schönes Beispiel dafür, dass jede Maschine auf dem Planeten mit MICA mit dem IoT verbunden werden kann“, so Dr. Jan Regtmeier, Director Product Management bei der HARTING IT Software Development. Neben der Vorstellung dieser und weiterer Anwendungen – wie der Verbindung verschiedener SPS mit der MICA  – hatte Regtmeier die Ehre als einer der Speaker auf dem Kongress die Vorteile des Digitalen Retrofits mit MICA zu präsentieren.

Der IoT Solutions World Congress ist mit 13.000 Besuchern aus 114 Ländern eines der wichtigsten IoT Events. Wachstumsraten der Besucherzahlen von jährlich 30% zeigen die dynamische Entwicklung und steigende Bedeutung des Kongresses und der IoT Branche insgesamt.

16 Okt 2017

On-Demand-Webinar: ASSET TRACKING

On-Demand-Webinar zum Thema Asset Tracking IoT für alles

Auf dem MICA.network EXPERT DAY am 21.09.2017 in Minden präsentierten Experten aus dem MICA.network geeignete Technologien, Lösungen und Anwendungsbeispiele rund um das Themengebiet Asset Tracking: Die digitale Integration von allen möglichen Gegenständen – was übrigens auch Personen in Industriebetrieben oder Krankenhäusern sein können. Die über 50 Teilnehmer lernten die Anwendungsmöglichkeiten der MICA mit verfügbaren Technologien wie NB-IoT, Beacons, LoRa und RFID und die damit verbundene Integration in IT-Systeme zu verstehen.

Bei einer anschließenden Werksführung konnten sich die Teilnehmer zudem davon überzeugen, wie HARTING RFID für eigene Prozesse im Bereich eKanban und Werkzeugerkennung nutzt. Das überaus positive Feedback bei allen Gästen und Referenten ermutigt uns, das Konzept dieser Experten-Tage rund um MICA-Anwendungen weiter ausbauen.

Die spannenden und professionellen Vorträge wurden zudem per Video aufgezeichnet und sind hier als kostenfreies On-Demand-Webinar verfügbar.

01 Sep 2017

Industrial Internet of Things versus M2M – Was sind die Unterschiede?

Automatischer Informationsaustausch zwischen Maschinen, Anlagen und anderen Entitäten, ungeplante Ausfallzeiten reduzieren, Verbesserung des Servicemanagements. Alles Disziplinen, die sowohl M2M als auch IoT für sich beanspruchen. Wo liegen die Unterschiede?

Machine-to-Machine: Proprietäre Punkt-zu-Punkt Kommunikation

Die klassische Machine-to-Machine Kommunikation, kurz M2M, ist bei Industrie-Anwendungen fest etabliert. M2M-Anwendungen bestehen in der Regel aus Micro-Controllern eingebettet in einer Maschine, die über Mobilfunk- oder kabelgebundene Netzwerke direkt mit anderen Geräten oder einer Leitstelle kommunizieren. Sender/Empfänger müssen hierzu in der gleichen—oft proprietären oder herstellerspezifischen–Protokollsprache kommunizieren. Durch M2M Kommunikation werden unter anderem Prozess-Automatisierung oder Remote-Anwendungen, also der Fernzugriff auf Maschinen, ermöglicht.

Industrial Internet of Things: Internet-basierte Vernetzung unterschiedlichster Geräte

In einem Industrial Internet of Things (IIoT) werden prinzipiell die gleichen Geräte/Anlagen/Maschinen vernetzt. Darüber hinaus werden aber auch einfache Sensoren sowie preiswerte Geräte oder auch alte Teilnehmer mit eingebunden, die kein eigenes M2M Hardwaremodul besitzen. An dessen Stelle kommen IoT Gateways wie die MICA® von HARTING zum Einsatz, die die Schnittstelle zwischen diversen Endgeräten, Protokollen und dem Internet herstellen. Der Datentransfer bei IoT-Anwendungen ist zudem grundsätzlich Internet- und damit IP-basiert, was bei M2M nicht notwendigerweise der Fall ist. Inhärent ist zudem die Nutzung von Cloud-Computing. Dabei managen IoT-Plattformen wie Cumulocity oder Distrix zentral die Vernetzung zahlreicher und unterschiedlichster Geräte. Die Cloud-basierte Architektur macht IoT im Vergleich zu M2M besser skalierbar. Eine nachträgliche Erweiterung um diverse Teilnehmer als auch weiterführende Anwendungen sind jederzeit möglich. Im Gegensatz dazu versteht sich M2M eher als proprietäre Punkt-zu-Punkt Kommunikation im Rahmen einer spezifischen Anwendung.

Großes Potential für IIoT Anwendungen

Durch die Nutzung von Internet-Technologien und der Big-Data-Fähigkeiten der Cloud wird IIoT ein größeres Potenzial gegenüber M2M zugeschrieben: Neben der großen Vielfalt und Flexibilität seitens der Endgeräte können insbesondere durch das Cloud-Computing die geernteten Daten viel besser für Unternehmenszwecke nutzbar gemacht werden. Big Data Analyse und universelle Visualisierungsfunktionen ermöglichen es, Daten und -Analysen überall zur Verfügung zu stellen, auch auf mobilen Geräten. Die Kombination dieser Attribute erhöht die Sichtbarkeit der IoT-Lösungen und schafft Aufmerksamkeit für strategische Entscheidungen. M2M Lösungen werden eher auf operativer Abteilungsebene genutzt.

Die Grenzen zwischen M2M und IoT schwinden

Bereits jetzt ist ein Zusammenwachsen beider Disziplinen zu erkennen. Die Begriffe M2M und IoT sind vielerorts ein Synonym geworden. Eine klare Differenzierung hält nicht immer stand. Vor allem M2M Anbieter mit traditionell starken Kompetenzen im Bereich Embedded-Hardware und mobiler Telekommunikation fangen an, Cloud Funktion ihrem Leistungsportfolio hinzuzufügen. Die Entwicklung in Richtung IP-basierter Kommunikation eröffnet M2M zudem neue Dimensionen, da sich so viele Teilnehmer deutlich einfacher verwalten lassen. Mit einem MICA® IoT Gateway beispielsweise können mehrere lokale Endgeräte über je einen eigenen Software-Container und damit mit einer eigenen IP-Adresse gemanagt werden. Diese smarte Art der Virtualisierung auf Feldebene ist mit klassischen M2M Embedded Devices nicht möglich. Ebenso lässt sich die Kommunikation spezifischer Feldbus-Protokolle mit standardisierten – IoT interpretierbaren – Protokollen wie OPC UA  mittels Software-Container mit geringem Aufwand realisieren. MICA® unterstützt damit sowohl proprietäre Punkt-zu-Punkt Kommunikation als auch den offenen, standardisierten Ansatz einer IoT Plattform.

M2M Erweiterungen als IoT abbilden

Es gibt auch Situationen, in denen der parallele Betrieb von M2M Anwendungen und IoT Anwendungen Sinn macht. Zum Beispiel, wenn bei einer bestehenden M2M Lösung nachträglich neue Daten gesammelt oder Anwendungen ergänzt werden sollen. Das Produktivnetz wollen viele Anwender, wenn es einmal steht, nicht mehr anfassen (Never Touch a Running System). Auch sind zusätzliche Sensoren oftmals nicht hinzuzufügen, ohne weitere M2M Module oder SPSen einzubauen. Da macht es mehr Sinn, mit einem IoT Gateway wie MICA® die neue Anwendung ganz gemütlich über ein zweites Netzwerk abzuwickeln.

02 Mrz 2017

MICA zertifiziert für „Microsoft Azure for IoT“

HARTING MICA® zertifiziert für Microsoft Azure for IoT

Die HARTING MICA® ist jetzt auch für die Funktionsfähigkeit mit der Azure Cloud von Microsoft zertifiziert.

Microsoft erhebt mit der Zertifizierung einen gewissen Anspruch an Endgeräte, die mit Microsoft Azure-Diensten arbeiten. Dazu hat MICA® eine Reihe spezieller von Microsoft bereitgestellter Tests durchlaufen, um die Funktionsfähigkeit der Hardware zu evaluieren. Mit den von Microsoft validierten Ergebnissen erfüllt MICA® die Anforderungen des „Microsoft Azure Certified for IoT“ Programms. 

Das Zertifizierungs-Programm von Microsoft soll außerdem helfen, IoT-Projekte zu beschleunigen, in dem ein Set an verfügbaren Sensoren und Geräten bereitsteht, die auf Benutzerfreundlichkeit und Kompatibilität mit der Azure IoT Suite getestet worden sind.

Mit Azure stellt Microsoft eine Sammlung integrierter Clouddienste bereit, um Anwendungen über ein globales Netzwerk aus Rechenzentren zu erstellen, bereitzustellen und zu verwalten. Als zweitgrößter Cloud-Service ist Microsoft Azure in zahlreichen europäischen Ländern mit Rechenzentren vertreten und bietet eine spezielle Datenschutzverordnung für deutsche Rechenzentren an.