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Im Datennebel und an der Kante zur Cloud
Zeitweise sah es so aus, als wäre in Zukunft jedes ‘Thing’ im Internet of Things (IoT) mit einer Internet-basierten Private Public Hybrid Cloud verbunden. Die Kommunikationsverbindung zwischen Thing und Cloud kann relativ einfach und kostengünstig direkt (z.B. per LAN, Wi-Fi bzw. 2G/3G/4G) oder indirekt über ein zwischengeschaltetes IoT-Gateway erfolgen. Die gesamte Datenspeicherung, Datenverarbeitung und Informationsgewinnung sollte – zumindest aus Sicht der Anbieter entsprechender Plattformen – in der Cloud erfolgen.
Echtzeitfähige Datenanalysen als Cloudservice
Sogar ‘echtzeitfähige’ Datenanalysen (Predictive Analytics) werden inzwischen als Cloudservice angeboten. Über Cloud- und IoT-Plattformen stehen auch entsprechende Serviceschnittstellen zur Datennutzung durch andere Anwendungen,wie beispielsweise Smartphone-Apps und MES/ERP, zur Verfügung. Inzwischen wird deutlich, dass dieses Konzept aus unterschiedlichen Gründen in vielen Anwendungsbereichen so nicht funktionieren wird. Weder selbstfahrende Autos, noch die Fertigungszellen einer Smart Factory werden zur vertikalen und horizontalen Vernetzung bzw. zur autonomen Entscheidungsfindung ausschließlich auf die Cloud setzen können.
Abb. 1: Der (I)IoT-Technologie-Stack Thinglyfied 2 bietet Hardware- und Softwarekomponenten für Devices, Edge Gateways und die zu einem Produkt gehörende Cloud.
Noch nicht einmal eine einfache Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) wird mittels Cloud-basierter Entscheidungsfindung ausreichend zuverlässig arbeiten und die Anforderungen der Anwender vollumfänglich erfüllen können. Im Industrial Internet of Things (IIoT), aber auch im Industrie-4.0-Umfeld erkennt man schon den veränderten Lösungsansatz: Zwischen Feldebene und Cloud entsteht unter dem Oberbegriff Fog- bzw. Edge-Computing (auch Fog-Networking genannt) eine serviceorientierte Zwischenschicht. Sie könnte sogar die gesamte Feldebene einer Smart Factory vollständig absorbieren. Das Ziel dabei ist, einzelne Systeme am Rand zur Cloud (at the edge), also im unmittelbaren Umfeld (Nebel = Fog), intelligenter zu machen, mit speziellen Fähigkeiten auszustatten und Sonderaufgaben ausführen zu lassen. Dadurch können die ‘Things im Nebel’ direkt oder über ein Edge-Gateway untereinander kommunizieren. Automobilhersteller testen zusammen mit Mobilfunknetzbetreibern bereits Cloudlet-Konzepte (Mobil Edge Computing) für autonome Fahrzeuge. Dabei kommunizieren Fahrzeuge und Verkehrsschilder über die Funkzellen Hardware als Edge-Gateway direkt miteinander, ohne dass die einzelnen Datenpakete über eine Cloud ins Internet geleitet werden.
Weiterentwicklung der Fog-Technologie
Mit IBM hat sogar ein erster führender IoT-Cloud-Anbieter einen Strategiewechsel vollzogen: Seit einigen Wochen werden die Watson-Analytics-Funktionen nicht mehr nur in der Wolke, sondern auch im Cisco Edge Router angeboten. In den USA wurde mit dem OpenFog Consortium inzwischen schon ein Verband gegründet, der sich diesem speziellen Thema widmet. Die Gründungsmitglieder ARM, Cisco, Dell, Intel, Microsoft und die Princeton University wollen ‘Fog-Technologie’ zusammen weiterentwickeln und im Markt verbreiten. Dabei werden sie inzwischen auch von GE und Schneider Electric und zahlreichen weiteren Unternehmen und Organisationen unterstützt.
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