Backup und Storage beim Edge Computing

Daten-Management für Industrie 4.0

26. April 2021, 12:00 Uhr   |  Ralf Damerau/am

Daten-Management für Industrie 4.0

Mit der zunehmenden Nutzung neuer Techniken wie 5G wächst auch das Datenvolumen in den Arbeitsprozessen der Industrie 4.0. Diese enorme Menge an Informationen muss die IT-Infrastruktur schnell verarbeiten und zuverlässig zur Verfügung stellen. Für eine effiziente Nutzung empfiehlt es sich daher, die Daten auch direkt dort zu evaluieren und zu sichern, wo sie entstehen. Diese Möglichkeit bietet das Edge Computing.

Laut den Schätzungen von IDC werden im Jahr 2025 rund 150 Milliarden Geräte weltweit vernetzt sein. Für die entstehenden Strukturen der Industrie 4.0 führen unzählige Sensoren und spezielle IoT-Devices (Internet of Things) bereits jetzt kontinuierlich Messungen innerhalb der Produktionsprozesse durch. Dabei kann es sich beispielsweise um die Temperaturwerte einer Maschine in der Fabrikhalle oder um die Vibrationsdaten eines Kompressors handeln.

Echtzeitfunktionalität

Dank der schnelleren Übermittlung dieser gewaltigen Datenmengen durch 5G stehen viele produzierende Unternehmen vor einer großen Herausforderung: der Verarbeitung, Beurteilung und Sicherung exponentiell wachsender Informationen. So erfordert etwa die Echtzeitfunktionalität mancher Applikation eine äußerst geringe Latenz für die Übertragung der Messwerte. Der Versand für eine zentralisierte Verarbeitung aller Daten dauert aber oft zu lange, ist unzuverlässig und benötigt viel Bandbreite. Besser lassen sich solche Informationen in der Nähe ihres Ursprungsorts verwerten.
Da sich herkömmliche zentralisierte Architekturen oder die Cloud hier weniger gut eignen, verlagern sich die Ressourcen für Rechenleistung und Backups zunehmend an den Rand der IT-Infrastruktur – an den Edge.


Edge-Server als essenzielle Komponente moderner Infrastruktur

Nach Einschätzung von Gartner-Analysten wächst die Bedeutung des Edge Computings enorm: Sind aktuell noch lediglich zehn Prozent der digitalen Assets außerhalb des zentralen Rechenzentrums oder der Cloud erzeugt und verarbeitet, soll dieser Anteil bis 2025 auf 75 Prozent steigen. Das Core Computing wird damit nicht überflüssig, doch der Stellenwert des Edge Computings ist nicht zu unterschätzen. Wichtig sind dabei drei Komponenten:

  • lokale IoT-Hardware,
  • Edge-Server und
  • Micro-Cloud-Lösungen.

Die lokale Hardware spielt beim Edge Computing nur eine untergeordnete Rolle. Sie erfasst und ermittelt die Daten und gibt die reinen Messwerte direkt weiter. Wichtig ist dabei lediglich eine zuverlässige Übertragung, das Speichern auf der Hardware ist nicht nötig. Essenziell für die Sicherheit der Daten ist hingegen der Edge-Server, der die Informationen in Empfang nimmt. Er ist Dreh- und Angelpunkt der gesamten Struktur, denn er speichert die Daten und wandelt sie in kontextbasierte Informationen für eine spätere Verwendung in der Cloud um. Hier kann ein Datenverlust einen massiven Schaden erzeugen und die Funktionalität von zahlreichen Anwendungen beeinträchtigen. Daher gilt es an dieser Stelle besonders, für eine hohe Sicherheit des Edge-Servers zu sorgen – etwa durch das Einrichten von sekundären Edge-Sites sowie das Verlagern von Backups in die Core-Infrastruktur oder in die Cloud.

Anforderungen an Backups in Edge-Umgebungen

In klassischen IT-Infrastrukturen wiederholen Unternehmen oft den gleichen Fehler: Da neuer Speicherplatz kosteneffizienter ist, archivieren sie hier alle Informationen, ohne sie vorher auszuwerten und gegebenenfalls zu löschen. Dies führt zu großen Mengen an Datenmüll. Etwa 50 Prozent der heutzutage gespeicherten Informationen sind nutzlos. Man spricht daher auch von „Dark Data“. Typische Beispiele sind redundante E-Mail-Archive, alte Firmenakten oder verwaiste Informationen von ehemaligen Mitarbeitern. Niemand kennt den Inhalt dieser Dateien. Deswegen kann auch niemand im Nachhinein entscheiden, ob man sie behalten oder löschen soll. Bei Industrie-4.0-Anwendungen kann eine Datenbank mit unnötigen Informationen zu besonders großen Problemen führen. Denn auch das IoT generiert Unmengen an Daten, wenn auch oft nur für einen temporären Zweck. Das Aufbewahren dieser speicherintensiven Raw-Formate ist nur in seltenen Fällen aus Compliance-Gründen nötig – beispielsweise bei Bildern aus CCTV-Überwachungskameras oder bei Tokens und Karten für eine intelligente Zutrittskontrolle. Auch bei einem digitalen Zwilling kommt es nicht auf die Archivierung einzelner Werte, sondern nur auf die letztendlichen Ergebnisse an.

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2. Vier Kriterien zur Beurteilung von Edge-Daten

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