Internet der Dinge Ausfallsicher und skalierbar – das muss eine M2M-Plattform können

Autor / Redakteur: Stefan Meyer * / Franz Graser

Die Anwendungsszenarien für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) sind vielfältig. Entscheidend beim Management der vernetzten Geräte ist die Wahl der richtigen M2M-Plattform. Sie sollte leistungsfähig, ausfallsicher und skalierbar sein.

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Anwendungsbeispiel für M2M-Kommunikation: Autos können miteinander kommunizieren und Informationen über Staus oder eventuelle Gefahren übermitteln.
Anwendungsbeispiel für M2M-Kommunikation: Autos können miteinander kommunizieren und Informationen über Staus oder eventuelle Gefahren übermitteln.
(Bild: Telit)

Damit M2M-Lösungen funktionieren, sind mehrere Komponenten notwendig: Endgeräte, Kommunikationsmodule, M2M-Plattform für Datenverarbeitung, Anwendung zur Nutzung der Daten, Systemverwaltung. Bindeglied zwischen diesen Komponenten ist die M2M-Plattform, meist in Form von Middleware. Sie sorgt mit Hilfe von Software-Schnittstellen, Diensten oder Protokollen dafür, dass Anwendungen mit den Anlagen und Maschinen interagieren können.

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IoT-Kongress 2014: Best Practices in the Internet of Things

Der Weg von klassischen Embedded-Steuerungen über vernetzte Embedded-Systeme und intelligente Cyber-Physical Systems hin zum Internet der Dinge ist eine Revolution, die unsere Welt dramatisch verändert. Einher geht die 4. Industrielle Revolution, die mit unternehmens- übergreifenden Echtzeitprozessen die Wertschöpfung auf eine neue Stufe hebt. Völlig neue Geschäftsmodelle entstehen, und das globale Leben beschleunigt sich weiter. Viele der nötigen Technologien sind schon im Einsatz. Aber Probleme gibt es zuhauf. Vor allem die Komplexität, aber auch Sicherheitsfragen und rechtliche Grauzonen gilt es zu beherrschen.

Hier sehe ich eine Jahrhundertchance für Deutschland, für den Mittelstand und für unsere Ingenieure. Wer sonst könnte solche Komplexität beherrschen? Aber wir dürfen nicht abwarten, bis sich Standards und Regeln etablieren. Die Deutsche Industrie muss den Weg ins Internet der Dinge jetzt angehen und aktiv gestalten.

Darüber sollten wir reden – auf dem Kongress ‚Internet of Things 2014‘ in München.

Die M2M-Plattform bereitet die Daten auf, übersetzt sie in Datenobjekte (Rohdaten zu Datenobjekten) und leitet sie an IT-Anwendungen weiter. Dort werden die Datenobjekte analysiert und ausgewertet. Häufig läuft die Aufbereitung der Rohdaten über eine Applikationssoftware auch direkt auf der Plattform ab.

Über eine Plattform sollte es zudem möglich sein, neue Endgeräte zu konfigurieren oder im Betrieb zu erkennen, ob alle erforderlichen Systemkomponenten ordnungsgemäß funktionieren. Die Herausforderung: Meist müssen die Anbieter von M2M-Anwendungen unabhängig von der Branche Tausende von Geräten miteinander verbinden. Das können Sensoren, intelligente Stromzähler, Klimaanlagen, Maschinen oder Autos sein.

Vor dem Einsatz einer M2M-Plattform muss das Unternehmen grundsätzlich klären, ob die M2M-Lösung ständige Verfügbarkeit erfordert oder teilweise auch offline sein kann. Von dieser Entscheidung hängen die Kommunikationstechnologie sowie die (Tarif-) Kosten der Lösung ab. Auch der Einsatzort der einzelnen Endgeräte (mobil, immobil, meteorologische Bedingungen und Ähnliches) ist mitentscheidend für die gewählte Kommunikationstechnologie (Mobilfunk mit GSM, 3G, LTE; WLAN, DSL, ZigBee, Powerline etc.).

Beispiel Industrie: In vielen Bereichen der Produktion müssen die Anlagen ständig verfügbar sein. Da diese fest installiert sind, bietet sich hier neben Mobilfunk auch die Verbindung über DSL oder WLAN an. Eine M2M-Plattform muss all diese Kommunikations-Standards unterstützen.

Natürlich spielt auch die Zahl der Geräte eine Rolle, die ihre Daten an die M2M-Plattform weitergeben, sowie das Datenvolumen an sich. Die M2M-Plattform muss daher ausfallsicher sein und leistungsfähig genug sein, um große Datenmengen zu bewältigen. Teilweise sind mehrere tausend Endgeräte, Sensoren, Maschinen, Klimaanlagen und Ähnliches angeschlossen, die ihre Statuswerte regelmäßig an die Zentrale melden.

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Kriterien für die reibungslose Funktion einer M2M-Plattform
  • Hohe Leistung und Ausfallsicherheit
  • Skalierbarkeit: Ist die M2M-Plattform leistungsfähig genug, um künftiges Wachstum und höhere Anforderungen etwa durch eine größere Anzahl von Geräten zu meistern? Auch eine zukunftsfähige IT-Infrastruktur im Hintergrund ist unerlässlich. Hier gilt es, auch die Langlebigkeit der Lösung zu beachten. Denn Hardware, Kommunikationsmodule, Middleware und Software weisen unterschiedliche Entwicklungszyklen auf.
  • Sichere Datenübertragung und umfassender Datenschutz
  • Funktionsumfang: Die Anzahl der benötigten Funktionen ist von den individuellen Anforderungen abhängig. Wichtig ist die Offenheit für diverse Kommunikations-Standards, Datenmodelle und eigene Erweiterungen. Auch Systemverwaltungs-Funktionen für das Management der Geräte sollten vorhanden sein.
  • Integration der M2M-Plattform in angrenzende Prozesse und andere Abteilungen. Sie sollte Schnittstellen bieten, damit Anwender ihre Backend-Systeme integrieren und auf Daten und Funktionen der Plattform zugreifen können.
  • Partner-Netzwerk: Für die Integration der M2M-Plattform in die Unternehmensprozesse ist häufig ein Dienstleister notwendig. Unternehmen sollten daher kompetente Partner wählen, die auf M2M fokussiert sind und Branchen-Know-how besitzen.
  • Kosten und Preis-/Leistungsverhältnis (Tipp: Cloud-Lösung)
  • Investitionssicherheit: Wie lange gibt es die Plattform und den Anbieter schon? Wird die Firma auch in drei Jahren noch existieren?
  • Kundenreferenzen: Hat sich die M2M-Plattform in der Praxis in der eigenen Branche bewährt? Bringt das Produkt die versprochene Leistung? Bietet der laufende Support schnelle Antworten und Lösungen (wenn nötig)?

Bei hochsensiblen Systemen oder wichtigen Maschinen, die nicht ausfallen dürfen, kann der Zeittakt hier nur wenige Sekunden betragen. Datenbankserver, Speicher und dergleichen müssen auch kurzfristig steigende Datenbestände verarbeiten können, etwa wenn zu bestimmten Jahreszeiten (etwa im Weihnachtsgeschäft) die produzierten Stückzahlen steigen.

Die Skalierbarkeit ist auch langfristig wichtig. Die M2M-Plattform sowie die IT-Infrastruktur im Hintergrund müssen leistungsfähig genug sein, um künftiges Wachstum und höhere Anforderungen etwa durch eine größere Anzahl von Geräten zu meistern. Eine M2M-Plattform sollte zudem im Unternehmen nicht eine Insellösung darstellen, sondern gut in angrenzende Prozesse oder andere Abteilungen integriert sein. Denn die M2M-Technologie verändert und optimiert bestehende Prozesse.

Je nach Einsatzgebiet muss die Middleware entsprechende Schnittstellen etwa zum CRM-System, Beschaffungs-System oder dem ERP-System aufweisen. Dies gilt umso mehr, wenn die Analyse der Daten nicht direkt auf der M2M-Plattform, sondern in einem anderen Backend etwa im ERP-System erfolgt.

Wichtig für Investitionssicherheit sind nicht nur die Skalierbarkeit, sondern auch die Bekanntheit und der Reifegrad der Plattform. Wie lange gibt es Plattform schon? Hat sich die M2M-Plattform in der Praxis in der eigenen Branche bewährt? Bringt das Produkt die versprochene Leistung? Bietet der laufende Support schnelle Antworten und Lösungen (wenn nötig)? Welche Service Level Agreements (SLA) werden angeboten? Hier sollten Unternehmen zum Beispiel Kundenreferenzen prüfen.

Um die Gesamtkosten (Anschaffungskosten, Implementierung, Betriebskosten) zu senken, bietet es sich an, die M2M-Plattform als Service aus der Cloud zu beziehen. Der Hersteller sollte daher neben der On Premise-Lösung auch eine Hybrid- oder reine Cloud-Lösung anbieten. Über die Cloud-Lösung sparen sich Unternehmen den Aufbau einer Server-Infrastruktur sowie die Administration und haben stets das aktuellste Produkt in einer sicheren Umgebung zur Verfügung.

Die Rechenzentren der Cloud-Anbieter unterliegen meist hohen technischen wie organisatorischen Sicherheitsstandards. Unternehmen müssen sich daher fragen, ob sie zu den Kosten der Cloud-Lösung in ihrem eigenen Rechenzentrum selbst die Hochverfügbarkeit und Sicherheit herstellen könnten.

Quelle: doubleSlash

* * Stefan Meyer... ist Senior Business Consultant beim Software- und Beratungshaus doubleSlash Net-Business in Friedrichshafen.

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