In industriellen Digitalisierungsprojekten taucht immer wieder dieselbe Frage auf: Edge oder Cloud?

Als müsste man sich zwischen zwei einander ausschließenden Weltanschauungen entscheiden. Auf der einen Seite die Verarbeitung vor Ort, auf der anderen die Cloud. Die eine ist schnell und unabhängig, die andere skalierbar und zentral verwaltbar.

In der Praxis nutzt ein gut funktionierendes Industriesystem fast immer beides. Nicht nach technologischen Moden, sondern danach, wo sich bestimmte Daten oder eine Entscheidung am sichersten, schnellsten und wirtschaftlichsten verarbeiten lassen.

Was bedeutet Edge eigentlich?

Edge ist nicht zwangsläufig ein besonderer Server neben der Produktionslinie. Dazu kann jede Rechen- und Entscheidungsfähigkeit gehören, die nahe am Entstehungsort der Daten arbeitet.

Das kann sein:

  • ein intelligenter Sensor;
  • eine SPS;
  • ein industrielles IoT-Gateway;
  • ein lokaler Rechner;
  • ein Server am Standort;
  • ein Datenverarbeitungsdienst, der in einem Container läuft.

Die Aufgabe der Edge besteht nicht einfach darin, „weniger Daten in die Cloud zu schicken“. Sie kann Funktionen lokal übernehmen, bei denen geringe Latenz, Unabhängigkeit vom Netzwerk, Datenschutz oder Betriebssicherheit wichtig sind.

Was man nicht der Fernverbindung überlassen darf

Muss eine Entscheidung innerhalb von Millisekunden oder Sekunden fallen, kann der Hin- und Rückweg über das Netzwerk riskant sein. Dasselbe gilt, wenn die Anlage auch ohne Internetverbindung funktionieren muss.

Typischerweise bleiben lokal:

  • die direkte Maschinen- und Prozesssteuerung;
  • die Funktionen der funktionalen Sicherheit (Safety);
  • der sofortige Schutzeingriff;
  • die Vorverarbeitung von Daten mit hoher Abtastrate;
  • die Datenpufferung;
  • grundlegende lokale Bedienfunktionen;
  • die Anpassung der Kommunikationsprotokolle.

Erzeugt beispielsweise ein Schwingungssensor mehrere tausend Messwerte pro Sekunde, ist es nicht unbedingt sinnvoll, jeden Rohwert kontinuierlich an eine zentrale Stelle zu senden. Die lokale Verarbeitung kann Kennwerte berechnen, Grenzwertüberschreitungen erkennen und nur die relevante Zusammenfassung oder den Messdatenabschnitt rund um ein Ereignis weiterleiten.

Wo die zentrale oder Cloud-Verarbeitung stärker ist

Eine zentrale Umgebung ist dort im Vorteil, wo Daten mehrerer Standorte, langer Zeiträume oder mehrerer Geschäftssysteme zusammengeführt werden müssen.

Hier sind beispielsweise gut aufgehoben:

  • der standortübergreifende Vergleich;
  • die historische Analyse;
  • die Geräteüberwachung auf Flottenebene;
  • das Unternehmensreporting;
  • die zentrale Berechtigungsverwaltung;
  • das Modelltraining;
  • Instandhaltungs- und Geschäftsprozesse;
  • das Versions- und Konfigurationsmanagement.

Der Vorteil der Cloud liegt nicht bloß darin, dass „der Server woanders steht“. Sie kann flexible Kapazität, zentrale Erreichbarkeit, einheitlichen Betrieb und die gemeinsame Verarbeitung von Daten aus mehreren Quellen bieten.

Fünf echte Entscheidungskriterien

Die Aufgabenteilung zwischen Edge und Cloud sollte anhand von mindestens fünf Kriterien festgelegt werden.

1. Latenz

Wie schnell muss reagiert werden? Ein Maschinenschutzeingriff und ein monatlicher Energiebericht gehören offensichtlich nicht in dieselbe Kategorie.

2. Zuverlässigkeit der Verbindung

Was passiert, wenn die WAN- oder Mobilfunkverbindung abbricht? Der lokale Prozess muss sicher weiterlaufen, und die Daten müssen bei Bedarf gepuffert und später synchronisiert werden.

3. Datenmenge

Übertragen wir Rohdatenreihen oder bereits verarbeitete Kennwerte? Bandbreite, Speicherkosten und Analyseziel bestimmen gemeinsam die richtige Antwort.

4. Sicherheit und Datenverarbeitung

Welche Daten dürfen den Standort verlassen? Aus welcher Richtung sind Verbindungen erlaubt? Wo erfolgen Authentifizierung, Verschlüsselung und Protokollierung?

5. Lebenszyklus und Betrieb

Wer aktualisiert die lokale Komponente? Wie lässt sich die Konfiguration von hundert Standorten verwalten? Wie kann eine fehlerhafte Version zurückgesetzt werden? Ein Edge-Gerät darf keine vergessene Blackbox sein.

Offline-Betrieb ist keine Ausnahme, sondern ein Auslegungszustand

Bei einer industriellen Lösung ist ein Netzwerkausfall nicht als außergewöhnlicher Unfall, sondern als im Voraus behandelter Systemzustand zu planen.

Festzulegen ist:

  • wie viele Daten lokal gespeichert werden können;
  • in welcher Reihenfolge die Daten nachgeladen werden;
  • wie mit Duplikaten umgegangen wird;
  • was bei widersprüchlichen Befehlen geschieht;
  • welche Funktionen verfügbar bleiben;
  • wann und wen das System benachrichtigt.

Der Gateway- und Plattformansatz von OrigSmart ist auf diese Kontinuität ausgelegt. Feldanbindung, lokale Logik, Nachrichtenweiterleitung, zentrale Datenverarbeitung und Geschäftsprozess sind keine getrennten Projekte, sondern Teile eines durchgängig, von Ende zu Ende geplanten Systems.

In bidirektionalen Systemen ist die Grenze noch wichtiger

Einfache Telemetrie sendet nur Daten nach oben. Eine echte operative Plattform kann jedoch auch auf den physischen Betrieb zurückwirken: Sie ändert einen Sollwert, regelt einen Wechselrichter, plant Verbräuche ein, quittiert einen Alarm oder startet einen lokalen Prozess.

Dann muss klar getrennt werden zwischen:

  • Empfehlung und ausführbarem Befehl;
  • zentraler Optimierung und lokaler Sicherheitsgrenze;
  • Benutzerberechtigung und geräteseitiger Freigabe;
  • Normalbetrieb und sicherem Rückfallmodus (Fallback).

Das zentrale System kann feststellen, dass eine Lastreduzierung wirtschaftlich vorteilhaft wäre. Die lokale Steuerung muss jedoch jeden Eingriff verhindern, der eine technologische oder sicherheitstechnische Grenze verletzt.

Die Antwort von OrigSmart: Kontinuität zwischen Edge und Cloud

OrigSmart verkauft keinen bestimmten Installationsort, sondern baut eine funktionierende Architektur. Die Komponenten der Plattform lassen sich je nach Aufgabe und Kundenanforderung lokal, zentral oder in der Cloud betreiben. Das Feld-Gateway kann physische Geräte anbinden und Daten lokal verarbeiten, während die gemeinsame Plattform Daten, Berechtigungen und Geschäftsprozesse mehrerer Standorte zusammenführt.

Dadurch wird möglich, dass:

  • schnelle Entscheidungen vor Ort fallen;
  • die Betriebssicherheit nicht vom Internet abhängt;
  • Analysen mehrere Standorte übergreifen;
  • aus Daten zentral nachverfolgbare Aufgaben und Entscheidungen werden;
  • die Lösung ausgehend von einem Pilotprojekt schrittweise erweiterbar bleibt.

Auf die Frage „Edge oder Cloud?“ gibt es also keine allgemeingültige Siegerantwort.

Ein gutes System verarbeitet Daten dort, wo es für die jeweilige Entscheidung am sinnvollsten ist – und baut zwischen beiden Welten eine kontrollierte, zuverlässige Verbindung auf.

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Quellen