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Die Grundlage: Basisdaten-Konnektivität
Ihr Ursprung lag in der Suche nach einer Lösung für ein mission-kritisches Problem – Verbindung und Protokollkonvertierung. Der „universelle Übersetzer“ war das industrielle Gateway, das alle diese Sprachen sprach. Es bündelte Rohdaten aus verschiedenen Quellen auf Ebene der Produktionsfläche und leitete sie an ein zentrales System weiter, beispielsweise an andere SCADA-Systeme oder Cloud-Systeme. Dies war ein bedeutender Schritt in Richtung Digitalisierung, da die Daten dadurch sichtbar und nutzbar wurden. Die Intelligenz (Verarbeitung und Analyse) war zentralisiert, was gewöhnlich Latenz- und Bandbreitenprobleme verursachte.
Edge-Computing integrieren: Ein Jit-and-Go-Moment
Und in industriellen Anwendungen, die Millisekunden-genaue Reaktionszeiten und eine stärker verteilte Steuerung erfordern, musste sich die Rolle des Gateways erweitern. Der einfache Datenweiterleiter entwickelte sich zu einem intelligenten Edge-Computing-Gerät. Heutige industrielle Gateways verfügen über erhebliche Rechenleistung, Speicher und Speicherkapazität. Dadurch können sie mehr tun, als nur Daten zu sammeln und weiterzuleiten, sondern auch Intelligenz verarbeiten und Anwendungen direkt an der Quelle oder nahe am Netzwerkrand ausführen.
Die Verarbeitung kritischer Daten erfordert dank derart leistungsstarker Integrationen von Edge-Computing-Leistung keinen Rundflug mehr in die Cloud. Das Gateway kann Rohdaten on-the-fly filtern, bereinigen und aggregieren. Durch die Unterstützung lokaler KI-Anwendungen können Lösungen solche leichtgewichtigen Algorithmen ausführen, die Verhaltensweisen oder Anomalien in Echtzeit erkennen und darauf reagieren (z. B. durch Ausgabe von Warnsignalen, Steuerung von Maschinen), ohne die Verzögerung durch DPC. Diese transparente Verarbeitung entlastet Netzwerk und zentrale Systeme, sodass die Übertragung an übergeordnete Systeme nur noch nützliche und komprimierte Daten enthält, die lokal analysiert oder langfristig archiviert werden können.
Intelligente Steuerung durch integrierte Analytik
Die Integration von Analysefunktionen in das Gateway ist hier entscheidend. Doch mehr noch als eine einfache Vorverarbeitung ist bemerkenswert, dass die Gateways mittlerweile der datenreichste Ort hinsichtlich analytischer Modelle sein können. Sie können Echtzeit-OEE (Overall Equipment Effectiveness), Energienutzungsmuster berechnen oder einfach maschinelle Lernmodelle für die vorausschauende Wartung ausführen.
Anstatt beispielsweise eine große Menge an Vibrationsdaten eines Motors an die Cloud zu senden, kann das intelligente Gateway hochfrequente Signaldaten lokal verarbeiten. Es kann Heuristiken erlernen, die Warnsignale bei bevorstehenden Ausfällen ausgeben, unverzüglich eine Reparaturmannschaft alarmieren und lediglich eine zusammengefasste Benachrichtigung an die zentrale Datenbank senden. Diese Fähigkeit wandelt Rohdaten am Edge in handelbare Informationen um, was wiederum proaktive Entscheidungen ermöglicht statt reaktiver Maßnahmen und vermeidet so Ausfallzeiten.
Intelligentere industrielle Anwendungen ermöglichen
Diese Entwicklung von einem Konnektivitätswerkzeug zu einem intelligenten Edge-Knoten bildet die Grundlage für intelligentere industrielle Anwendungsfälle.
Vorhersagende Wartung. Da der Zustand von Geräten kontinuierlich online und in Echtzeit überwacht wird, erfolgt eine Wartungsmaßnahme nur dann, wenn dies erforderlich ist, um die Lebensdauer zu verlängern.
Prozessoptimierung in Echtzeit. Gateways sind so konfiguriert, dass sie die Maschinenparameter basierend auf dem augenblicklichen Sensorfeedback dynamisch anpassen, wodurch eine bessere Produktqualität und Konsistenz sichergestellt wird.
Verbesserte Produktionseffizienz. Durch die Datenanalyse am Rand eines IoT-Systems erhält man einen Echtzeitüberblick über Engpässe oder Verschwendung in der Produktion, was schnellere Entscheidungen ermöglicht.
Es ist intelligent, es ist dezentralisiert und es ist die Zukunft
Die lange und verschlungene Entwicklungsphase des industriellen Gateways spiegelt teilweise die allgemeinere Entwicklung der Branche hin zu einer intelligenteren, verteilten Infrastruktur wider. Und heute ist es nicht mehr nur eine Datenleitung, sondern wird zu einem intelligenten Hub, der die Fabrik reaktionsfähiger, effizienter und sogar intelligenter macht. Bei Shanghai Smawave Technology Co., Ltd. sind wir an vorderster Front dieser Revolution mit unseren IoT-fähigen Gateway-Lösungen, die es unseren Partnern ermöglichen, ihre industriellen Daten optimal zu nutzen.