Da immer mehr Daten aus allen Richtungen auf Unternehmen zukommen, wenden sich viele von ihnen dem Edge Computing zu, um die riesigen Datenmengen, die im Feld gesammelt werden, zu sortieren und die Menge, die zur Verarbeitung in die Cloud oder ein Rechenzentrum übertragen werden muss, drastisch zu reduzieren. Es kann auch eine Vielzahl von Funktionen in Echtzeit ausführen, um den Betrieb sicherer und effizienter zu machen.
Edge-Computing oder "Edge Compute" (die beiden Begriffe werden synonym verwendet) kann sehr einfach als Datenverarbeitung definiert werden, die am "Rand" des Netzes stattfindet, d. h. in unmittelbarer physischer Nähe zu den Maschinen und Prozessen, die IoT Geräte überwachen oder steuern.
Die drei wichtigsten Treiber für die Implementierung von Edge Computing
Edge Computing ist ein leistungsfähiges Konzept, das sich gerade erst durchzusetzen beginnt. Viele Unternehmen wissen vielleicht nicht einmal, dass sie Edge Computing benötigen. Sie wollen einfach nur Herausforderungen lösen, und ob sie mit dem Konzept vertraut sind oder nicht, Edge Computing ist die Antwort. Lassen Sie uns über drei der wichtigsten Treiber sprechen.
Nr. 1: Verwalten von Daten, die Sie nicht sehen müssen
Der erste Treiber ist die Verwaltung von IoT Implementierungen, bei denen ein großes Datenvolumen am Rande erfasst wird. Möglicherweise steht nur eine begrenzte Bandbreite zur Verfügung, um all diese Daten zu übertragen, oder das Unternehmen möchte seine Bandbreite aufgrund von Kostenproblemen oder Nutzungsobergrenzen bei Mobilfunk Datenplänen sparsam einsetzen. Und ein Großteil dieser Daten kann tatsächlich ignoriert werden.
Im Durchschnitt handelt es sich bei den meisten Überwachungsdaten um Standard-"Heartbeat"-Daten, d. h. um Informationen, die im Wesentlichen besagen: "Ich bin betriebsbereit." Edge-Geräte senden oft die gleiche Nachricht jedes Mal, wenn sie zum Aufwachen und Melden programmiert sind. Ein Edge-Compute-Gerät kann automatisch zwischen den unveränderlichen "Heartbeat"-Daten und Ausreißerdaten, die Aufmerksamkeit erfordern, unterscheiden. So kann es das Datenvolumen minimieren, das eine Mobilfunk Verbindung erfordert. Wenn mehr Details benötigt werden, können Sie den Status einfach abfragen. Ansonsten werden die Heartbeat-Daten nicht übertragen.
Nr. 2: Abläufe automatisieren
Mit einer Edge-Computing-Lösung kann ein intelligentes Edge-Gerät eine Entscheidung treffen und Maßnahmen ergreifen. In einem Einsatz, in dem ein Edge-Gerät beispielsweise einen Wassertank überwacht, der ständig von einer Pumpe befüllt wird, kann das Gerät feststellen, ob der Tank voll ist und die Pumpe ordnungsgemäß funktioniert. Wenn das Wasser einen bestimmten Füllstand erreicht, kann das Edge-Gerät die Pumpe abschalten und den Füllstand melden.
Lokale Informationseingänge, egal ob es sich um einen oder 100 Eingänge handelt, liefern die Intelligenz, um zu bestimmen, welche Maßnahmen ergriffen werden sollten. Diese Eingänge können Dinge wie Tankfüllstand, Temperatur oder Spannungswerte sein, die darauf hinweisen, dass die Batterie schwach wird. In diesem Fall könnte das Edge-Gerät einen Generator einschalten, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten, bis die Batterie ersetzt wird. Intelligente Geräte am Netzwerkrand haben die Fähigkeit, Prozesse zu starten und andere Geräte ein- und auszuschalten. Es ist erwähnenswert, dass Schalter, Relais und Aktoren unterschiedliche Mechanismen sind, die alle den gleichen grundlegenden Zweck in der Edge-Umgebung erfüllen.
Normalerweise gibt es in einer entfernten Kommandozentrale eine gewisse Übersteuerungsmöglichkeit. Aber im Idealfall kann das Gerät Maßnahmen ergreifen, ohne dass ein entferntes System einen Befehl senden muss. Das ist das Schöne am Edge Computing: Das Personal kann seinen wichtigen Aufgaben nachgehen, und niemand muss in ein Servicefahrzeug steigen, um zu einem entfernten Standort zu fahren. Es kümmert sich einfach um sich selbst.
Nr. 3: Sichtbarkeit am Rande gewinnen
Der dritte Treiber ist die Notwendigkeit, Einblick in den Status von Geräten und Prozessen sowie in wichtige Ereignisse im gesamten Netzwerk zu erhalten. Unabhängig davon, ob Sie Edge-Geräte haben, die Frostbedingungen, Bodenbedingungen, Wettermuster oder andere wichtige Daten überwachen, benötigen Systemmanager auf einen Blick Informationen über diese Bedingungen und kritische Benachrichtigungen, die ein Eingreifen erfordern.
Es gibt viele Beispiele, aber eines unserer Favoriten ist Wake, Inc.ein Unternehmen, das Sensoren für die Betonaushärtung in schweren Bauprojekten anbietet. Mit Digi ConnectSensor+ und Digi Remote Manager®Wake bietet eine komplette Überwachungslösung, die Projektmanager über Hunderte oder Tausende von Betongüssen hinweg über alle kritischen Probleme informiert. Wenn der Beton eine Temperatursanierung benötigt, können Teams Benachrichtigungen erhalten und schnell Erwärmungs- oder Kühlstrategien anwenden, um sicherzustellen, dass der Beton richtig aushärtet und die Spezifikationen erfüllt.
Edge Computing und Ferninstallationen
Wie wir bereits angedeutet haben, erfordert die Verwaltung von Anlagen, die sich über weite Gebiete erstrecken, wie z. B. ein Ölfeld, ein Solar- oder Windpark oder eine Großbaustelle, besondere Überlegungen. Es wäre kostspielig und nahezu unmöglich, jede Installation von Mitarbeitern überprüfen zu lassen, um sicherzustellen, dass die Prozesse und Geräte jederzeit ordnungsgemäß laufen. Edge Computing ist eine Schlüsselfunktion, um diese großen IoT Installationen kosteneffektiv zu machen.
Es gibt auch einige wirklich unternehmenskritische Anwendungsfälle, bei denen Maschinen oder Anlagen möglicherweise ernsthafte Schäden erleiden oder zu Umweltkatastrophen führen können, ohne dass ein sofortiges Eingreifen durch die nahezu in Echtzeit erfolgende Reaktionsfähigkeit von Edge Computing möglich ist.
So kann beispielsweise ein Feuchtigkeitssensor, der an ein Edge-Gerät angeschlossen ist, schnell einen Prozess zum Abschalten der Stromversorgung einleiten, um elektrische Geräte an einem überschwemmungsgefährdeten Ort zu schützen. Ein weiteres Beispiel sind Stromversorgungsunternehmen, die in brandgefährdeten Gebieten tätig sind. Versorgungsunternehmen implementieren Edge-Computing-Lösungen zum Abschalten von Transformatoren, um die Brandgefahr zu verringern. In solchen Fällen werden die relativ bescheidenen Kosten für die Bereitstellung einer Edge-Computing-Lösung leicht durch den potenziellen Verlust von Geräten und die daraus resultierende Betriebsunterbrechung aufgewogen.
Edge Compute-Anwendungen und Anwendungsfälle
Die Anwendungsmöglichkeiten für Edge-Computing sind vielfältig, insbesondere im Bereich der Industrie IoT (IIoT), wo Bereitstellungen groß sein können, sich über weite Bereiche erstrecken und unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt sind, die ein Eingreifen erfordern können.
Wir haben bereits einige Anwendungsfälle erwähnt. Werfen wir einen Blick auf einige gängige Anwendungen für Edge Computing in verschiedenen Branchen.
Öl und Gas
In der Öl- und Gasindustrie kann ein Gerät mit Edge Computing Schwellenwerte, Inline-Druck, Temperatur und Durchflussraten überwachen. Das Ziel ist es, Öl- oder Gaslecks zu erkennen oder hoffentlich zu verhindern. Lecks sind in dieser Branche ein großes Problem, sowohl aus Sicherheits- und Umweltgründen als auch wegen möglicher Geldstrafen und Sanierungskosten. Wenn zum Beispiel ein an einen Gaszähler angeschlossenes Edge-Computing-Gerät eine ungewöhnlich hohe Durchflussrate feststellt, kann es die Gasleitung automatisch abschalten und möglicherweise eine Explosion verhindern - und zwar schneller, als das Personal auf die Warnungen reagieren könnte.
Bewässerung und Landschaftspflege
In einem Landschaftsbewässerungssystem können Sie die Edge-Computing-Intelligenz nutzen, um automatisch einen Regenmesser oder Bodenfeuchtesensor zu überprüfen, bevor Sie die Sprinkler einschalten. Ein Edge-Gerät könnte sogar mit dem nationalen Wetterdienst verbunden werden, so dass das Edge-Gerät die Regner ausschaltet, wenn an einem bestimmten Tag eine 70-prozentige Regenwahrscheinlichkeit besteht oder wenn es zu kalt ist und die Gefahr des Einfrierens besteht. Unternehmen, die kommerzielle Bewässerungssysteme und kommerzielle Rasenbewirtschaftungsdienste herstellen, fügen jetzt Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachungsfunktionen hinzu, insbesondere bei Anwendungen mit hohem Wasserverbrauch wie Golfplätzen und in chronischen Dürregebieten im Südwesten der USA.
Wind- und Solarfarmen
Heute sind viele grüne Technologieanwendungen wie Wind-, Solar- und Wasserkraftanlagen und sogar Müll- und Recyclingsysteme IoT-fähig. Sensoren, Funkgeräte und Gateways sammeln und übermitteln Daten über verschiedene Bedingungen und können dann Prozesse in Gang setzen. Dazu gehört zum Beispiel die Anpassung der Neigung von Solarzellen oder die Abschaltung von Windturbinen, wenn diese durch extreme Windverhältnisse gefährdet sind.
Gebäudeautomatisierung
Edge Computing wird in vielen intelligenten Gebäudeanwendungen wie Aufzügen und HLK-Systemen eingesetzt. Aufzüge verfügen über Edge-Computing-Geräte zur Neukalibrierung und Anpassung an schwerere Lasten, wenn sich mehr Personen in einer Kabine befinden. Edge Computing spielt auch eine Rolle bei der vorausschauenden Wartung, bei der es automatisch ein Wartungsticket erstellen kann, wenn potenzielle Probleme erkannt werden, z. B. wenn ein Motor mit einer hohen Impedanz läuft, was auf einen beginnenden Verschleiß des Motors hinweisen könnte.
Viele Bürogebäude nutzen Edge Computing in HLK-Systemen, um Heizung und Kühlung abhängig davon zu steuern, ob sich Personen im Gebäude aufhalten oder nicht. Sie verfügen auch über intelligente Beleuchtungssteuerungen mit Sensoren, um das Beleuchtungsniveau einzustellen und sogar die Jalousien zu öffnen oder zu schließen, um das natürliche Licht zu nutzen oder den Wärmegewinn im Sommer zu reduzieren. Diese Systeme können zwar aus der Ferne verwaltet werden, doch ist es bequemer und effizienter, wenn sie direkt vor Ort und ohne menschliches Eingreifen verwaltet werden können.
Solche Edge-Computing-Systeme können den Gebäudeeigentümern im Laufe der Zeit erhebliche Kosteneinsparungen bringen. Gebäudeautomationssysteme mit Edge-Computing-Funktionen sind auch ein gutes Beispiel für "grüne Technologie". Sie können energieeffiziente Best Practices ermöglichen, die Gebäudeeigentümern helfen, die Management in Energy and Environmental Design (LEED)-Zertifizierung für ihre Immobilien zu erhalten. Die LEED-Zertifizierung wiederum kann ein wettbewerbsfähiges Unterscheidungsmerkmal bei der Vermarktung an potenzielle Mieter sein, die ihr Umweltbewusstsein fördern wollen.
Fertigung
Edge Computing wird häufig in der Fertigungsautomatisierung eingesetzt, z. B. an Fließbändern, wo jeder Roboter oder jede Maschine über eine eigene künstliche Intelligenz (KI) verfügt und selbständig arbeitet und Daten an einen Aufzeichnungsserver sendet. Edge Computing kann erkennen, ob ein Zustand nicht den Spezifikationen entspricht oder ob Maßnahmen ergriffen werden müssen, damit die Maschinen reibungslos und sicher funktionieren.
Heutzutage werden KI, maschinelles Lernen und Computer-Vision-Systeme zunehmend in Verbindung mit Edge Computing eingesetzt. Wenn Sie eine Edge-Computing-Lösung verwenden, um eine Reihe von Werten oder Schwellenwerten zu überwachen, können Sie diese mit Hilfe von maschinellem Lernen im Laufe der Zeit verfeinern und abstimmen. Diese Kombination aus Edge Computing und maschinellem Lernen kann die Qualität und Konsistenz in der Fertigung erheblich verbessern.
Sehen Sie weitere Beispiele für Edge Computing in verschiedenen Branchen.
Holen Sie sich unser eBook
Erfahren Sie mehr über Industrie 4.0-Technologie
PDF herunterladen
Digi-Lösungen für Edge Computing
Digi unterstützt Ihre Edge-Computing-Anforderungen in der gesamten Industrielandschaft mit kompletten Mobilfunk Lösungen wie Digi IX20, Digi IX30, und Digi IX40 die die Fernüberwachung und -verwaltung von Geräten mit Digi Remote Manager® - die Kommandozentrale Ihres verteilten Netzwerks.
Digi IX40 ist eine industrielle 5G-Edge-Computing-Routerlösung IoT , die für die schnelle Verarbeitung, Analyse und Integration von Anlagendaten in Industrie 4.0-Anwendungen entwickelt wurde. Diese leistungsstarke Lösung unterstützt die 5G-Konnektivität und Edge-Intelligenz, die für eine Vielzahl von Anwendungen benötigt wird, von der vorausschauenden Wartung und Anlagenüberwachung bis hin zu maschinellem Lernen und fortschrittlicher Robotik.
Digi Connect® Sensor XRT-M ist eine unserer führenden Lösungen mit Edge-Computing-Funktionen. Connect Sensor+ kann regelmäßige Sensormessungen vornehmen und ist in der Lage, Maßnahmen zu ergreifen, z. B. durch Betätigung eines Schalters zum Abschalten einer Öl- oder Gasleitung, wenn ein vordefinierter Schwellenwert erreicht wird.
Digi Connect Sensor XRT-M wird häufig für Randbereiche gewählt, da er wie alle Digi Mobilfunk Router der IX (Industrie)-Serie über Alarm- und Triggerfunktionen verfügt. Viele Kunden entscheiden sich für die IX-Router, weil sie industrietauglich sind und den extremen Temperaturen und Feuchtigkeitsbedingungen standhalten, die in vielen industriellen Außenbereichen anzutreffen sind.
Und wenn Sie Produkte entwerfen und bauen IoT , hat Digi Sie auch hier mit einer vollständigen Suite von Embedded-Lösungen abgedeckt. Digi XBee® Geräte, wie zum Beispiel die Digi XBee 3 Mobilfunk Modemsintegrieren MicroPython und können so programmiert werden, dass sie verschiedene Funktionen am Rand ausführen.
Diese Geräte können die Fähigkeit haben, in regelmäßigen Abständen aufzuwachen und Messungen vorzunehmen oder den Sensor aufzufordern, einen bestimmten Datenwert zu liefern, und dann in den Ruhezustand zu wechseln. Digi XBee RF-Module, die mit den Gateways von Digi IoT verbunden sind, können ebenfalls eine ähnliche Aktion auslösen.
Darüber hinaus bieten die Digi ConnectCore® System-on-Module eine komplette OEM-Plattform für die Entwicklung intelligenter Edge-Geräte. Dieses komplette Ökosystem umfasst Entwickler-Kits für Prototyping und Tests, SOM-Lösungen mit integrierten Betriebsumgebungen, eine Reihe von Entwickler-Tools für eine schnelle Entwicklung und eine kurze Markteinführungszeit sowie Mehrwertdienste für die Fernüberwachung von Endgeräten und ein laufendes Sicherheitsmanagement - Digi ConnectCore Cloud Services und Digi ConnectCore Security Services.
Mehr erfahren
Edge Computing breitet sich jeden Tag in mehr Branchen und mehr vertikalen Bereichen aus. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, was Edge Computing Ihrer Branche bieten kann, besuchen Sie unsere Edge Computing-Seite.
Nächste Schritte
Hinweis: Dieser Blogbeitrag wurde ursprünglich im Mai 2021 veröffentlicht und im Mai 2024 überarbeitet.