Edge Computing

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Einleitung Edge Computing bezeichnet im Gegensatz zum Cloud Computing die dezentrale Datenverarbeitung am Rand des Netzwerks, der sogenannten Edge (engl. für Rand oder Kante). Überblick Beim Edge Computing werden Computer-Anwendungen, Daten und Dienste von zentralen Knoten (Rechenzentren) weg zu den äußeren Rändern eines Netzwerks verlagert. Dieser Ansatz erfordert den Einsatz von Ressourcen, die nicht permanent mit einem Netzwerk verbunden sind wie Controller, Notebooks, Smartphones, Tabletcomputer und Sensoren. Edge Computing beinhaltet zahlreiche Technologien wie Sensornetze, mobile Datenerfassung, mobile Signaturanalyse, Peer-to-Peer- sowie Ad-hoc-Vernetzung. Dabei kann Edge Computing als Architekturkonzept für das Internet der Dinge (IoT) verwendet werden, das eine Verknüpfung eindeutig identifizierbarer physischer Objekte (things) mit einer virtuellen Repräsentation in einer Internet-ähnlichen Struktur herstellt. Edge Computing kann auch als Fog Computing oder als Local Cloud bzw. Cloudlet bezeichnet werden.

Zitat „Die Intelligenz von Datenerfassungsgeräten und Sensoren ist erheblich gewachsen und dezentraler geworden. Die Verarbeitungselemente rückten dabei näher an den Sensor. Aber nicht nur die Messgeräte wurden intelligenter. Auch intelligente Sensoren kamen auf, die das Sensorelement, die Signalkonditionierung, die Embedded-Verarbeitung und die digitale Schnittstelle (das Bussystem) in einem extrem kleinen Formfaktor bzw. System vereinen.“ Rahman Jamal, Global Technology and Marketing Director von National Instruments (NI)

Vorteile und Nachteile Edge Computing bietet viele Vorteile: Die Dienste der Edge App verringern signifikant das zu übertragende Datenvolumen und damit den Datenaustausch und die Übertragungsstrecke, wodurch sich die Übertragungskosten und die Wartezeiten verringern und sich die Servicequalität insgesamt verbessert. Beim Edge Computing sind zentrale Rechenzentren seltener bzw. überhaupt nicht notwendig, wodurch ein größerer Flaschenhals für den Datentransfer und eine potentielle Fehlerquelle vermieden werden. Die Sicherheit verbessert sich ebenfalls, da verschlüsselte Dateien näher am Netzwerkkern verarbeitet werden. Wenn die Daten das Unternehmen erreichen, können Viren, verfälschte Daten und Hackerangriffe frühzeitig abgefangen werden. Letztendlich erweitert die Fähigkeit zur Virtualisierung die Skalierbarkeit, was bedeutet, dass sich die Anzahl der Edge-Geräte im Netzwerk problemlos steigern lässt. Beim Edge-Computing werden Echtzeit-Anforderungen im Internet der Dinge besser unterstützt als dies in der Cloud der Fall ist. Nachteile beim Edge-Computing hingegen ergeben sich, wenn eine sehr hohe Datenmenge zu verarbeiten oder zu speichern bzw. der Rechen- oder Speicherbedarf sehr unregelmäßig ist.

Ausblick Edge-Computing spielt bei Vernetzung der Produktionsmittel in der Industrie 4.0 mit moderner Informations- und Kommunikationstechnik eine große Rolle. In diesem Zusammenhang ist auch die Erweiterung der herkömmlichen Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zum Edge Controller zu sehen.

Edge Controller Beim Edge Controller handelt es sich um eine Form der Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), bei der die Verarbeitungselemente näher an den Sensor heranrücken, wodurch die Sensordaten schnell analysiert und gefiltert werden können. Dadurch ist er als lokaler Controller in der Lage das Datenaufkommen in dezentralen Rechenzentren zu verringern. Dabei unterscheidet sich der Edge Controller von der herkömmlichen SPS hauptsächlich durch die größere Verarbeitungsfähigkeit von Daten, was durch den Einsatz von Multicore-Prozessoren mit höherer Rechenleistung gewährleistet wird. Zitat: „Edge Controller sind Geräte, die die Anwendung von Cloud-Technologien in Produktionshallen und bei Maschinen ermöglichen.“ Alexander Bergner, Product Manager Industrial IoT bei TTTech Computertechnik

Ein Beispiel für einen Edge Controller ist die PACcubes Station PCR-EDGE310, die von der Firma ProSign GmbH entwickelt wurde.