Klare Ausrichtung: Industrie 4.0 braucht Standards

 

 

 

Sicherheit, Flexibilität und Kompatibilität sind Erfolgsfaktoren für Anwendungen im Umfeld von Industrie 4.0 und dem „Internet of Things“ (IoT). Standards sind für die Digitalisierung in diesem Bereich von zentraler Bedeutung. Sie sorgen für den reibungslosen „Handshake“ zwischen Betriebstechnik (Operational Technology – OT) und klassischer IT. Standards ermöglichen im industriellen Umfeld aber auch einen kontinuierlichen Datenfluss und sorgen für die Kompatibilität unterschiedlicher Bereiche. Standards sind die Basis für modulare Lösungen, die individuelle kundenspezifische Systeme für die unterschiedlichsten Branchen ermöglichen. Dabei dient Hardware mit Embedded-Technologien als „Commodity“, auf der die IP als Software abgebildet wird. Das schafft flexible, skalierbare Umgebungen. Kunden profitieren so von einer schnelleren Markteinführung (Time-to-Market), niedrigeren Total-Cost-of-Ownership, einem längeren Lebenszyklus von Produkten sowie ganzheitlich optimierten Applikationen.

 

Auf diese Weise lassen sich dank Standards in den unterschiedlichsten Branchen neue datenbasierte Geschäftsmodelle generieren – schnell und kostengünstig. Ganz so, wie es dynamische Märkte verlangen. Damit stärken Unternehmen ihre Wettbewerbsposition und schützen Investitionen.

 

Embedded Computing: 2020 bringt neue Standards

Im Fahrwasser der Digitalisierung entwickeln sich neue Lösungen – das gilt speziell für den Bereich der Embedded-Systeme. Bewährtes fungiert hier oft Seite an Seite mit neuen Entwicklungen. Standardisierte Computer-on-Modules für die Entwicklung von Embedded-Systemen haben sich beispielsweise seit langem bewährt. Sie stellen dabei einen Kompromiss zwischen einer „Out of the box“-Lösung und einer Komplettentwicklung dar. Neue Prozessor- und Speichertechnologien sowie neue Standards sorgen für weitere dynamische Entwicklungen. Kontron gestaltet diese aktiv mit. Mit COM-HPC™, SMARC Module 2.1 und OSM (Open Standard Module) gibt es 2020 gleich drei neue Standards. Noch in diesem Jahr werden erste Produkte ausgeliefert, die darauf basieren. Während COM-HPC™ hinsichtlich der Performance eine Skalierung nach oben darstellt, ist OSM eine Erweiterung für Low-End/High-Volume-Anwendungen. SMARC Module 2.1 bietet neue Funktionalitäten für das mittlere Leistungssegment.

 

COMexpress

Der hochskalierbare COM Express® Typ 7 (wie auch alle anderen COM Express®-Typen) wird noch viele Jahre lang ein Bestseller bleiben, vor allem, wenn es um geringeren Platzbedarf, Energieeinsparung und Kosten geht. Typ 7 bietet erheblichen Spielraum für die Kombination von leistungsstarker Verarbeitung mit Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Konnektivität und hohem Datendurchsatz. Er verfügt über die Leistung und Flexibilität von Multicore-Parallelverarbeitung, 4x 10 Gbit-Netzwerk-Interfaces und mehrere PCI Express®-Lanes. NC-SI-Sideband-Signale bieten außerdem die Möglichkeit, in Kombination mit einem Board Management Controller (BMC) auf der Basiskarte Ferndiagnosen und vorbeugende Wartung durchzuführen.

 

COM Express® Typ 7 eignet sich perfekt für ein breites Spektrum von IIoT-Anwendungsanforderungen, darunter:

 

  • Wertorientierte, optimierte Leistungs-/Watt-Implementierungen mit Ethernet-Konnektivität, z.B. Netzwerk-Router, Gateways und Mikroserver
  • Edge Cloud und Fog Server
  • Mobilkommunikation mit hoher Bandbreite: an Carrier Base Stations
  •  Industrie: Überwachung der Maschinentemperatur; Kamera
  • Inspektion; intelligente Leistungssteuerung; Anwendungen für kleine Zellen im Innen- und Außenbereich

 

Kontrons leistungsstarkes COM Express® Type 7 Edge HPC Server Modul Portfolio (COMe-bBD7, COMe-bDV7 und COMe-cDV7) bietet eine breite Funktionsvielfalt und hohe Skalierbarkeit für unterschiedliche Workload- und Performance-Anforderungen der Applikationen: https://www.kontron.com/products/boards-and-standard-form-factors/com-express

 

 

COM-HPC™: Performance-Turbo  für industrielle Umgebungen

COM-HPC™ wurde speziell für das High-End-Computing entwickelt und ergänzt den bestehenden COM Express® Standard. Dieser Standard wurde explizit für die besonderen Anforderungen im industriellen Edge Computing entwickelt. Hier ist der Hunger nach hohen Bandbreiten und exzellenter Performance extrem hoch. Das gilt besonders dann, wenn KI, Machine Learning und 5G ins Spiel kommen. Der schnelle Informationsaustausch zwischen Edge und Cloud kann nur funktionieren, wenn diese Rahmenbedingungen erfüllt sind.

 

Module, die auf COM-HPC™ basieren, stellen genau die Rechenleistung bereit, die durch die wachsende Datenflut im industriellen Umfeld entsteht. Edge Gateways in Edge Server müssen Auswertungen direkt an der Datenquelle vornehmen und fundierte Ergebnisse liefern. Das funktioniert nur mit einer starken Infrastruktur.  COM-HPC™-basierte Module ermöglichen die Nutzung von 100GbE-Netzverbindungen. Kontron verwendet dafür zwei neuen Hochgeschwindigkeitssteckverbindungen mit je 4x100 Pins werden. Damit ist die Voraussetzung für Volldampf im Umfeld von Industrie 4.0 gegeben.

 

SMARC – ein neuer Champion im Club der Industriellen Standards

Smart Mobility Architecture Module (SMARC) hat einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung innovativer Embedded-Computing-Lösungen geleistet, die einen niedrigen Stromverbrauch haben. Treibende Kraft für die Weiterentwicklung zum SMARC 2.1 module Standard war das „Internet of Things“ (IoT). Die Spezifikation 2.1.erweitert den Standard um neue Funktionen und Schnittstellen. Dazu gehört u.a. der SERDES-Support, der z.B. zusätzliche Ethernet-Schnittstellen ermöglicht. Das ist für eine stärkere Vernetzung am Edge besonders wichtig. Die Erweiterung auf bis zu 4 Schnittstellen für die Kameratechnologie MIPI-CSI, ermöglicht die Verwendung von SMARC als „AI on Module“.

 

SMARC 2.1 bietet eine Vielzahl neuer Anwendungsoptionen für unterschiedliche Bereiche. Hier reicht das Spektrum von der Überwachung über die Roboterchirurgie bis hin zur Forensik. Ein weiteres Einsatzfeld sind intelligente Verkehrssysteme, die entscheidend für die Realisierung von „Smart City“-Konzepten sind.

 

OSM: Gelöteten System-on-Modules gehört die Zukunft

Der Siegeszug von IoT-Anwendungen steigert die Nachfrage nach Modulen, mit denen sich  Maschinen, Sensoren und Aktoren unkompliziert und kostengünstig einbinden lassen. Das ist genau das richtige Einsatzfeld für System-on-Modules (SoM). Kostensensitivität und die Miniaturisierung von Komponenten sowie der Wunsch nach mehr Funktionalität prallen in diesem Umfeld aufeinander. Das neue Open Standard Module (OSM) erlaubt die passende Lösung.

 

OSM ist auf gelötete SoMs ausgelegt, die sich komplett maschinell bearbeiten lassen. OSM verbessert sowohl das Handling als auch die Bestückung sowie das Testing. Die Spezifikationen von OSM beziehen sich auf die Größe, Footprint, Pin-Belegung und Schnittstellen. Zur Skalierung sind vier aufeinander aufbauende Modulformate vorgesehen.

 

Mit neuen Standards in die industrielle Zukunft

Standards sind wichtige Bausteine für eine erfolgreiche Zukunft von industriellen Anwendungen und nicht zuletzt für das Edge- Computing. Big-Data-Prozesse, die hier entstehen sind hungrig nach Bandbreite und verlangen eine hohe Performance, damit kein Bruch in der Verarbeitung von Daten und Informationen entsteht.

 

Ohne Standards, die für eine nahtlose Kommunikation und Kompatibilität sorgen, lassen sich die enormen Herausforderungen, vor die Industrie 4.0 die Unternehmen stellt, nicht bewältigen. Kontron wird sich mit seinen Produktenwicklungen den Aufgaben der Zukunft weiterhin stellen. So zählen wir als Editor der COM-HPC Spezifikation zu den treibenden Kräften des COM-HPC Standards. Zudem beteiligt sich Kontron auch intensiv an der Weiterentwicklung von COM Express® und ist Mitglied der PICMG®, dem Konsortium, das über die COM Express® Spezifikation wacht.

 

Haben Sie schon Anwendungen für Industrie 4.0 und IoT im Einsatz? Welche Erfahrungen haben Sie mit Ihren Lösungen gemacht?

Herzlichen Dank!

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