Dezember 2016

IoT wird immer machbarer und günstiger. Die Preise für Sensoren werden noch weiter abrutschen. Experten rechnen mit einem durchschnittlichen Sensorpreis von 30 Euro-Cent gegen 2020. 3/4 aller Halbleiter sollen bis dahin für IoT-Geräte produziert werden. Auch mobile Datenverbindungen werden verbreiteter werden, insbesondere 4G und das derzeit in Entwicklung befindliche 5G. In den westlichen Ländern ist die notwendige Infrastruktur für IoT bereits vorhanden, WiFi und 4G-Netze sind großflächig ausgebaut. Doch an was müssen Sie als möglicher Entscheider in IoT-Projektszenarien denken? Egal ob Sie sich nun im Portfolio- und Programmmanagement darüber Gedanken machen müssen, welche Projekte Sie als erstes angreifen oder bereits als Projektleiter die Schuhe an haben: Wir versuchen hier das wichtigste herauszuarbeiten. Sie müssen wieder lernen, noch besser mit Daten umzugehen. Die Tage aus den späten 60er bis 90er Jahren, wo man noch versucht hat, Dateien um einige MegaBytes kleiner zu machen, um Speicherplatz zu sparen, sind eigentlich vorbei. Erbsenzählen tun wir bei Speicherkapazität schon lange nicht mehr. Das Gigabyte Magnetfestplattenkapazität kostet heute nur noch um die 4 ct. Doch mit IoT wird sich alles wieder ändern – zumindest zum Teil. Wenn Sie mit IoT anfangen, werden Sie zunächst anfangen, stationäre Geräte in Ihrem Umfeld zu verbinden. Bei stationären Geräten bietet es sich an, kabelgebundene Verbindungen zur Anbindung der IoT-Devices zu nutzen. Desweiteren werden diese stationären Geräte nicht gerade groß in ihrer Anzahl sein, da der Platz in Ihren Räumen begrenzt ist. Solche Geräte können, um es einfach zu halten, beispielsweise Haushaltsgeräte wie Kaffeemaschinen, Kühlschränke usw. sein. Diese Geräte schicken vielleicht jede Minute einen neuen Datensatz ins Netz (jedesmal, wenn sich jemand einen neuen Kaffee zieht oder die Kühlschranktür öffnet und schließt) und die Daten müssen vielleicht gerade mal über einen Zeitraum von 2-4 Wochen aufgehoben werden (da sie danach nicht mehr interessant sind). Das heißt zu Beginn Ihrer IoT-Einführung besteht Ihre IoT-Landschaft aus folgenden Rahmendaten. Anzahl an Geräten mehrere 10er verschiedene Gerätearten 5-10 Ingestion Frequenz. innerhalb von Minuten Datenvolumen pro Tag hunderte MB Netzwerkanbindung kabelgebunden, Bandbreite von mehreren Gbit/s Kosten der Netzwerkanbindung annähernd kostenlos (Strom und Verkabelungsmaterial) Datenaufhebezeitraum 2-4 Wochen (datenvolumen bis zu 1 TB) Eine richtige Herausforderung für ein Unternehmen bedeutet diese Art der IoT-Einführung noch nicht. Da mussten Sie allein schon mit der Verkabelung Ihrer on-premise Server und Ihrer Arbeitsplätze teilweise mehr Know How reinstecken. Interessant wird es erst, wenn Sie als Kunde beginnen, weiter zu denken und mobile &bdquo;Things“ an das Netz anzubinden. Da die Endgeräte nun mobil sind, können Sie nicht mehr mit Kabeln arbeiten und müssen sich nun Gedanken um die kostengünstige und hochbreitbandige kabellose Anbindung Ihrer Geräte machen. Da Sie nun auch Geräte anbinden wollen, die nicht stationär irgendwo rumstehen, ist die Chance, dass es davon sehr viele gibt (beispielsweise alle Erntemaschinen auf einer Farm) schon sehr groß. Nun wollen Sie Echtzeitauswertungen Ihrer Erntemaschinen machen, also beispielsweise wissen, wie viel Kilo bereits geerntet wurden und wie &bdquo;reich“ die Ernte an welchen Landstrichen des Erntefeldes war. Denn diese Daten sind nun für Sie schon wesentlich interessanter als zu wissen, wann die nächste KAffeemaschine gewartet werden muss. Und da die Daten nun interessanter sind, heben Sie diese nun auch wesentlich länger auf. Die Entwicklung könnte beispielsweise nach einem Jahr so aussehen Anzahl an Geräten mehrere tausend verschiedene Gerätearten über 200 Ingestion Frequenz. jede sekunde Datenvolumen pro Tag hunderte GB Netzwerkanbindung mobil, mehrere 10 Mbit/s. Kosten der Netzwerkanbindung marginal (mobile Datenverträge innerhalb eines Landes) Datenaufhebezeitraum 3-6 Monate (datenvolumen bis zu 1 PB) Wenn Sie nun weiter denken und nun Dinge quer über den Globus vernetzen wollen (beispielsweise weil Sie eine Airline betreiben und Echtzeiten von Ihren Flugzeugen jederzeit auswerten wollen), schießt das ganze 5 Jahre später noch einmal in die Höhe Anzahl an Geräten Mehrere Tausend bis in die Millionen verschiedene Gerätearten 1000e Ingestion Frequenz. im Millisekundenbereich Datenvolumen pro Tag hunderte TB Netzwerkanbindung Satellitenverbindungen und WAN, wenige kBit/s bis wenige Mbit/s Kosten der Netzwerkanbindung bedeutend (Mobilfunkverträge über mehrere Länder, Buchung von Kontingenten auf Satelliten, kontinental-Standleitungen) Datenaufhebezeitraum mehrere Jahre (hunderte von PB) Wenn Sie nun diese drei Wachstumsphasen miteinander vergleichen, wird Ihnen auffallen, dass eine Integration von IoT in Ihrem Unternehmen über die Jahre hinweg diverse Probleme aufwirft. Sie müssen auf einmal wieder lernen, Daten zu reduzieren Wir dachten eigentlich, diese Zeiten seien nun vorbei. Denn schließlich ist jetzt auch schon in den entlegensten Stellen Europas breitbandiges Internet verfügbar – entweder in Form von (v)DSL, Kabelnetzen wie das von Kabel Deutschland oder durch LTE. Doch wenn Sie sich die Problematik der Wide Area Network Verbindungen über mehrere Kontinente hinweg vor Auge führen (siehe Beispiel Airline), dann wird es nun auf einmal wieder für Sie wichtig, die Datenströme, die übertragen werden zu reduzieren. Wichtige Maßnahmen in diesem Umfeld sind beispielsweise Verzicht auf &bdquo;dicke“ Übertragungstechnologien wie SOAP und RPC und stattdessen Umdenken auf &bdquo;schlanke“ Übertragungswege via HTTP. Anwendungen sollten daher nach dem REST-Ansatz programmiert werden, der für sämtlichen Datenaustausch zwischen Systemen das HTTP Protokoll verwendet. Live-Kompression der Daten vor dem Absenden über das Netzwerk. Die entsprechenden Kompressionsberechnungen müssen von kraftvollen CPUs übernommen werden, die entweder direkt im &bdquo;thing“ oder in dem IoT-Gateway, welches die Daten sammelt und bündelt, verbaut sind. Live-Verschlüsselung und Authentizitätsprüfung der Daten. Dies geschieht meistens über das IoT-Gateway. Aufteilen der Daten in einen Speed-Layer und einen Batch Layer (&bdquo;Lambda-Architecture“). Anstatt die vollen Daten auf einen Rutsch über das Netzwerk übertragen zu wollen, übertragen Sie zunächst nur die wichtigsten Daten, die für die Live-Auswertung notwendig sind. Diese werden im sogenannten Speed Layer übertragen, also über die schnellere der verfügbaren Verbindungen. Mitunter werden die so übertragenen Daten gar nicht persistent abgespeichert (also beispielsweise am Ende auf einer SSD oder Magnetfestplatte abgelegt), sondern landen nur im Arbeitsspeicher des analysierenden Systems, beispielsweise einer SAP HANA Datenbank, was wiederum Verarbeitungszeit spart.Im sogenannten Batch Layer werden dann über eine langsamere Verbindung die vollen Daten übertragen, die dann am Ende persistent auf einer Festplatte abgelegt werden, um sie für beispielsweise Tages-, Wochen-, Monats- oder Jahresanalysen wiederverwenden zu können. Sie müssen sehr schnell skalieren können. Je schneller Ihr Unternehmen und damit die zu übertragenden Daten wachseln, desto reaktiver müssen Sie die Kapazitäten der technischen Komponenten skalieren können. Speicherplatz, Netzwerkbandbreite, CPU-Power: all diese technischen Faktoren müssen Sie hierbei im Auge behalten, um hier nicht den Überblick zu verlieren.Um dem zunehmenden Datenvolumen Herr zu werden, brauchen Sie eine effiziente Archivierungsstrategie, in welcher Sie ältere, nicht mehr benötigte Daten in einen Tertiärspeicher auslagern können.Für neuere Daten, die in Monats- und Jahres-Audits noch gebraucht werden können und daher nicht auf einen Tertiärspeicher archiviert werden sollen, brauchen Sie ein effizientes Tiering auf einen Warm- und einen Cold-Storage, damit Ihnen die Kosten für Arbeitsspeicher und Flash-Storage nicht die Haare vom Kopf fressen. In diesem Bereich werden im SAP-Umfeld Apache Hadoop, Sybase iQ, SAP HANA Dynamic Tiering sowie die SAP Data Services eine wichtige Rolle spielen.Die Empfehlung in der IoT lautet: Scale at the Edge. Das heißt die Daten sollten Sie so weit wie möglich lokal an dem Ort verarbeiten, an welchem das Thing arbeitet, anstatt diese erst in Richtung Digital Core zu transportieren und dann dort erst komplizierte Berechnungen darauf anzustellen. Stattdessen sollte die Verarbeitung wie gesagt lokal geschehen und eine Skalierung am jeweiligen Standort geschehen. Andernfalls werden Sie auf Probleme stoßen, weil Sie an ihrer zentralen Stelle mitunter irgendwann keinen Platz mehr haben werden, um weiter hoch zu skalieren. Sie müssen die metrischen Daten von den IoT-Geräten und die transaktionalen Daten Ihrer Business Systeme (z. B. ERP, CRM, SCM, SRM usw.) vereinen. Wie kompliziert eine solche Architektur werden kann, zeigt die Abbildung. Sie müssen Daten in Ihren Things zwischenspeichern, um sie später hochzuladen, sobald das Device wieder eine Verbindung aufbauen kann. Dabei muss es einen Mechanismus geben, festzustellen, welche Daten noch gesendet werden müssen und welche schon angekommen sind, um wieder Platz zu schaffen. Security. Mit der Tatsache, dass in IoT-Geräten nun möglicherweise sehr sensible Daten verarbeitet und evtl. sogar gespeichert werden – und die IoT-Geräte auch über externe Schnittstellen gesteuert und somit unter Umständen lebensbedrohlich manipuliert werden können, müssen Sie sich extreme Gedanken um das Thema Security machen. Die offensichtlichsten Sicherheitsthemen hierbei kommen den meisten noch in den Sinn die Übertragung der Daten von Machine to Machine (M2M) und Machine to Business (M2B) muss verschlüsselt sein. Dies wird heutzutage meistens über hybride Verschlüsselungsverfahren sichergestellt, also einer Kombination aus asymmetrischer und symmetrischer verschlüsselung. die digitalen Komponenten Ihres Things müssen absolut ausfallsicher sein bis runter zum Controller-Chip...

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