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Cloudbasiertes Remote Management

Für Embedded-Anwendungen werden derzeit sichere, cloudbasierte Management-Agenten verfügbar. Diese benutzerfreundlichen und jederzeit verfügbaren Tools ermöglichen den zentralisierten Fernzugriff auf Daten von verteilten Systemen, sodass sich Wartungs- und Managementkosten signifikant reduzieren lassen. Mögliche Ausfälle werden dabei sogar vorhergesagt und verhindert, bevor sie auftreten.

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Für cloudbasiertes Remote-Monitoring und Management von Embedded Systemen bietet Adlink‘s Smart Embedded Management Agent (SEMA) ein umfassendes Set an integrierten Funktionen. Systembetreiber können verschiedenste Hardware-Parameter kontrollieren, um durch vorausschauende Wartung die Zuverlässigkeit und Lebensdauer ihrer Embedded-Systeme zu erhöhen.

Für cloudbasiertes Remote-Monitoring und Management von Embedded Systemen bietet...

Embedded-Systeme findet man heute überall. Und es ist egal, in welchen Anwendungen – wie Verkehrswesen, Verteidigung, Infotainment, Medizin, Kommunikation oder Industrieautomation – sie zum Einsatz kommen: Überall sind optimal zugeschnittene Technologieplattformen gefordert. Sie müssen stets zuverlässig und stabil selbst höchst kritischste Anwendungen ausführen; und dies oft mit Low-Power-Performance im Dauerbetrieb und unter rauesten Umweltbedingen mit extremen Temperaturen, Stößen und Vibrationen. Ausfallzeiten sind hier keine zulässigen Optionen. Hohe Verfügbarkeit ist deshalb eines der wichtigsten Leistungsmerkmale eines Embedded Systems. Hohe Technologiestabilität ist jedoch eine Herausforderung. Erreichen kann man sie nur durch passende Designs und durch neue Systemsteuerungs- und Management-Tools, die mögliche Probleme erkennen, bevor sie auftreten.

Die zunehmende Vernetzung hat dabei immense Auswirkungen auf die Entwicklung solcher Embedded Systeme. Der Trend hin zum Internet der Dinge (IoT), in dem intelligente Geräte ihre Daten in Echtzeit austauschen, macht aus ehedem isoliert betriebenen Systemen nun intelligente Plattformen mit IoT-Gateway. Diese Anbindung ermöglicht auch eine neue Art des Systemmanagements und der Instandhaltung, wie sie bei Offline-Geräten gar nicht möglich war. Betreiber von Systemen können nun über Clouds einen Zugang zu zentralen, proaktiven Management-Tools erhalten, um so Kosten durch vorausschauende Wartung und reduzierte lokale Wartungs- und Reparatureinsätze zu senken. Anstelle auf einen Systemfehler zu reagieren, können Systembetreiber die Remote-Verbindung zudem dazu nutzen, den aktuellen Systemstatus einzusehen und bei Bedarf die Performance zu beeinflussen. So lassen sich kritische Systemausfälle vorhersagen, verhindern oder sogar im Vorfeld beheben. Solche Lösungen sind jedoch
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Die Grenzwertfunktionen des benutzerfreundlichen Remote-Agent Dashboards können für verschiedene Arten von Systemdaten definiert werden. Wird ein Schwellenwert erreicht, können Betreiber schnell über SMS- oder E-Mail alarmiert werden.

Die Grenzwertfunktionen des benutzerfreundlichen Remote-Agent Dashboards können...

nicht spezifischen Branchen vorbehalten. Sie können überall zum Einsatz kommen und sind leicht in fast jedes Embedded System zu implementieren.

Bessere Entscheidungen senken Kosten

Das Wissen über den Zustand eines Systems zu erlangen ist ein wesentlicher Schritt für die Erhaltung seiner Zuverlässigkeit. Haben Betreiber umfassende Daten zur Hand, können sie Service-Fahrzeuge noch vor einem Systemausfall zum Einsatz schicken oder das System so verwalten, das keine unnötigen und kostspieligen Service-Aufrufe erfolgen. Unnötige Serviceeinsätze zu vermeiden wäre zudem ein Segen für die Betreiber verteilter Netzwerke. Erträge lassen sich nämlich optimieren und Marktanteile steigern, wenn man Wartungskosten senkt und die Servicequalität steigert. Intelligente Middleware-Tools – und das sind im wesentlichen Softwarelayer für die Analytik und das Remote-Management über eine einfache grafische Benutzerschnittstelle (GUI) – ermöglichen heute solches Wissen in Echtzeit, sodass Betreiber schnell auf Temperaturerhöhungen oder Schwankungen beim Stromverbrauch oder der Lüfterdrehzahl reagieren können.

Remote Management in Embedded Systeme integrieren

Die IoT-Anbindung für verteilte Devices kann auf unterschiedlichste Arten erfolgen; alle erfordern aber Hardware-, Firmware- und Software-Komponenten. Adlink nutzt hierfür einen speziellen Board-Management-Controller (BMC), der ursprünglich für
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Betreiber können Systemparameter wie z. B. Lüfterdrehzahlen fernüberwachen; Aktionen werden automatisch auf Basis des Systemzustands ausgelöst, was Systemschäden bei Fehlfunktionen verhindern kann.

Betreiber können Systemparameter wie z. B. Lüfterdrehzahlen fernüberwachen;...

die Power-Sequenzierung konzipiert wurde und heute viele weitere nützliche Monitoring- und Management-Funktionen bietet. Da der BMC kompatibel zur neuesten Embedded Application Programming Interface-Spezifikation (EAPI) ist, reduziert sich der Aufwand zur Implementierung auf die Portierung der bestehenden Anrufe in den BMC.

Die Bereitstellung einer Schnittstelle zwischen Hardware und Betriebssystem ist eine der wichtigsten Kernfunktionen des Remote-Management-Systems. Der BMC sammelt zuerst alle relevanten Informationen aus dem Chipsatz und anderen Quellen. Über den System Management Bus stellt der Anwendungslayer die Daten sodann dem Benutzer zur Verfügung. Angezeigt werden sie entweder im BIOS-Menü oder über ein benutzerfreundliches Dashboard, welches auch die Überwachungs- und Fehlersuche-Funktionen unterstützt.

Systembetreiber können sich unterschiedliche Diagramme anzeigen lassen und verschiedenste Statistikdaten des Systems überprüfen, wie den Stromverbrauch oder die Temperatur sowohl der CPU als auch des Boards. Die Daten werden jede Sekunde abgefragt und bei Bedarf in eine lokal gespeicherte Protokolldatei geschrieben, auf die Systemadministratoren zugreifen können. Die Daten sind als ASCII-Text abgefasst und die Spalten sind mit Tabulator getrennt, sodass der Import in beliebige Tabellenkalkulationsprogramme oder andere Datenverarbeitungstools leicht von der Hand geht. Auch Anwendern wird der Zugang zu den allgemeinen Bordinformationen gewährt. Sie haben z. B. Zugriff auf die GPIO-, I²C Bus- und Ventilator-Steuerung. Für letztere verwendet der BMC übrigens die Smart Fan Controller Technologie, welche die gemessene CPU-Temperatur automatisch mit der Lüfterdrehzahl in Verbindung setzt.

Über
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Anwendungen wie Flottenmanagement, öffentliche Sicherheit, die Überwachung von Unterstationen oder jedwede Implementierung, die auf Servicedienstleistungen vor Ort oder das Management weit verteilter Netzwerke abzielt, kann signifikant vom Fernzugriff und der Verwaltung über cloudbasierte Architekturen profitieren.

Anwendungen wie Flottenmanagement, öffentliche Sicherheit, die Überwachung...

ihren eingebetteten Boardcontroller stellen die Remote-Management-Agenten lokal auch eine definierte Menge an Speicherplatz für normale Endanwenderdaten zur Verfügung. Dieser Speicherbereich ist dafür ausgelegt, Seriennummern, Schlüssel, Konfigurationsdaten und andere sensible bzw. boardspezifische Informationen zu speichern, da er BIOS-unabhängig ist und während eines BIOS-Updates nicht gelöscht oder überschrieben werden kann.

Ein separater Sicherheitsbereich bietet zusätzlichen Speicherplatz für kritische Daten wie z. B. Codes von Sicherheitsschlüsseln. Dieser Bereich kann durch eine einmal programmierbare Hardware geschützt werden, was maximale Sicherheit und vergleichbare Features bietet, wie man sie von Trusted Platform Modulen (TPM) oder SIM-Karten kennt.

Forensische Informationen wie die minimale und maximale Temperatur der CPU und des System sowie die Ursache des letzten Systemneustarts stehen auch nach einem System- bzw. Modulausfall zur Verfügung – was die Analyse eines Ausfalls erleichtert.

Der Mehrwert von Device-to-Cloud-Strategien

Die Erweiterung von Remote-Management-Technologien um einen sicheren Cloud-Zugang ist für viele Systemadministratoren wirtschaftlich höchst effektiv. Durch cloudbasiertes Remote-Management werden Systemdaten permanent verfügbar. Dadurch kann man sie auch jederzeit nutzen, um die Systemverfügbarkeit zu erhöhen, ohne unnötig Zeit und Kosten in die Wartung vor Ort zu stecken. Und
je mehr sich das Internet der Dinge entwickelt und der Wettbewerb steigt, desto mehr brauchen Anbieter eine umfassende Systemintelligenz. Nur sie ermöglicht ihnen nämlich tiefere Einblicke in das Systemverhalten unter verschiedensten Verarbeitungslasten und Umgebungsbedingungen. Und solches Wissen bietet klare Wettbewerbsvorteile. Es hält die Kosten niedrig, erhöht die Systemverfügbarkeit und ermöglicht viele weitere intelligente und kreative neue Anwendungen.

Die Cloud-Konnektivität heutiger intelligenter Middleware bietet mehr, als früher verfügbare Remote-Management-Technologien. Ergänzt man die Middleware nämlich um eine Cloud-Server-Architektur und M2M (Machine-to-Machine) Stacks, können Embedded-Geräte ohne zusätzliche Design-Anforderungen mit der Cloud verbunden werden. Das Verschieben der Daten in die Cloud ermöglicht es Betreibern zudem, die Systemleistung von einem zentralen Punkt aus zu überwachen und zu verwalten.

Der M2M-Stack von Adlink‘s Smart Embedded Management Agent (SEMA) kann Systemdaten an den Cloud-Server des Benutzers über jede Art von TCP/IP-Verbindung übermitteln – z. B. 3G, LAN oder WLAN. System-Manager können sich zudem über jedes kommerzielle Cloud-Portal einfachen Zugriff auf die Daten und Analysen verschaffen und jedes beliebige Gerät wie Desktop-PC, Tablet oder Smartphone hierzu nutzen.

Intelligentes Systemmanagement

Bietet man für seine Embedded Devices eine Cloud-Konnektivität an, kann man mittels drei primärer Management-Funktionen besonders wichtige Bedürfnisse von Systembetreibern erfüllen: Die Informationsfunktion, die Analytik und Eventerstellung sowie das Gerätemanagement. Sie beeinflussen durch die Interaktion mit Systemdaten auch die Systemleistung und sie führen letztlich auch zu einer Vereinfachung und Verringerung
des Langzeitpflegeaufwands.

Die Informationsfunktion

Sind Systeme verfügbar, können Betreiber ihre Leistung beobachten. Cloudbasiertes Remote-Management fördert diesen Prozess, indem es die Beobachtung jederzeit, überall und umfassend ermöglicht. In einem solchen Szenario liefert der Embedded Management Agent kontinuierlich Daten über das verschlüsselte Transport Layer Security Protokoll (TLS), dem Nachfolgerprotokoll des Secure Sockets Layers ) kurz SSL). Diese Daten können sodann auf einem Informations-Dashboard des Benutzers angezeigt werden. Da jederzeit auf ganze Datenreihen zugegriffen werden kann, können Betreiber selbst bei Abweichungen von Normalwerten feststellen, ob ein Leistungswert insgesamt noch akzeptabel ist.

Analytik und Eventerstellung

Das gleiche benutzerfreundliche Dashboard ermöglicht auch Grenzwerte für verschiedene Arten von Daten zu definieren. Sind diese definiert, analysiert die Anwendungssoftware in der Cloud alle vom Embedded-Management-Agent ankommenden Daten. Wird ein benutzerdefinierter Grenzwert erreicht, wird ein Alarmereignis ausgelöst. Nutzt ein mobiles Device z. B. zwei Batteriepacks mit Primär- und Sekundärbatterie, kann das Alarmevent z. B. so definiert sein, dass das System automatisch auf die Backup-Batterie wechselt, sobald die Leistungskapazität der Primärbatterie unter 10 % liegt. Parallel dazu kann der Systembetreiber per SMS oder Email darüber informiert werden, dass die Primärbatterie ersetzt und/oder geladen werden muss.

Das Management der verteilten Geräte

Embedded Agenten mit Cloud-Anbindung bieten den zusätzlichen Vorteil der Fernsteuerung von Systemparametern. Spezifische Benutzerkonfigurationen in
der Cloud können also dazu führen, dass bestimmte Aktionen in Richtung Embedded System automatisch ausgeführt werden. Dies ist auch für eine große Anzahl von Geräten möglich, so dass einheitliche Flotten- und Gerätemanagement-Funktionen möglich werden, die mit wenigen Klicks auf allen Devices gleichzeitig ausgeführt werden können.

Durch den implementierten M2M-Stack können Anwender einfach die dazu passende Cloud-Anwendung einrichten. Diese beobachtet sodann den aktuellen Gesundheitsstatus der angeschlossenen Embedded Systeme. Bevor ein Gerät gänzlich ausfällt, kann die Cloud-Anwendung eine Störung erkennen und schnell reagieren. Systembetreiber werden dadurch in die Lage versetzt, Systeme automatisch zu überprüfen und bei Fehlfunktionen durch Korrekturmaßnahmen auch automatisch zu retten. Reparaturkosten lassen sich so signifikant reduzieren. Auch Workloads können dabei von einem System zu einem anderen portiert werden, um Ausfallzeiten in Falle von Betriebsstörungen zu beseitigen.

Die Langlebigkeit eines Systems wird zudem immer dann erhöht, wenn Administratoren reagieren, bevor schwere Schäden an der Hardware entstehen. Anhand einer steigenden CPU-Temperatur kann dies exemplarisch veranschaulicht werden: Der BMC lädt die Daten in den Agenten. Dieser reagiert unmittelbar mit dem Versuch, die Lüftergeschwindigkeit zu erhöhen. Gelingt dies aufgrund eines Hardwarefehlers nicht, wird das System aus Sicherheitsgründen aus der Ferne abgeschaltet und diese Abschaltung wir dem Betreiber gleichzeitig mitgeteilt. Ist diese Abschaltung mitgeteilt, kann der Systemverwalter den Lüfter ersetzen und das System schnell neu starten.

M2M Services – ein vielversprechender Markt

Ein zentraler, cloudbasierter Ansatz eignet sich auch sehr gut für intelligente Service-Modelle, die Systembetreiber abonnieren können. Den Level der Überwachung und Verwaltung kann man auf die Art der Anwendungen und die Anzahl der Geräte anpassen. Mit zunehmender Verbreitung von M2M-Strategien entstehen
deshalb auch neue intelligente Dienstleistungsbereiche – z. B. im Gesundheitswesen, Smart Metering, Smart Home, POS und Privatkundengeschäft sowie Fabrik-Systemen und angeschlossenen Gebäuden. Eine aktuelle Juniper Research Bericht prognostiziert, dass M2M Service-Umsätze im Jahr 2015 weltweit 20 Milliarden USD erreichen werden. Möglich wird das durch Anstrengungen der Hersteller und Entwickler, die es ermöglicht haben, den Prozess des Rollouts sicherer M2M-Strategien für den industriellen und privaten Endanwender zu vereinfachen.

Die Transaktion von und der Zugang zu sensiblen Daten über cloudbasierte M2M-Anwendungen erfordert Sicherheitsüberlegungen auf jeder Ebene der Lösung: Am Gerät, während der Datenübertragung und in der Cloud. Auf der Geräteebene können softwarebasierte Steuerungstools wie Whitelisting verwendet werden, um lokal entstehende und gespeicherte Daten zu schützen. Und wie bereits erwähnt schützen verschlüsselnde Protokolle wie TSL die Verbindung zwischen den verteilten Geräten und dem cloudbasierten Datenzugriffspunkt. In der Cloud selbst stehen Hostinganbietern und darüber hinaus ein ganzes Arsenal an Software-Tools und Verschlüsselungsmethoden zur Verfügung, um Daten, die sich auf virtuellen Servern befinden, zu schützen.

Embedded Systeme können größtenteils über 3G-Mobilfunk an die Cloud angebunden werden; eine Cloud kann aber auch einfach im Zentralbüro einer Fabrik angesiedelt sein und die Daten über Ethernetkabel oder WLAN beziehen. Cloud basierte Lösungen starten zudem ab Losgröße 1, sodass jedes System zur Herstellung von Gütern vom Cloud-Anschluss profitieren kann. Und ganz gleich ob medizinische Geräte, industrielle Steuerungen oder Büromaschinen – alle Geräte mit einem Embedded Board sind Kandidaten für cloudbasierte Remote-Monitoring-Services. Die hierbei eingesetzten Werkzeuge und Dienstleistungen können sogar Lösungen für Remote-Software-und Betriebssystem-Updates beinhalten, mit denen Betreiber einfach Firmware und BIOS ‚over-the-Air‘ aktualisieren können, um so besonderes effizient erweiterte Funktionen
im Feld bereitstellen zu können.

Derart angebundene Embedded Systeme können eine große Menge an Daten generieren und sammeln – und Designer nutzen die Cloud-Technologie nun dazu, mit diesen Daten Kosten zu reduzieren und die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Das Remote-Management beseitigt dabei die Notwendigkeit, in der Nähe sein zu müssen, um Wartungen durchführen oder Fehler in verteilten Geräten zu beheben. Das reduziert sowohl die mit der Reise als auch die mit den Systemausfallzeiten verbundenen Kosten.

Darüber hinaus kann man kritische Systeme mit dem Cloud-Zugang einfach von einem zentralen Punkt aus beobachten; Betreiber sind so stets über die Systemzustände informiert und können die Systemintelligenz in Echtzeit nutzen, um bessere und kostengünstigere Entscheidungen in Bezug auf Service und Leistung treffen zu können. Ein Servicefall wird dadurch auch strategischer planbar, da Administratoren interaktiv Einfluss auf die Systemleistung nehmen können und durch Vorhersagen in die Lage versetzt werden, Präventionsmaßnamen im Vorfeld kritischer Alarme umsetzen.


Für cloudbasiertes Remote-Monitoring und Management von Embedded Systemen bietet Adlink‘s Smart Embedded Management Agent (SEMA) ein umfassendes Set an integrierten Funktionen. Systembetreiber können verschiedenste Hardware-Parameter kontrollieren, um durch vorausschauende Wartung die Zuverlässigkeit und Lebensdauer ihrer Embedded-Systeme zu erhöhen.
Die Grenzwertfunktionen des benutzerfreundlichen Remote-Agent Dashboards können für verschiedene Arten von Systemdaten definiert werden. Wird ein Schwellenwert erreicht, können Betreiber schnell über SMS- oder E-Mail alarmiert werden.
Betreiber können Systemparameter wie z. B. Lüfterdrehzahlen fernüberwachen; Aktionen werden automatisch auf Basis des Systemzustands ausgelöst, was Systemschäden bei Fehlfunktionen verhindern kann.
Anwendungen wie Flottenmanagement, öffentliche Sicherheit, die Überwachung von Unterstationen oder jedwede Implementierung, die auf Servicedienstleistungen vor Ort oder das Management weit verteilter Netzwerke abzielt, kann signifikant vom Fernzugriff und der Verwaltung über cloudbasierte Architekturen profitieren.

  • flag of de LiPPERT ADLINK Technology GmbH
  • Hans-Thoma-Strasse 11
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  • www.adlinktech.com


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