Moderne Kommunikationsprotokolle und hochperformante, spezialisierte NoSQL-Datenbanken sind die Grundlage für unsere Industrie-4.0- und IIoT-Anwendungen. Um die Herausforderungen hinsichtlich der Datenmenge, vor allem im Monitoring, effektiv und effizient zu bewältigen, ist die Basis ein Fast-Data-Setup.

Ziel von Fast Data ist es, die anfallenden (Sensor-)Daten in Echtzeit zu verarbeiten und auszuwerten. Im Zuge der Zustandsüberwachung mittels weMonitor ist diese technologische Ausrichtung elementar, um Abweichungen vom Ist-Zustand der Maschinen frühzeitig zu erkennen und entsprechende Präventivmaßnahmen einzuleiten. Die Echtzeitdatenverarbeitung des Moduls wird dadurch zu einem entscheidenden Wettbewerbsvorteil für Anwender.

Kommunikationsprotokolle für eine problemlose Datenübertragung

Um eine reibungslose Datenübertragung zu gewährleisten, setzen wir für unsere Applikationen auf fortschrittliche und zukunftssichere Kommunikationsprotokolle. Diese Protokolle zeichnen sich vor allem durch eine hohe Effizienz aus.

Für die Kommunikation zwischen Client und Server nutzen wir das Übertragungsprotokoll HTTP/2 (Hypertext Transfer Protocol). Insbesondere mit Blick auf unseren Fast-Data-Ansatz stellen Geschwindigkeit und die Priorisierung von Daten wesentliche Faktoren für die Nutzung dar. HTTP/2 bietet hier den Vorteil der parallelen Übertragung, muss dazu aber nur auf eine Verbindung zurückgreifen. Hinzu kommt die Komprimierung der Daten, welche sich ebenfalls positiv auf die Geschwindigkeit auswirkt. Durch die Verarbeitung und Auswertung von Maschinen- und Anlagendaten in Echtzeit ist HTTP/2 als Kommunikationsprotokoll somit einer der Grundpfeiler unserer modularen Software.

Zur Serialisierung verwenden wir Protocol Buffers. Aufgrund des Binärformats, der damit einhergehenden Übersichtlichkeit mit hoher Leistung und Flexibilität ist dieses Datenformat ideal dazu geeignet, um die Performance unserer Produktlinie sicherzustellen. Es ermöglicht uns, die Datenstruktur individuell zu definieren und so effektiver auf Anforderungen einzugehen. Eng verknüpft ist es mit gRPC, welches Protocol Buffers als Beschreibungssprache verwendet. Daher ist es für uns naheliegend, diese aufeinander abgestimmten Technologien für unsere Produkte zu nutzen, um Anwendern hochwertige Software für Predictive-Maintenance-Aufgaben bereitzustellen.

gRPC kann ebenfalls individuell eingesetzt und angepasst werden. Es dient nicht nur der Verknüpfung verschiedener Microservices für eine ideale Zusammenarbeit, sondern ermöglicht auch die Verbindung von angeschlossenen Geräten, Mobile Apps und Browsern mit dem Backend. Dazu werden verschiedene Programmiersprachen unterstützt wie beispielsweise C++, C#, Go, Java, Node.js, PHP oder Python.

NoSQL zur Speicherung und Verarbeitung von Maschinendaten

Zur Speicherung und Verarbeitung der anfallenden Maschinendaten verwenden wir die hochspezialisierte Datenbanktechnologie NoSQL. NoSQL kommt in unserem Predictive-Maintenance-Umfeld insbesondere zur Erfassung von zeitreihenorientierten Signalen zum Einsatz. Ausschlaggebend ist das Fehlen einer festen Tabellenstruktur, weshalb Datenbanken dynamisch und flexibel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Diese Flexibilität ist auch im Condition Monitoring von großer Bedeutung, da Zeitreihen und Ereignisse im Vorfeld schwer vorhergesagt werden können. NoSQL erlaubt darüber hinaus eine leichte Erweiterbarkeit und eine höhere Skalierbarkeit.

Zur Erfassung von Zeitreihen und der Zeitreihenanalyse im weMonitor-Modul ist die Grundlage InfluxDB. InfluxDB findet vor allem im IIoT- und Fast-Data-Sektor Anwendung. In weMonitor dient diese Technologie insbesondere dazu, Werte über einen Zeitraum zu untersuchen und so Entwicklungen sowie plötzliche Änderungen von Maschinen- und Anlagenzuständen zu identifizieren und vorherzusagen.