Interview zum Thema Cloud

Bereits 2013/2014 haben wir bei M&M Software Cloud-Computing als einen der zentralen Technologietreiber für die zukünftige Digitalisierung in der Industrie identifiziert. Deshalb haben wir es uns damals zum Ziel gesetzt, uns als führenden Anbieter von cloudbasierten Lösungen und Dienstleistungen im Umfeld von Industrie und Automation zu platzieren und unsere Strategie entsprechend neu ausgerichtet.

Bei unserem Einstieg in das Thema Cloud-Computing dominierte bei den meisten Anwendern noch große Unsicherheiten hinsichtlich Nutzen und Datensicherheit. Deswegen war in der Anfangszeit vor allem Aufklärung über die Grundprinzipen und die Vorteile von Cloud-Computing und die dazugehörenden Sicherheitsmechanismen erforderlich. Mit Workshops und selbst entwickelten Prototypen haben wir daran gearbeitet, potenzielle Anwender von den Vorteilen cloudbasierter Lösungen und deren Machbarkeit zu überzeugen.

Heute ist diese Überzeugungsarbeit, was die Cloud und ihre Vorteile angeht nicht mehr notwendig. Die meisten Menschen können den Begriff Cloud Computing einordnen und kennen auch den Unterschied zwischen Public und Private Cloud. Sie haben verstanden, dass die großen Cloud-Portale ein wirklich großes Datensicherheitsniveau bieten. Für eigene, professionelle Rechenzentren ist es schwer, wenn nicht gar teilweise unmöglich, dieses Sicherheits- und Verfügbarkeitsniveau nachzubilden

Cloud-Computing hat sich in vielen Bereichen unseres Lebens durchgesetzt. Soziale Netzwerke wie Facebook, Twitter oder WeChat werden auf Cloud-Infrastrukturen betrieben. Unterhaltungsprogramme werden mit Diensten, wie Netflix und Spotify mehr und mehr aus dem Internet gestreamt. Immer mehr wird in den großen Online-Shops, wie Amazon oder Alibaba, eingekauft, anstatt im Laden nebenan. Persönliche Daten werden in unbegrenzt verfügbaren Cloudspeichern wie DropBox oder Onedrive abgelegt.

Innovative, cloudbasierte Kooperationsplattformen wie Teams oder Slack fördern das agile Arbeiten. Gerade größere Firmen verlagern auch ihre missionskritischen Unternehmensanwendungen mehr und mehr in die Cloud, sei es SAP‘s S4Hana oder auch einfach Microsoft Office365. Große Automobilhersteller, wie VW oder BMW verkünden strategische Partnerschaften für die Produktionssysteme oder Mobilitätsplattformen der Zukunft mit führenden Cloud-Anbietern wie AWS oder Microsoft Azure. Die Ziele von Industrie 4.0 und vor allem die pragmatische Umsetzung im Industrial Internet of Things (IIoT) haben sich als zusätzliche Treiber für die Durchsetzung von Cloud-Computing erwiesen. Themen wie OPC UA, MQTT oder auch Digital Twins werden von den großen Cloud-Plattformen aufgegriffen und durch entsprechende IoT-Dienste im großen Stil umgesetzt.

Cloud-Computing ist damit sowohl im privaten als auch beruflichen Umfeld angekommen und akzeptiert.

Während große Firmen oft mit mehreren Public Cloud Anbietern zusammenarbeiten, um sich nicht zu abhängig zu machen, haben wir selbst uns bereits früh bewusst auf Dienstleistungen rund um die Azure Plattform von Microsoft spezialisiert. Das hat zum einen historische Gründe, denn als langjähriger Microsoft Partner waren unsere Beziehungen zu den Redmontern traditionell schon immer recht eng. Zum anderen wächst die Vielfalt des Angebots der Dienste der große Public Clouds derart schnell, dass es aus technischen und wirtschaftlichen Gründen wenig sinnvoll ist, alle Plattformen gleichermaßen gut und aktuell zu beherrschen. Für uns war und ist unsere Entscheidung richtig. Wir können  unseren Kunden heute maßgeschneiderte Cloud-Lösungen auf der Basis von Microsoft Azure zusammenstellen, vermitteln als Azure Cloud Service Provider die benötigten Cloud Ressourcen und übernehmen, falls gewünscht, auch den langfristigen, sicheren Betrieb.

Etwas anders sieht es auf dem, von unserer Tochtergesellschaft in Suzhou adressierten, chinesischen Markt aus. Hier gibt es zwar auch Angebote der westlichen Cloudanbieter, aber chinesische Firmen präferieren die Angebote großer chinesischer Player wie Alibaba. Deswegen haben wir auf dem, für uns wichtigen, chinesischen Markt auch eine etwas offenere Technologiestrategie.

Unsere Lösungen und Dienstleistungen rund um die Cloud bieten wir heute hauptsächlich für unsere traditionellen Zielbranchen Fabrik- und Prozessautomation, dem Maschinen- und Anlagenbau, Energie, Gebäudeautomation, aber auch verwandten Bereiche wie Öl und Gas oder Maritimtechnik an. Inzwischen wird überall Cloud-Computing als wesentlicher Technologietreiber für Digitalisierungsvorhaben erfolgreich eingesetzt. Vor allem wenn es darum geht, weit verteilte technische Assets an zentraler Stelle zu verwalten und Daten für weitergehende Auswertungen zusammenzuführen, kann Cloud-Computing seine Stärken ausspielen. Dadurch werden erweiterte Serviceangebote oder ganz neue Geschäftsmodelle erst ermöglicht. Sei es im Falle eines Maschinenbauers, der dadurch eine bessere vorausschauende Wartung und damit ein effizienteres Servicegeschäft mit seinen Kunden ermöglicht. Oder im Fall eines Stadtwerkes, das damit seine Ortsverteiler besser überwachen und damit Energieverbrauchsspitzen besser managen kann. Oder, wie bei einem Anbieter von Schiffsautomationstechnik, der seinen Kunden ein weltweit verfügbares Flottenmanagement ermöglicht. All diese Anbieter sparen sich eigene Rechenzentren, setzen auf die Public Cloud und können sich so auf ihre branchenspezifischen Lösungen, also die Software fokussieren.

Die Entwicklung war rasant und wir mussten unseren Horizont, nicht nur im technischen Bereich, schnell erweitern. Das Entwicklungstempo der Cloud-Dienste war wirklich atemberaubend schnell, sie sind ja teilweise wie Pilze aus dem Boden geschossen. Aber, wir haben uns dieser Herausforderung gestellt und sie mit viel Engagement und neu erworbenem Wissen gemeistert.

Vor allem die erste Phase der Strategieumsetzung war dabei von einem etwas naivem Umgang unsererseits geprägt. Wir waren tatsächlich mit unserer ersten IoT-Plattform namens dXpert der Zeit voraus, wurden dann aber von der massiven Entwicklung seitens der großen Cloud-Plattformanbieter wie AWS und Microsoft geradezu überrollt. Als diese nämlich erkannten, welch große Rolle IoT-Plattformen im Umfeld der Digitalisierung in der Industrie spielen würden, investierten sie massiv in den Aufbau eigner IoT-Plattformen als integrierte Basisdienste in ihren Public Clouds. Gegen so viel geballte Marktmacht und Ressourcen waren unsere eigenen Plattformansätze nicht weitreichend genug und langfristig nicht erfolgversprechend. Aus diesem Grund änderten wir unsere Strategie dahingehend, dass wir unsere eigenen Lösungen zukünftig konsequent auf der Plattform eines großen Cloudanbieters, wie Microsoft Azure aufbauen wollten.

Gelernt haben wir aus dieser Entwicklung, dass es für uns als Dienstleister nicht darum gehen kann, selbst Basis-Infrastrukturkomponenten zu entwickeln. Stattdessen müssen wir in der Lage sein, effektive Branchenlösungen auf der Basis der vielfältigen Dienste der großen Cloud-Plattformanbieter zusammenzubauen. Das allein ist schon Herausforderungen genug, denn die Entwicklungsgeschwindigkeit bei PAAS-Komponenten im Bereich Cloud Computing im Allgemeinen und IoT im Speziellen ist atemberaubend. Die damit verbundene Bindung an einen einzigen Plattformanbieter nehmen wir in Kauf, um im Gegenzug von der höheren Geschwindigkeit und Effizienz bei der Umsetzung zu profitieren.

Unterschätzt hatten wir zu Beginn die Komplexität der vertraglichen und rechtlichen Aspekte von Diensten, die vielen Endkunden - oft auch länderübergreifend - offenstehen sollen. Hier mussten wir lernen, das technisch Machbare mit dem rechtlich Zulässigen und dem vertraglich Robusten in Einklang zu bringen. Die Implementierung von servicebasierten Geschäftsmodellen geht nicht ohne die Einbeziehung von Rechtsanwälten, um die notwendigen Nutzungsbedingungen und Service Level Agreements (SLA) rechtssicher zu gestalten. Hier konnten wir uns in der Zwischenzeit eine solide Basis an Lösungsmustern und Vertragsvorlagen erarbeiten, die sich zukünftig hoffentlich mit weniger Aufwand auf neue Kunden und Projekte übertragen lassen.

Früh haben wir auch gelernt, dass cloudbasierte Lösungen in der Industrie sich nicht nur auf das Implementieren von Diensten in der Cloud beschränkt. Genauso wichtig ist die Realisierung der Cloud-Konnektivität auf Seiten der Steuerungen und Feldgeräte, die sich zusammen mit der Cloud zum industriellen Internet der Dinge (IIoT) vereinen. Das war mit ein Grund dafür, bei M&M die Geschäftseinheit System Solutions aufzusetzen, die sich auf die Realisierung solcher vertikalen IoT-Lösungen in der Industrie spezialisieren sollte.

Heute ist die Geschäftseinheit System Solutions in der Lage, durchgängige Lösungen vom Sensor bis in die Cloud zu implementieren. Dazu muss eine breite Palette verschiedenster Technologien beherrscht werden. Neben der Expertise bei den cloudbasierten Azure-Diensten und der Entwicklung moderner, webbasierten Anwendungen und mobilen Apps, gehören dazu auch Fähigkeiten im Embedded-Bereich, bei der Entwicklung von SPS-Applikationen, in der Industrie-4.0-Kommunikation auf der Basis von OPC UA und MQTT und in der Integration modularer Edge-Dienste auf der Basis von Docker-Containern. Unsere Data Scientists nutzen die Cloud, um KI-Algorithmen mit den gesammelten Daten zu trainieren und integrieren sie dann zur Ausführung entweder in Softwarearchitekturen in der Cloud oder auch direkt vor Ort auf Edge-Devices oder leistungsfähigen Controllern.

DevOps ist ein Prozessverbesserungsansatz, bei dem Softwareentwicklung (Development) und IT-Betrieb (Operations), gestützt auf leistungsfähigen, oft auch cloudbasierten Werkzeugketten, zu einem integrierten Prozess zusammenwachsen. Neue Features werden entwickelt, ins Versionskontrollsystem eingecheckt, zentral gebaut, automatisch getestet, dann in dedizierten Testumgebungen weiteren Systemtest unterzogen und, nach erfolgreichem Testabschluss, automatisiert auf die endgültige Ablaufumgebungen ausgerollt. DevOps funktioniert prinzipiell für jede Softwarelösung, aber besonders gut bei cloudbasierten Lösungen. Dank den Ansätzen von DevOps können wir nicht nur immer neue, verbesserte Releases in hoher Frequenz den Kunden zur Verfügung stellen, sondern sie auch - Dank entsprechender Instrumentierung - permanent auf korrekte Funktion überwachen und damit garantierte Verfügbarkeitsanforderungen erfüllen. Wir werden den DevOps-Ansatz in den nächsten Jahren Schritt für Schritt auf alle unsere Softwareprojekte übertragen und erwarten uns davon, die Effizienz in unserer Softwareentwicklung weiter steigern zu können.

Ein großes Thema ist die Datenhoheit. Wem gehören die Gerätediagnosedaten, die aus den Feldgeräten eines Sensorherstellers in einer Anlage eines Betreibers gesammelt werden? Dem Sensorhersteller oder dem Anlagenbetreiber? Beide haben sicher ein berechtigtes Interesse an solchen Daten. Es müssen daher technische und vertragliche Voraussetzungen geschaffen werden, die den Interessen beider Seiten gerecht wird. Cloudbasierte Dienste verschiedenster Anbieter werden zukünftig auch immer stärker untereinander verknüpft werden, dazu sind aber standardisierte Schnittstellen notwendig. Initiativen, wie die Open Industry 4.0 Alliance, versuchen auch solchen Fragestellungen gerecht zu werden, indem sie entsprechende Referenzarchitekturen durch konkrete Implementierungen untermauert und dabei Hersteller aus verschiedensten Bereichen zusammenbringt. Ein deutlicher Fortschritt im Vergleich zu den doch sehr theoretischen Ansätzen der Plattform Industrie 4.0 der Bundesregierung. Ein Grund für uns, der Open Industry 4.0 Alliance  beizutreten.

Im Umfeld von Cloud und IIoT kann man heute auch wieder den immerwährenden Kampf zwischen zwei grundsätzlichen Kräften in der Informationstechnologie beobachten. Auf der einen Seite versucht man Dienste möglichst zentralisiert in der Cloud auszuführen, um damit vom einfachen Management und der massiven Skalierbarkeit zu profitieren. Auf der anderen Seite forcieren Echtzeit- und Verfügbarkeits-, aber auch Datenschutzanforderungen dezentrale Konzepte, wie  Fog- oder Edge-Computing, womit die Ausführung von Funktionen möglichst nah ans Produktionsumfeld heranrücken soll.

Gerade ist der Trend zur Dezentralisierung wieder etwas stärker, vor allem auch getrieben durch Technologien wie Edge-Computing und Docker-Containern. Edge-Geräte platzieren sich in der Produktion logisch zwischen Steuerungen und Feldgeräten auf der der einen Seite und den Cloud-Anwendungen auf der anderen Seite. Die meist Linux-basierten Edge-Devices unterstützen damit eine lokale Zwischenverarbeitung, bilden aber auch die Brücke zu einem zentralisierten und cloudbasierten Assetmanagement. Docker-Container sind inzwischen eine weit verbreitete, leichtgewichtige Virtualisierungstechnologie mit der sich einzelne Anwendungen und Dienste einfacher verteilen und verwalten lassen, eben auch auf Edge-Devices.

Die Vergangenheit hat aber auch gezeigt, dass der Trend zu Zentralisierung und der Trend zur Dezentralisierung in Wellen verlaufen und dass technische Innovationen oft auch eine Trendumkehr auslösen können. Mit der Verfügbarkeit von Time Sensitive network (TSN), können zukünftig Steuerungsfunktionen in virtualisierten Umgebungen innerhalb zentraler Rechenzentren ausgeführt werden. Mit der breiten Verfügbarkeit von 5G werden viele Anwendungen, die heute noch dezentral vor Ort ausgeführt werden, zukünftig in die Cloud wandern können.

Es bleibt also spannend und wir sind neugierig darauf, wie die Automatisierungswelt in der Industrie in weiteren fünf bis zehn Jahren aussehen wird. Sicherlich nochmals deutlich anders als heute.

Weil bei den Plattformanbietern die Größe eine wichtige Rolle spielt. Nur sogenannte Hyperscaler wie Amazon (AWS), Microsoft Azure und Google Cloud Platform sind in der Lage, die immer anspruchsvolleren Cloud-Dienste wettbewerbsfähig und großflächig anzubieten. Die drei genannten Firmen decken rund ¾ der Public-Cloud-Angebote ab. Selbst große Firmen, wie Siemens oder SAP, gehen inzwischen Partnerschaften mit ihnen ein, um dort cloudbasierte Lösungen, wie Mindsphere oder S4HANA zu hosten.