Checkliste für eine IoT-Referenzarchitektur

Im Integration Tier werden auf der einen Seite die Daten aufgenommen, konsolidiert und analysiert, die im Edge-Tier entstehen. Auch ein Digital-Twin-Abbild der realen Objekte kann hier gehalten werden oder eine KI-Anwendung finden. Gleichzeitig werden hier Steuerbefehle des Enterprise Tier verarbeitet und an das Edge weitergegeben. Außerdem werden hier Management-Aufgaben für die Devices und Daten erledigt. Eine zentrale Aufgabe des Integration Tiers ist die Entkopplung von Enterprise und Edge, auch um Lieferantenunabhängigkeit und Austauschbarkeit von Devices sicherzustellen.

Das Enterprise Tier beinhaltet domänenspezifische Applikationen und Services, die via Integration Tier die physikalische Ebene steuern. Das Enterprise Tier bietet außerdem Systeme zur Entscheidungsunterstützung sowie Interfaces für Nutzer und Betriebsspezialisten. Es ist die Anbindung der IoT-Welt an die betriebswirtschaftliche Welt des Unternehmens.

Im Prinzip eine einfache Matrixstruktur

Verbunden werden die Säulen durch die unterschiedlichen Connectivity-Einrichtungen wie das Proximity-Network, das die Edge-Devices mit der Integrationsschicht konnektiert, sowie weiteren NetzwerkeNetzwerke, die auch die Verbindung zu Cloud-Services herstellen. Wichtig ist außerdem das 3rd Party Ecosystem, mit dem Services von Dritten, also anderen Providern oder Zulieferern von Daten und Infrastruktur, angebunden werden oder denen wiederum Daten und Services angeboten werden können. Alles zu Netzwerke auf CIO.de

Quer zu den drei Tiers liegen die Ebenen oder Tätigkeitsbereiche Engineering, Monitoring und Infrastruktur-Management. Wobei die beiden unteren Ebenen unabhängig möglichst von den jeweiligen Services und Geschäftsmodellen gestaltet werden sollen. Hier liegt eine starke Betonung auf Wiederverwendbarkeit. Die Engineering-Ebene dagegen ist service- und geschäftsmodellspezifisch. Aber selbst hier sollten eine Abbildung möglichst vieler IoT Use Cases und ein unternehmensweiter IoT-Einsatz das Ziel sein.

"Die Referenzarchitektur ist im Prinzip eine einfache Matrixstruktur, allerdings steckt der Teufel, wie immer, im Detail", erklärt Karsten Schweichhart, Vorstandsmitglied des CBA Lab. Er betont, wie wichtig Herstellerunabhängigkeit ist. "Alle Teilnehmer der Arbeitsgruppe legen Wert auf die Feststellung, dass es nicht ausreicht, die IoT-Plattform eines Herstellers zu implementieren. Jede Säule steht in Beziehung zu den anderen. Auch die Enterprise-Säule verändert sich durch die Anforderungen neuer IoT-Geschäftsmodelle."

Wenn beispielsweise ein Anbieter von Waschmaschinen seine Geräte so einrichtet, dass sie selbsttätig Waschmittel bestellen können, muss das ERP-System, das die Bestellungen verarbeitet und abrechnet, in der Lage sein, mit einer großen Menge kleiner Bestellmengen wirtschaftlich sinnvoll umzugehen. "Vorübergehend kann man zwar einen Workaround schaffen, aber da ein solches IoT-Geschäftsmodell in der Regel nicht das einzige ist, das implementiert wird, muss eine entsprechende Architektur aufgebaut werden, die mit solchen Anforderungen grundsätzlich umgehen kann", betont Schweichhart.

Das Beispiel Digital Twin

Wie eng die Beziehungen zwischen den verschiedenen Säulen sind, zeigt das Beispiel Digital Twin. Während im Edge Tier das physische Objekt mit Sensoren und Aktoren beheimatet ist, wird es im Integration Tier durch seinen Digital Twin repräsentiert, der wiederum Steuerbefehle aus dem Enterprise Tier erhält.