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Die Industrie in den Klauen der digitalen Transformation: Gelingt der Befreiungsschlag mit einer Software-defined Infrastructure?

by rbuest on ‎04-14-2016 03:16 PM (3,711 Views)

Eine bedarfsgerechte Produktion in nahezu Echtzeit sowie eine flexible Lieferung der Produkte sind nur zwei Beispiele dieser Anforderung. Der Bedarf an intelligenten Produktionsstätten und autonomen Anlagen wird damit immer größer. Industrie 4.0 ist das Stichwort, deren Einfluss auch immer mehr auf IT-Infrastruktur-Ebene und im Netzwerk sichtbar wird. Es ist daher an der Zeit, sich mit einer Software-defined Infrastructure (SDI) auseinanderzusetzen, um den Wandel einzuleiten.

Die Industrie 4.0 erfordert ein Umdenken auf Infrastruktur-Ebene

 

Die Digitale Transformation beschreibt den fundamentalen Wandel von Unternehmen hin zu einer vollständig vernetzten digitalen Organisation. Auf Basis von neuen Technologien und Applikationen werden immer mehr Prozesse und Prozesselemente umgestaltet und an die Anforderungen (Echtzeit, Vernetzung) der digitalen Ökonomie angepasst. Aber was bedeutet Digitale Transformation speziell für die produzierende Industrie- und Fertigungsunternehmen und womit sollten sich diese Unternehmen unbedingt beschäftigen? 

 

Crisp Research’s „Digital Business Readiness“ Studie (http://www.crisp-research.com/digital-business-der-einsatz-neuer-technologien-und-next-generation-infrastrukturen/ ) hat ergeben, dass für über 70 Prozent der Unternehmen in der produzierenden Industrie die Digitale Transformation einen überdurchschnittlichen Einfluss hat. Das zeigt, dass die Branche die Ausläufer der Industrie 4.0 zu spüren bekommt und den Stellenwert der Digitalisierung für das eigene Kerngeschäft wahrnimmt. Das spiegelt auch die Zufriedenheit mit der bestehenden IT-Infrastruktur wider. Insbesondere die produzierende Industrie sieht einen weiteren Bedarf, ihre IT-Infrastrukturen innerhalb ihrer Cloud-Transformation und später für die Industrie 4.0 weiter aufzurüsten. Das aus gutem Grund. Bei rund 55 Prozent der Unternehmen aus der produzierenden Industrie zeigt sich ein Planungsstand, der die Umsetzung von Industrie 4.0-Szenarien kurz- und mittelfristig vorsieht. Jedoch scheint es, als ob die Industrie mehrheitlich noch in der Cloud-Transformation steckt, da die kurz- und mittelfristige Implementierung von Software-as-a-Service und Infrastructure-as-a-Service aktuell noch einen deutlich höheren Stellenwert besitzt.

 

Parallel zu ihrer Cloud-Transformation sollten produzierende Unternehmen sich darauf konzentrieren, ihre Wertschöpfungsketten zu optimieren und firmenübergreifend, d.h. über alle Partner und Lieferanten hinweg, für eine nahtlose Integration sorgen. Das bildet die Basis für ein ganzheitliches digitales Engineering von Anfang (Konzeption & Prototyping) bis zum Ende (Produktion & Vertrieb) der Wertschöpfungskette. Hierbei sollte bewusst auf die Vernetzung mit der realen Welt geachtet werden und alle notwendigen Geschäftsprozesse berücksichtigt und digitalisiert werden. Ein maßgeblicher Einflussfaktor ist die vertikale Integration und Kommunikation aller Produktionssysteme. In der Industrie 4.0 wandelt sich der Begriff der Maschinenumrüstung zu der Rekonfiguration einer Maschine. In dieser sogenannten Smart Factory sind alle beteiligten Systeme und Komponenten intelligent miteinander vernetzt und können eine Rekonfiguration bei Bedarf in Echtzeit automatisch veranlassen.

 

In der IT spricht man in diesem Kontext von Software-defined Environments, bei der die Intelligenz nicht mehr direkt in den Hardwarekomponenten der IT-Infrastruktur steckt, sondern sich auf einer höheren Management-Ebene befindet. Die Konfiguration der gesamten Infrastruktur oder Teile davon lässt sich damit schneller vornehmen. Selbiges ist in der Industrie 4.0 mit den „Software-defined Machines“ vorhanden. Es muss daher eine Antwort auf die Frage gefunden werden, wie sich die Produktionssysteme so flexibel wie möglich neuprogrammieren lassen.

Software-defined Infrastructure: OpenStack und OpenDaylight betreten die Bühne

 

Für die Flexibilisierung auf Infrastruktur-Ebene setzen sich immer häufiger Software-defined Infrastructure (SDI)-Umgebungen durch. Hierbei handelt es sich um ein Konzept, bei der die gesamte technische Infrastruktur-Umgebung auf Basis von Software und ohne menschliche Interaktion gesteuert wird. Die Infrastruktur arbeitet dabei unabhängig von einer bestimmten Hardwarekonfiguration, besitzt keine technischen Abhängigkeiten und ist programmatisch erweiterbar. Die Idee des Konzepts besteht darin, die Infrastruktur je nach den Anforderungen einer Applikation zu definieren, automatisch herzuleiten und aufzubauen.

 

Zu den herausstechenden Vorteilen einer SDI besteht die Möglichkeit, den Übergang einer fertig konfigurierten Infrastrukturlandschaft zu einer anderen quasi ohne Unterbrechung sicherzustellen. Das bedeutet, dass sich eine komplette Infrastrukturlandschaft rein durch Software austauschen lässt. Damit lässt sich eine SDI-basierte IT-Umgebung wie eine typische Applikation auch Versionieren und damit einem Rollback unterziehen bzw. klonen. Zu den typischen und zugleich wichtigen Elementen einer SDI-Umgebung gehören Software-defined Networks (SDN) und Cloud-Technologien für den Infrastrukturbau. Zu den derzeit wichtigsten Kandidaten gehören OpenStack und OpenDaylight.

 

  • OpenStack ist ein Open-Source-Projekt, mit dem sich komplexe Cloud-Computing-Infrastrukturen aufbauen lassen und unterstützt IT-Architekten bei der Orchestrierung und dem Management ihrer Cloud-Umgebung. Gleichzeitig steht hinter der Open-Source-Lösung ein mächtiges Konglomerat von Anbietern, die versuchen, OpenStack und ihre darauf basierenden Services prominent im Markt zu positionieren. Ein weiterer Einfluss entsteht durch zahlreiche Entwickler und weitere Interessenten, die ihre Beiträge zu dem Projekt liefern. Derzeit beteiligen sich etwa 19.000 Individuen aus 144 Ländern an OpenStack. Das Open-Source-Projekt ist daher sowohl eine Interessengemeinschaft als auch eine Community. Die breite Unterstützung wird insbesondere dadurch deutlich, dass zahlreiche Service Provider und Softwarehäuser ihre Lösungen und Services kompatibel zu den OpenStack APIs entwickeln. OpenStack hat sich seit der Entstehung damit ebenfalls kontinuierlich zu einem Industrie-Standard entwickelt und wird der kommende de-facto Standard für Cloud-Infrastrukturen.

 

  • Bei OpenDaylight handelt es sich um ein Open-Source-Projekt, das im April 2013 ins Leben gerufen wurde und dessen Aufgabe darin besteht, einen offenen SDN-Controller zu entwickeln. Hierzu wird das Projekt von namenhaften Netzwerkanbietern wie Brocade (http://www.brocade.de und im speziellen: http://www.brocade.com/de/possibilities/technology/openstack.html ), Citrix, Red Hat und IBM unterstützt. Mit Hydrogen erschien im Februar 2014 dann das erste stabile Release, das eine vollständige SDN-Software-Distribution zur Verfügung steht, mit dem sich eine SDN-Infrastruktur aufbauen lässt. Wie bei OpenStack besteht OpenDaylight aus separaten Sub-Projekten, die unabhängig voneinander entwickelt werden, und erst in der Summe eine fertige Lösung bilden. Halbjährliche Releasezyklen sollen für eine ganzheitliche Stabilität und Qualität sorgen. So erschien im Oktober 2014 das „Helium“ Release (https://www.opendaylight.org/software/downloads/helium) und im Juni 2015 das aktuelle „Lithium“ Release. (https://www.opendaylight.org/lithium). Für Februar 2016 wurde bereits das „Beryllium“ Release angekündigt. Für die Anbindung externer Komponenten steht ein Plugin-System bereit, dass alle wichtigen Protokolle wie OpenFlow, Netconf oder Open Vswitch unterstützt. Für die Kommunikation mit Netzwerkapplikationen als auch Management- und Orchestrierungslösungen wie z.B. OpenStack Neutron greift OpenDaylight auf eine RESTful-API zurück.

 

Aus dem Open-Source-Universum kommend bilden OpenStack und OpenDaylight die ideale Kombination und gehören derzeit zu den gefragtesten Ansätzen für den Aufbau einer Software-defined Infrastructure. OpenStack nutzt OpenDaylight hierbei als Netzwerkmanagementlösung. OpenDaylight verwaltet im Gegenzug die Netzwerkkommunikation der OpenStack Compute Nodes. Das gute technische Zusammenspiel stellt aber nicht das einzige Argument dar. Insbesondere der Hardware-agnostische Ansatz, den sowohl OpenStack als auch OpenDaylight verfolgen, macht es für Unternehmen zunehmend interessant, ihre bestehende Hardwarelandschaft (Server, Storage, Router, Switches, etc.) in eine Software-defined Infrastructure zu überführen, ohne in neue Hardwarekomponenten zu investieren und stattdessen die Existierenden weiter zu verwenden.

 

 

 

 

René Büst - Autoreninfo

 

René Büst ist Senior Analyst und Cloud Practice Lead bei der Crisp Research AG mit dem Fokus auf Cloud Computing, IT-Infrastrukturen, IT-Plattformen, Internet of Things und IT-Strategie. Zuvor war er Principal Analyst bei New Age Disruption und Mitglied des weltweiten Gigaom Research Analyst Network. René Büst ist Top Cloud Computing Blogger in Deutschland und gehört weltweit zu den Top 50 Bloggern in diesem Bereich. Darüber hinaus zählt er zu den weltweiten Top Cloud Computing Influencers und den Top 100 Cloud Computing Experten auf Twitter und Google+. Seit Mitte der 90er Jahre Jahren konzentriert sich René Büst auf den strategischen Einsatz der Informationstechnologie in Unternehmen und setzt sich mit dem IT-Einfluss auf unsere Gesellschaft sowie disruptiven Technologien auseinander.

René Büst ist Autor zahlreicher Cloud Computing und Technologie Fachartikel. Er schreibt regelmäßig für renommierte IT-Publikationen wie Computerwoche, CIO Magazin, LANline sowie Silicon.de und wird von deutschen und internationalen Medien zitiert – darunter die New York Times, Forbes Magazin, Handelsblatt, Frankfurter Allgemeine Zeitung, Wirtschaftswoche, Computerwoche, CIO, Manager Magazin und Harvard Business Manager. Weiterhin ist René Büst Referent und Teilnehmer in Expertenrunden. Er ist Gründer von CloudUser.de und schreibt über Cloud Computing, IT-Infrastrukturen, Technologien, Management und Strategien. René Büst hat einen Abschluss als Dipl.-Informatiker (FH) in Technische Informatik von der Hochschule Bremen sowie einen M.Sc. in IT-Management and Information Systems von der FHDW Paderborn.