Skalierung industrieller KI durch Edge-zu-Cloud-Integration

In modernen Fertigungsstätten fallen kontinuierlich große Mengen an Betriebsdaten an, die jedoch häufig in isolierten Systemen auf der Fabrikebene (Shopfloor) verbleiben. Die traditionelle Verknüpfung dieser operativen Technologien (OT) mit der übergeordneten Unternehmens-IT und Cloud-Plattformen erfordert meist eine komplexe und wartungsintensive IoT-Middleware.

Diese zusätzlichen Softwareschichten führen oft zu Engpässen bei der Datenverarbeitung, erhöhen die Infrastrukturkosten und erfordern eine aufwendige Datenaufbereitung. Für Industrieunternehmen erschwert dies das Streaming kontextualisierter Produktionsdaten in Echtzeit, was wiederum die effiziente Entwicklung, das Training und die weltweite Skalierung von Modellen des maschinellen Lernens über mehrere Produktionsstandorte hinweg behindert.

Durchgängige IT/OT-Integration als Lösungsansatz
Um diese strukturellen Barrieren zu beseitigen, wurde eine direkte Systemarchitektur implementiert, die Edge-Geräte in der Fertigung ohne den Umweg über eine komplexe Middleware mit einer zentralen Daten- und KI-Plattform in der Cloud verbindet. Diese technische Lösung basiert auf dem Zusammenspiel einer industriellen Edge-Plattform und einer cloudunabhängigen Analyseumgebung.

Der Datentransfer wird über eine spezialisierte, industrietaugliche Datenpipeline gesteuert. Diese Anwendung erfasst die Daten direkt an den Produktionsanlagen, kontextualisiert sie und leitet sie kontinuierlich weiter. Dadurch entsteht ein geschlossener Regelkreis: Die bereinigten Shopfloor-Daten dienen in der Cloud als Basis für das Training fortschrittlicher Algorithmen. Die fertigen Modelle werden anschließend wieder auf die Edge-Geräte vor Ort aufgespielt, wo sie direkt im Produktionsprozess und nahe an den physikalischen Anlagen ausgeführt werden.

Technische Merkmale und automatisierte Datenpipelines
Die Edge-Ebene nutzt eine zentrale Integrationsschicht für industrielle Daten, um isolierte Informationen von Steuerungen und Maschinen sicher zugänglich zu machen. Das lokale App-Ökosystem gewährleistet dabei eine Datenverarbeitung mit minimaler Latenzzeit sowie eine hohe Systemverfügbarkeit, was für die Ausführung sicherheitskritischer Prozesse unerlässlich ist.

Als Bindeglied fungiert die Anwendung FFT DataBridge. Diese Software arbeitet als sofort einsatzbereites Gateway, das eine manuelle und kostenintensive Datenvorbereitung überflüssig macht. Sie transformiert die Rohdaten der Fertigung in KI-fähige Datensätze und streamt diese verschlüsselt in die Databricks-Plattform. In der Cloud-Umgebung werden die Informationen zentral verwaltet, um Anwendungen wie vorausschauende Wartung, Qualitätsoptimierung, Energiemanagement und die Steuerung autonomer Prozesse zu unterstützen.

"Die Lösung ist sofort einsatzbereit und erfordert keine aufwendige und kostenintensive Datenaufbereitung", erklärt Volker Stark, COO bei FFT Produktionssysteme. "Durch die native Verbindung von IT und OT eliminieren wir komplexe IoT-Schichten und vereinfachen die industrielle Konnektivität erheblich."

Operativer Nutzen und globale Skalierbarkeit
Die Kombination aus zentraler Datenanalyse und dezentraler Ausführung ermöglicht datengetriebene Entscheidungen in Echtzeit. Da die Systemarchitektur cloudneutral und auf Standards aufgebaut ist, können fertig trainierte KI-Modelle ohne großen Anpassungsaufwand über globale Produktionsnetzwerke hinweg ausgerollt werden, anstatt nur an einem einzelnen Standort zu verbleiben.

Der Verzicht auf komplexe Middleware-Schichten reduziert den administrativen Aufwand und die Wartungskosten der IT-Infrastruktur. Durch den Einsatz optimierter Algorithmen direkt an den Maschinen profitieren Anwender von stabileren Prozessen, kürzeren Stillstandszeiten durch prädiktive Analysen und einer gesteigerten Gesamtproduktivität. Diese durchgängige Vernetzung bildet das technische Fundament für zukünftige autonome Produktionsabläufe.

"Industrielle KI entfaltet nur dann ihren Wert, wenn Daten, Kontext und Umsetzung zusammenkommen", stellt Rainer Brehm, COO für Automatisierung und CTO bei Siemens Digital Industries, fest. "Gemeinsam ermöglichen wir unseren Kunden, industrielle KI über Anlagen und Fabriken hinweg zu skalieren und eine KI-gestützte Produktion zu realisieren."

Redigiert von Maria Brueva, Induportals-Redakteurin – angepasst durch KI.

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