Efficiënte en toekomstbestendige netwerken voor het industriële Internet of Things: netwerktechnologie 4.0

De industriële sector werkt hard aan de digitalisering van zijn bedrijfs- en productieprocessen. Alleen dan worden de bedrijfsvoering en het onderhoud efficiënter en kunnen er compleet nieuwe businessmodellen worden ontwikkeld. Probleem is wel dat deze digitalisering tot steeds grotere hoeveelheden data leidt en een enorm netwerk van machines en systemen. Een makkelijke oplossing is er niet; IIoT-netwerken zijn alleen mogelijk als verschillende technologieën op een slimme manier worden gecombineerd.

Een belangrijke voorwaarde voor een IIoT-netwerk is de datatechnische koppeling van ICT met operationele technologieën: netwerktechnologie 4.0. Dit vraagt om een uitgebreid netwerk van alle machines en systemen en om extra sensoren en actuators tussen die machines en systemen, op alle locaties van het bedrijf.

In het Internet of Things zijn devices niet langer alleen gebruiksvoorwerp, maar ook cyber-fysieke objecten die data produceren en deze data beschikbaar maken via het internet. Clouddiensten zijn ideaal voor dataopslag en -verwerking op meerdere locaties.

Het draait om veiligheid en soevereiniteit

In de consumentenmarkt is het Internet of Things – meer dan in de industriële sector – al goed ingeburgerd. Kijk maar naar smartphones, stemassistenten, fitnesstrackers en smart home-devices. De drijvende kracht hierachter zijn bedrijven die graag over de gegevens van gebruikers beschikken en daarom bepaalde diensten zo goed als gratis ter beschikking stellen.

De industriële sector zit daar helemaal niet op te wachten, en daarom zijn zorgen om de veiligheid van data een groot struikelblok op de weg naar IIoT. De kans dat data in de cloud zoekraakt of onbruikbaar wordt is nihil, gezien de moeite die de bekende cloudproviders erin stoppen om dit te voorkomen. Maar: de meeste van deze bedrijven zijn gevestigd in de Verenigde Staten en vallen dus onder Amerikaanse regelgeving. Met name de Patriot Act schrikt Europese bedrijven af. Onder deze wet zijn bedrijven verplicht al hun data af te staan als de Amerikaanse overheid hierom vraagt.

Europese cloud

In de gedigitaliseerde industriële sector is data-soevereiniteit, oftewel volledige zeggenschap over je eigen data, van levensbelang. Daarom is de recente start van het Gaia-X-project om een Europese cloud te bouwen – onder Europese regelgeving op het gebied van veiligheid en transparantie – ook zo’n belangrijke stap.

Totdat bedrijven toegang hebben tot deze veilige datadiensten vanuit Europa, vertrouwen de meeste op private clouds die in hun eigen datacenters of die van regionale aanbieders draaien. Omdat de aard en dus de noodzaak van bescherming van de opgebouwde gegevens verschillend is, zijn er ook hybride vormen van publieke en private clouds te vinden, de zogenaamde hybride clouds.

Een veelgebruikte manier om de veiligheid van gegevens te verhogen is door deze op locatie uitgebreid te verwerken. Als alleen de kale gegevens naar de cloud worden gestuurd en de meta-data lokaal worden achtergelaten, zijn de gegevens moeilijker te interpreteren en kan de oneerlijke ‘vinder’ er niets mee. Het vermindert ook de hoeveelheid gegevens, wat vaak aanzienlijke besparingen op de kosten van clouddiensten met zich meebrengt.

Grote hoeveelheden data

Veel sensoren geven informatie niet alleen meer door via de gebruikelijke interfaces vanuit het veld naar de hogere niveaus, maar ook direct naar de cloud. Net als routers die geschikt zijn voor de cloud, controllers of edge-accesspoints, gebruiken veel sensoren open protocollen zoals MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) voor gegevensoverdracht. Een cloudbroker kan op die manier schommelingen in de overdrachtskwaliteit opvangen.

De enorme hoeveelheden data in IIoT vormen een grote uitdaging als het gaat om de snelheid, de betrouwbaarheid en het faalveilige karakter van datatransport. 5G-technologie is niet in de laatste plaats ontwikkeld om de noodzakelijke bandbreedtes voor IIoT overal beschikbaar te maken. Maar de vereiste overdrachtsbandbreedte zal duidelijk tot uiting komen in de berekening van de werking van het systeem. Daarom moet heel nauwkeurig bekeken worden welke data in de cloud wordt verwerkt en met welke frequentie het daarheen gestuurd wordt.

IIoT vraagt om doordachte aanpak

Bedrijven die hun systemen IIoT-proof willen maken zullen bestaande netwerkarchitecturen moeten upgraden met compatibele componenten, assemblages en apparaten. Naast de juiste netwerktechnologie, waaronder firewalls en overspanningsbeveiliging, hebben ze ook de extra sensoren, I/O-systemen, besturingssystemen en edge-computers nodig, inclusief de benodigde cloudverbindingen.

Alleen met een doordachte combinatie van verschillende technologieën kan de betrouwbaarheid, veiligheid of zelfs de praktische bruikbaarheid van IIoT-netwerken naar tevredenheid worden gerealiseerd. Bij de implementatie ervan moeten bedrijven daarom vertrouwen op een partner die hen kan voorzien van de benodigde hardware met de juiste compatibiliteit.

Bron: Thomas Kruse, Productmanager bij reichelt elektronik