iX 3/2022
S. 102
Wissen
Industrielle IT

Das Designprinzip Local-First Cooperation bringt die IT in die Fabrikhalle

Unvermittelt

Mark Keinhörster, Dr. Roland Kuhn

Industrielle Produktionsumgebungen flexibel und ausfallsicher zu halten gelingt durch autonome und fehlertolerante Edge-Devices, die dem Designprinzip Local-First Cooperation folgen.

Die klassische Automatisierungstechnik arbeitet lokal – und dadurch zuverlässig. Das Designprinzip Local-First Cooperation überträgt diesen Grundsatz „Robustheit durch Lokalität“ in die IT-Welt. Dabei führen die Endgeräte – Maschinengateways, Mensch-Maschine-Interfaces oder die Tablets der Fabrikarbeiter – die kritische Geschäftslogik direkt aus. Sie bleiben dadurch unabhängig von zentralen Diensten und können autonom agieren. Dieser Ansatz, bei dem die einzelnen lokalen Geräte ohne Umwege miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten, favorisiert anders als klassische Cloud-Architekturen Resilienz statt Skaleneffekte.

Dass jedes Gerät und jeder Teilnehmer im Gesamtsystem seine Entscheidungen eigenständig trifft, ist eines der fünf Kernprinzipien des Ansatzes. Unabhängigkeit von zentralen Diensten bedeutet jedoch auch, unabhängig von zentraler Kommunikationsinfrastruktur wie Queues oder Bussystemen zu sein. Woraus das zweite Prinzip folgt: Die lokale Interaktion mit räumlichen Nachbarn findet ohne den Rückgriff auf eine zentrale Infrastruktur statt. Drittens müssen Nachbarn miteinander kooperieren. Dazu müssen die Geräte so programmiert sein, dass sie komplexe Aufgaben gemeinsam bewältigen. Viertens ist davon auszugehen, dass lokale Entscheidungen stets auf unvollständigen Daten beruhen, und fünftens, dass sich die Netzwerkumgebung der Geräte regelmäßig ändert.

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