Open Source mit UMH in den Betrieb bringen

In einer aktuellen Folge des Augmented Ops Podcasts haben wir mit Alex Krüger, Mitbegründer und CEO von United Manufacturing Hub (UMH), einen tiefen Einblick in die Welt der Open-Source-Software (OSS) und deren Bedeutung für die Fertigung gegeben. Unter dem Titel"Open-Source-Software für die Fertigung" untersucht das Gespräch mit Krüger die Rolle von Open-Source-Software, wie sie neue Architekturen wie Unified Namespace (UNS) unterstützt und warum sich Hersteller von älteren Anbietern abwenden und ihre eigenen Technologie-Stacks aufbauen.

Von seinen Anfängen an der Universität, als er in Automatisierungsprojekten mit großen Beratungsunternehmen arbeitete, bis hin zur Mitbegründung von UMH und dem Aufbau einer neuen Reihe von Open-Source-Tools, teilt Krüger seine Erkenntnisse über die Notwendigkeit eines neuen Ansatzes für Fertigungssoftware. Insbesondere ruft er die Industrie dazu auf, die proprietären Technologie-Stacks der alten Anbieter aufzugeben und eine Open-Source-Architektur für Unified Namespaces als Grundlage für ihr Geschäft zu übernehmen.

Krügers erste Gehversuche im Bereich der industriellen Automatisierung begannen, als er und sein Mitbegründer Jeremy Theocharis mit großen Beratungsunternehmen zusammenarbeiteten. Sie hatten den Auftrag, Software zu nutzen, um sich mit den Maschinen ihrer Kunden zu verbinden und Daten zu sammeln, zum Beispiel für die Durchführung einer Gesamtanlageneffektivität (OEE) Analyse. Unter dem Zeitdruck, den sie hatten, entdeckten sie bei diesem scheinbar einfachen Projekt schnell die Starrheit, die Kosten und die Schwierigkeiten bei der Implementierung von Closed-Source-Tools der bestehenden Anbieter von Industrieautomatisierung.

Zwar versprach jeder Anbieter, dass seine Lösungen jeden Aspekt der Integration allein bewältigen könnten, aber Krügers Team erkannte, dass keiner von ihnen die besten Lösungen für jeden Teil der zu entwickelnden Architektur hatte. "Wir brauchen eine mittlere Schicht. Wir brauchen Protokollkonverter", sagt er und fährt fort: "Oh, was ist, wenn die Internetverbindung ausfällt? Da brauchen wir eine Pufferung. Oh, wir brauchen [auch] eine Datenbank, und das summiert sich und summiert sich und dann tauchen immer mehr Randfälle auf."

Seine Frustration mit Closed-Source-Tools bezog sich nicht nur auf die technischen Beschränkungen. Und obwohl die Kosten für diese Unternehmenssoftwarepakete beträchtlich waren, "war der Preis auch nie das Problem", so Krüger. Stattdessen nannte er die mangelhafte Dokumentation und die langen Verkaufszyklen als Haupthindernisse für die Implementierung des Systems innerhalb des vorgegebenen Zeitrahmens.

Im Gegensatz zu Open-Source-Software, die oft in Sekundenschnelle über eine Befehlszeilenschnittstelle heruntergeladen und installiert werden kann, mussten die Anbieter von Unternehmenssoftware, mit denen Krüger zusammenarbeitete, einen langwierigen Verkaufsprozess durchlaufen, bevor er die benötigten Tools erhalten konnte. Das Ergebnis war, dass es "Wochen, Monate dauerte, bis man das Produkt in der Hand hatte", beschreibt er. In einer agilen Produktionsumgebung war das eine Zeit, die er einfach nicht hatte.

Aber selbst als er Zugang zu der Software hatte, kämpfte Krüger immer noch mit dem Mangel an verfügbarer Dokumentation. Wenn er auf ein Problem stieß, so beschreibt er, bestand die einzige Lösung oft darin, "jemandem [vom Anbieter] eine SMS zu schreiben. Der meldet sich dann drei Werktage später und schickt Ihnen eine beliebige PDF-Datei", deren Nützlichkeit für die Lösung des Problems oft fraglich war. Schließlich erkannte er, dass der traditionelle, quelloffene Ansatz der alten Anbieter in diesem Bereich auf mehreren Ebenen unzureichend war.

Während fast jedes einzelne digitale Produkt, das wir in unserem täglichen Leben verwenden, auf Open-Source-Software basiert, hat die Fertigungsindustrie diesen Ansatz nur sehr langsam übernommen. Jetzt, da die Hersteller Schritte zur digitalen Transformation ihrer Betriebe unternehmen, haben viele von ihnen die Möglichkeit, ihre veralteten Technologiepakete zu erneuern und die Leistungsfähigkeit von Open Source zu nutzen.

Wie Krüger erklärt, ist eines der überzeugendsten Argumente für Open Source in der Fertigung die damit verbundene Flexibilität. Im Gegensatz zu den proprietären Systemen, die von älteren Anbietern angeboten werden, kann bei Open-Source-Software jeder den zugrunde liegenden Code so bearbeiten, dass er den eigenen Anforderungen gerecht wird, was praktisch unbegrenzte Anpassungen und Flexibilität ermöglicht. Diese Offenheit trägt dazu bei, dass sich die Fertigungssysteme mit den sich ständig ändernden Anforderungen der Endbenutzer weiterentwickeln können.

Ein weiterer wichtiger Vorteil, den er festgestellt hat, ist die bessere Dokumentation und Unterstützung. Es mag zwar widersinnig erscheinen, dass ein OSS-Projekt (das sich in der Regel auf freiwillige Community-Mitglieder stützt) eine bessere Dokumentation und technische Unterstützung bereitstellen würde als ein herkömmlicher Anbieter mit einem engagierten Team, aber genau das hat Krüger oft erlebt. Er beschreibt zum Beispiel, dass er auf Probleme stieß mit Node-RED (ein OSS-Tool für die Interaktion mit IIoT Geräten) und wie er eine Lösung fand, indem er sich auf YouTube-Tutorials und Community-Foren berief.

Die Einführung von Open-Source-Software ist auch eine Investition in die Zukunft. Bei proprietärer Software von Altanbietern sind Sie oft gezwungen, alle Ihre Lösungen von demselben Anbieter zu kaufen, da dieser genau kontrolliert, wie sich andere Tools in sein Ökosystem integrieren lassen. Dies schränkt nicht nur Ihre Möglichkeiten ein, die besten Lösungen für jeden Teil Ihres Technologie-Stacks auszuwählen, sondern bedeutet auch, dass Sie einfach Pech haben, wenn der Anbieter jemals sein Geschäft aufgibt (oder sich einfach entscheidet, die Lösung, auf die Sie sich verlassen, nicht mehr zu unterstützen). In solchen Szenarien ist ein Rip-and-Replace oft der einzige gangbare Weg nach vorne.

Krüger erklärt, wie er eine Open-Source-Alternative entwickelt hat, indem er die Unified Namespace (UNS)-Architektur als Kernstück der UMH-Plattform ausgewählt hat. Ein UNS bietet einen gemeinsamen Speicherort, an dem Ihre Systeme Daten veröffentlichen können. Dadurch werden Daten, die früher in bestimmten Anwendungen isoliert waren, für eine viel größere Anzahl von Benutzern und Anwendungsfällen zugänglich.

Während die Idee, alle Geschäftsdaten zu öffnen und sie in einen gemeinsamen Broker fließen zu lassen, den meisten Herstellern noch fremd sein mag, "ist dies bereits die beste Praxis im IT-Daten-Streaming", so Krüger. "Wenn Sie jetzt eine F&E-Organisation, den Vertrieb, die Logistik oder was auch immer entwerfen, würden Sie diesen Kafka-Broker in der Mitte haben und Daten durch ihn streamen", sagt er, "und der einheitliche Namensraum ist ein neuer Begriff, der dies für die Technik anwendbar macht."

Der eigentliche Wert von UNS liegt jedoch in der Art und Weise, wie es die Daten demokratisiert. Wie Krüger erläutert, trägt die Implementierung eines UNS dazu bei, die Grenze zwischen IT- und OT-Welten zu verwischen, da sie nun eine gemeinsame Dateninfrastruktur nutzen. Krüger erklärt: "Der Unified Namespace könnte eine Art Bindeglied zwischen OT und IT sein und auch Situationen auflösen, in denen die IT Innovationen verhindert." Indem er Daten aus dem gesamten Unternehmen für bürgerliche Entwickler zur Verfügung stellt, um Probleme zu lösen, ist er der Meinung, dass der UNS die beste Grundlage für Hersteller darstellt, um ihren Betrieb digital zu transformieren.