Management von Zeitreihendaten

Über die Brücke in die Cloud

Gantner-Instruments, ein internationaler Anbieter von Mess- und Prüftechnologie mit Hauptsitz im österreichischen Schruns, hat seine Produkte um eine Cloud-Plattform für die Erfassung und Auswertung von Messdaten ergänzt.

  • Bosporus Brücke in Instanbul

    Bosporus Brücke in Instanbul: 48 Dehnungsmesstreifen Applikationen entlang der tragenden Konstruktionsrippen messen dynamisch die Materialbelastung.

  • Jürgen Sutterlüti, Head of Cloud und Data Analytics, Gantner Instruments

    „Es geht darum, von verschiedenen Standorten Daten in Millisekunden zeitsynchron zu erfassen, zu analysieren und zu visualisieren”, so Jürgen Sutterlüti, Head of Cloud und Data Analytics, Gantner Instruments.

Das Viadukt in Millau, das Fußballstadion in Braga oder die Brücke über den Bosporus sind architektonisch herausragende und einzigartige Bauwerke. Sie haben eines gemein: Um ihre Sicherheit und Funktionsfähigkeit zu garantieren, wird modernste Messtechnik zur Erfassung und Kontrolle der Belastung eingesetzt. Dabei gilt es, enorme Datenmengen in Echtzeit zu erheben, zu analysieren und zu verwalten.

Mit ihren Messsystemen für mechanische, thermische und elektrische Größen hat sich Gantner Instruments seit der Gründung im Jahr 1982 zu einem weltweit anerkannten Player im Markt für Messsysteme entwickelt. Das Unternehmen ist inzwischen ein gefragter globaler Partner mit eigenen Standorten in ganz Europa, den USA, Indien, China und Singapur. Das Portfolio umfasst Mess- und Testlösungen für die Branchen Automotive, Luft- und Raumfahrt, Energie, Bauingenieurwesen und Produktion.

Gantner entwickelt und implementiert Instrumente für die Prüfung der statischen Festigkeit von Hubschraubern in Korea ebenso wie für Batterien im E-Drive-Umfeld, für die Lastmessung an Windkraftanlagen gleichermaßen wie für Vibrations- und Hochspannungstests des Metro-Systems in Singapur.

Während die ursprüngliche Kernkompetenz des Unternehmens in der Entwicklung unterschiedlichster Geräte für die zeitsynchrone dezentrale Messung physikalischer Größen lag, so haben sich in den vergangenen Jahren mit der fortschreitenden Vernetzung im Internet der Dinge (IoT) gänzlich neue Perspektiven eröffnet, die das Unternehmen nun konsequent nutzt. Der Fokus liegt hierbei auf der Bereitstellung einer Cloud-basierten Architektur, die es den Kunden ermöglicht, präzise auf die individuellen Anforderungen angepasste Lösungen zu verwirklichen.

Bis zu 100.000 Events pro Sekunde

Nicht erst seit dem Brückendesaster in Genua im vergangenen Jahr ist klar, dass etwa Verkehrsinfrastrukturen einer kontinuierlichen und granularen Überwachung bedürfen, um die Sicherheit zu garantieren und jederzeit ein aktuelles Bild der Bausubstanz zur Verfügung zu haben. In der Praxis bedeutet dies den Einsatz einer leistungsfähigen Technik für das zeitsynchrone dezentrale Messen aller wichtigen physikalischen Größen mit einer Messrate von bis zu 100.000 Messpunkten pro Sekunde.

Ähnlich anspruchsvolle Zeitvorgaben inklusive der enormen zu bewältigen Datenmengen entstehen auch in vielen anderen Bereichen, in denen Gantner die Kunden mit intelligenten Messsystemen unterstützt. So etwa in der Energieversorgung, in der Luftfahrtindustrie oder in der Forschung. Das Beispiel Gantner zeigt, wie die technische Evolution für die Fortentwicklung des Angebotsportfolios genutzt werden kann, um komplexe, vernetzte Lösungen anzubieten, die an die jeweils individuellen Kundenerfordernisse angepasst werden können. Die Entwicklung führte dabei von Stand-Alone-Lösungen mit Dateispeicherung auf Festplatten in Richtung einer skalierbaren, redundanten und geclusterten Infrastruktur in der Cloud.

Wertschöpfungskette konsequent erweitert

Gantner hat mit GI.cloud eine Plattform entwickelt, die dafür konzipiert ist, größte Datenvolumina effizient zu verarbeiten und schnell zu analysieren. Die Plattform kombiniert die Produkte für das hochauflösende Messen nahezu beliebiger physikalischer Größen mit leistungsfähigen Big-Data-Analytics sowie der weiteren Nutzung der Daten durch Folgesysteme. Eingesetzt werden dazu neue Technologien für das Management von Zeitreihendaten und den schnellen Zugriff auf gespeicherte und angereicherte Informationen. Gängige Schnittstellen sowie Benutzeroberflächen für die Verwaltung, die Visualisierung, die Erstellung von Berichten oder die Definition von Regeln für dedizierte Ereignisse vereinfachen dabei Zugriff und Integration.

„Im Prinzip haben unsere Kunden immer die gleiche Anforderung. Es geht darum, von verschiedenen Standorten Daten in Millisekunden zeitsynchron zu erfassen, zu analysieren und zu visualisieren, um daraus geeignete Schlüsse zu ziehen und notwendige Maßnahmen einzuleiten“, erklärt Jürgen Sutterlüti, Head of Cloud und Data Analytics, bei Gantner Instruments.  „Wir stellen dazu die komplette Kette von den physikalischen Messsystemen über das Datenmanagement inklusive Hosting bis hin zur Übergabe an Folgesysteme mittels entsprechender Schnittstellen bereit.“

Die Software basiert in allen Anwendungsumfeldern auf der gleichen adaptiven Architektur, die Flexibilität und Skalierbarkeit ermöglicht. Für datenintensive Anwendungen galt es insbesondere, die Problemstellung der Datenübertragung und der Datenspeicherung inklusive des schnellen Zugriffs auf Informationen zu lösen. Zusätzlich soll eine Adaptierung der Konfiguration jederzeit von der Ferne möglich sein. Obwohl das Thema IoT im industriellen Kontext seit geraumer Weile im Fokus der Entwicklung steht, sind entsprechende Streaming-Anwendungen für die Erfassung und On-the-Fly-Analyse von Echtzeit-Daten sowie leistungsfähige Datenbanklösungen am Markt eher rar.

„Wir haben uns beim Design des Data-Back-Ends nach umfangreichen Recherchen und Vergleichen für den Einsatz der Kombination aus Apache Kafka sowie CrateDB entschieden“, so Sutterlüti weiter. „Sie bilden quasi den Motor, um den herum das gesamte Konzept aufgebaut ist.“

Neue Datenbankgeneration

Apache Kafka ist ein Messaging-System, das es ermöglicht, die von den IoT-Sensoren und -Geräten empfangenen Daten in eine Warteschlange einzureihen und für Folgesysteme hochverfügbar zu machen. Kafka betrachtet jeden einzelnen empfangenen Wert und analysiert ihn im Hinblick auf aktuell zu treffende Maßnahmen („Stream processing”). Um allerdings die enormen Datenvolumina zeitgerecht zu erfassen, zu speichern und für Folgesysteme zugänglich zu machen, bedurfte es einer Datenbank, die nicht nur die entsprechende Performance bietet, sondern auch über Schnittstellen verfügt, die einen schnellen und komfortablen Zugriff zu erlauben.

Bei der CrateDB handelt es sich um eine neue Art verteilter SQL-Datenbanken, die die Handhabung von Zeitreihenanalyse verbessern. Der Rückgriff auf SQL als Abfragesprache vereinfacht die Anwendung und Integration und die NoSQL-Basistechnologie ermöglicht die Verarbeitung von IoT-Daten in unterschiedlichsten Formaten. Die CrateDB kann hunderte Terabytes an Daten aufnehmen und garantiert durch die Shared-Nothing-Architektur im Rahmen von Server-Clustern Echtzeit-Verfügbarkeit ohne Datenverluste oder Ausfallzeiten.

„CrateDB ist extrem schnell und hochskalierbar“, so Sutterlüti. „Deshalb nutzen wir die Datenbank zur Speicherung und zum Zugriff auf alle aggregierten Messdaten. Die Zusammenarbeit mit CrateDB zeigt das Potential auf, das aus der Kombination aus Edge-Computing, Big-Data-Handling und maschinellem Lernen entstehen kann.”

Mit der Entwicklung der GI.Cloud hat Gantner unter Verwendung innovativer Konzepte und Tools den Schritt unternommen, sich vom anerkannten Hersteller von Messsystemen in Richtung Anbieter zu entwickeln, der den Kunden komplexe individuelle Lösungen für das Monitoring, die Analyse und das Management ihrer Assets ermöglicht. Dabei sind Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und Flexibilität die Kernanforderungen für kundenspezifisch adaptierbare Lösungen, um Produkte, Systeme und Infrastrukturen zu überwachen und zu steuern.

Gantner Instruments

Branche: Mess- und Prüftechnologie
Gründung: 1982
Hauptstandort: Schruns (AT), acht weitere Niederlassungen

Mitarbeiter: 75

Bildquelle: Gantner Instruments

©2019Alle Rechte bei MEDIENHAUS Verlag GmbH

Unsere Website verwendet Cookies, um Ihnen den bestmöglichen Service zu bieten. Durch die weitere Nutzung der Seite stimmen Sie der Verwendung zu. Weitere Infos finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.

ok