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NetEye als Plattform für OT Projekte

NetEye ist unser Unified Monitoring-System und wird hauptsächlich zur Überwachung von heterogenen und komplexen IT-Infrastrukturen eingesetzt. Überall dort, wo die Verfügbarkeit und Sicherheit der IT eine geschäftskritische Bedeutung hat, ist NetEye eine Lösungsvariante und wird als bewährtes System bereits bei ca. 300 Kunden weltweit eingesetzt.

Als Basis enthält NetEye verschiedene Produktplattformen, auf die dann Entwicklungen von Würth Phoenix aufbauen, um verschiedene Monitoring-Lösungen zu realisieren.

Influx DB als Time Series Datenbank gehört neben anderen Plattformprodukten dazu, um Anforderungen hinsichtlich Performancemanagement umzusetzen.

Hintergrund: Um ein effektives Performancemanagement aufzusetzen, benötigt man ein Abfrageintervall im Sekundenbereich! Nur so lassen sich bestimmte Lastspitzen festzustellen z. B. I/O-Auslastungen, CPU-Auslastungen usw.  Übliche Standard-Monitoring-Systeme fragen per SNMP die Parameter im Minutenbereich ab. Das ist oft nicht ausreichend um Lastspitzen die nur ein paar Sekunden andauern, zu erfassen.

Zurück zum Thema OT!

Die Influx-Datenbank in Kombination mit anderen Modulen in NetEye können als Lösungsplattform auch im OT-Umfeld eingesetzt werden. Durch eine kundenindividuelle Konfiguration des Systems können Lösungen für unterschiedliche Anwendungen in verschiedenen Branchen realisiert werden.

Die ersten Projekte wurden bereits erfolgreich umgesetzt und wir sehen im OT-Bereich zukünftig ein sehr großes Potential!

Nach neuesten Prognosen sollen 2025 weltweit ca. 60 Milliarden IoT Systeme im Einsatz sein. Diese Systeme werden mit überwiegender Mehrheit mit sog. IoT-Plattformen kommunizieren. Dabei werden ca. 80 ZB Daten generiert. Eine technische Möglichkeit diese Daten zu speichern und zu verarbeiten bieten Zeitreihendatenbanken. Somit kann man mit NetEye neben den klassischen Monitoringaufgaben im IT-Umfeld auch Echtzeit-Einblicke und Analysen zu IoT-Geräten umsetzen (OT-Umfeld).

Dieses Bild zeigt die Architektur einer möglichen OT-Lösung auf Basis von NetEye

Alle Prozess- und Ereignisdaten, die von Sensoren oder sonstigen IOT-Geräten erfasst werden, enthalten einen Wert und einen Zeitstempel. Es werden Trends pro Sensor oder über eine Anzahl von Sensoren und IoT-Geräten angezeigt. Auf der linken Seite (OT-Bereich) werden die (Sensor)-Daten erfasst und in einer Influx-Datenbank abgespeichert.

Anwendungsbeispiele für Sensordaten sind:

  • Gerätewerte (Durchfluss, Ventilposition, Temperatur)
  • Leistungsüberwachung (Einheiten pro Zeiteinheit, Maschinenauslastung vs. Kapazität, geplante vs. ungeplante Ausfälle)
  • Umweltwerte (Wetter, atmosphärische Bedingungen, Grundwasserkontamination)
  • Produktionsstatus (Maschine an/aus, Ausfallzeit-Ursachenverfolgung)

Entsprechend den jeweiligen Kundenanforderungen können diese Daten mit verschiedenen Anomalie-Detection und Machine-Learning Algorithmen bearbeitet werden.

Auf der rechten Seite ist der Eventhandler Tornado zu sehen (Entwicklung von Würth Phoenix). Tornado kann Millionen von Events pro Sekunde nach vordefinierten Regeln verarbeiten.

Durch Kombination dieser beiden technischen Plattformen lassen sich verschiedene kundenindividuelle Lösungen realisieren. Die Einsatzszenarien sind sehr vielfältig und erstrecken sich auf unterschiedlichste Branchen und Anforderungen, wie

  • Industrielle Fertigung
  • Logistikprozesse
  • Gebäudeautomatisierung
  • Intelligente Stromnetze
  • Smart City
  • Energieerzeugung- und Verteilung

Dabei werden IoT-Projekte sehr oft nach folgenden 3 Phasen realisiert:

Phase 1: Überwachung und Nachverfolgung

Die Überwachung von unterschiedlichsten Parametern, wie z. B. Batterieleistungen, Umdrehungen von Turbinen in Kraftwerken oder der Lieferstatus von Paketen sind wichtige Informationen von Unternehmen unterschiedlichster Branchen. Die visuelle Überwachung von Sensordaten ist oft der erste Schritt in einem IoT-Projekt.

Phase 2: Analyse

In vielen Branchen können Wettbewerbsvorteile durch die Analyse historischer Sensor-Daten realisiert werden. Die Erkenntnisse durch die Analyse können auf die aktuelle Situation angewandt werden, wie z. B. für einem vorausschauenden Service von Maschinen, für Optimierungen im Straßenverkehr oder für Wassereinsparungen bei der Plantagenbewässerung usw.

Phase 3: Aktion und Kontrolle

Bei bestimmten Ereignissen sollen Reaktionen ohne menschliche Interaktionen erfolgen. Und das in Echtzeit! Beispielsweise das automatische Abschalten einer Pumpe sobald ein Leck erkannt wird, oder die automatische Richtungsänderung der Rotorblätter einer Windkraftanlage basierend auf der Änderung der Windgeschwindigkeit oder Windrichtung.

Bezüglich der anfallenden Daten ist folgendes zu beachten:

Obwohl alle sensorische Daten Zeitreihendaten sind, sind nicht alle Zeitreihendaten identisch. Wenn man IT-Daten mit IoT-Daten vergleicht, kann man bestimmte Unterschiede feststellen:

IT IoT
Metrik cpu Last, Festplatten-I/O, Datenbank-Statistiken Temperatur, Druck, Durchfluss, Ventilzustand
Auflösungen Sekunden bis Minuten (Sub) Sekunden
Aufbewahrung Wochen 5-10 Jahre, kein Downsampling
Zweck Störungserkennung, Leistungsüberwachung Qualitätsüberwachung, vorausschauende Wartung

In beiden Anwendungsfällen kann das notwendige Speichervolumen der Zeitreihendaten sehr groß werden. Deshalb benötigt man eine skalierbare Lösung mit eine Basistechnologie, wie z. B. Influx um die unterschiedlichsten Anforderungen umsetzen zu können.

Mit der „Distributed NetEye-Architecture“ lassen sich Hierarchien und Cluster aufbauen um mögliche Projektanforderungen hinsichtlich Ausfallsicherheit und Skalierung zu erfüllen!

NetEye steht in verschiedenen Varianten (appliance-basiert oder als virtuelle Maschine) als auch in Abhängigkeit der Anforderungen in unterschiedlichen funktionalen Ausbaustufen zur Verfügung:

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Sehr gerne stehen wir für weitere Informationen und Fragen zur Verfügung. Hier geht es zum Kontaktformular!

NetEye as a platform for OT projects

NetEye is our unified monitoring system and is mainly used for monitoring heterogeneous and complex IT infrastructures. Wherever the availability and security of IT is of business-critical importance, NetEye is a solution option and is already used as a proven system by approximately 300 customers worldwide.

As a basis NetEye contains different product platforms, on which then developments of Würth Phoenix build up, in order to realize different monitoring solutions.

Influx DB as a time series database is part of this, along with other platform products, in order to implement performance management requirements.

Background: To set up an effective performance management, you need a query interval in the range of seconds! This is the only way to detect certain load peaks, e.g. I/O load, CPU load, etc.  Common standard monitoring systems query the parameters in the range of minutes via SNMP. This is often not sufficient to detect load peaks that last only a few seconds.

Back to the OT topic!

The Influx database in combination with other modules in NetEye can also be used as a solution platform in the OT environment. By customizing the configuration of the system, solutions for different applications in different industries can be realized.

The first projects have already been successfully implemented and we see a very large potential in the OT area in the future!

According to the latest forecasts, there will be approximately 60 billion IoT systems in use worldwide by 2025. The vast majority of these systems will communicate with so-called IoT platforms. Approximately 80 ZB of data will be generated in the process. Time series databases offer a technical possibility to store and process this data. Thus, in addition to the classic monitoring tasks in the IT environment, NetEye can also be used to implement real-time insights and analyses of IoT devices (OT environment).

This image shows the architecture of a possible OT solution based on NetEye

All process and event data collected from sensors or other IOT devices contain a value and a timestamp. Trends are displayed per sensor or over a number of sensors and IoT devices. On the left side (OT area), (sensor) data is captured and stored in an Influx database.

Application examples for sensor data are:

  • Device values (flow, valve position, temperature)
  • Performance monitoring (units per unit time, machine utilization vs. capacity, planned vs. unplanned downtime)
  • Environmental values (weather, atmospheric conditions, groundwater contamination)
  • Production status (machine on/off, downtime root cause tracking)
  • ...

According to the respective customer requirements, this data can be processed with different anomaly detection and machine learning algorithms.

On the right side you can see the event handler Tornado (developed by Würth Phoenix). Tornado can process millions of events per second according to predefined rules.

By combining these two technical platforms, various customized solutions can be realized. The application scenarios are very diverse and cover a wide range of industries and requirements, such as

  • Industrial manufacturing
  • Logistics processes
  • Building automation
  • Intelligent power grids
  • Smart City
  • Power generation and distribution
  • ...  

Phase 1: Monitoring and tracking

Monitoring a wide variety of parameters, such as battery power, turbine revolutions in power plants, or the delivery status of packages, is important information for companies in a wide range of industries. Visual monitoring of sensor data is often the first step in an IoT project.

Phase 2: Analysis

In many industries, competitive advantages can be realized by analyzing historical sensor data. Insights through analysis can be applied to the current situation, such as for predictive service of machinery, optimizations in road traffic, or water savings in plantation irrigation, etc.

Phase 3: Action and control

When certain events occur, reactions should occur without human interaction. And in real time! For example, the automatic shutdown of a pump as soon as a leak is detected, or the automatic change of direction of the rotor blades of a wind turbine based on the change of wind speed or wind direction.

The following should be noted regarding the data that is generated:

Although all sensory data is time series data, not all time series data is identical. When comparing IT data with IoT data, one can notice certain differences:

IT IoT
Metric CPU load, hard disk I/O, database statistics Temperature, pressure, flow, valve status
Resolution Seconds to minutes (Sub)seconds
Storage Weeks 5-10 years, no downsampling
Purpose Fault detection, power monitoring Quality monitoring, predictive maintenance

In both use cases, the required storage volume of the time series data can become very large. Therefore, a scalable solution with a base technology, such as Influx, is needed to be able to implement the most diverse requirements.

With the "Distributed NetEye-Architecture" hierarchies and clusters can be built up to fulfill possible project requirements regarding reliability and scaling!

NetEye is available in different variants (appliance-based or as a virtual machine) as well as in different functional expansion stages depending on the requirements:

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