Open Source im Betrieb mit UMH

In einer aktuellen Folge des „Augmented Ops “-Podcasts haben wir gemeinsam mit Alex Krüger, Mitbegründer und CEO von United Manufacturing Hub (UMH), einen detaillierten Einblick in die Welt der Open-Source-Software (OSS) gewonnen und erörtert, was diese für die Fertigungsindustrie bedeutet. Unter dem Titel„Open-Source-Software für die Fertigung“ beleuchtet das Gespräch mit Krüger die Rolle von Open-Source-Software, wie sie neue Architekturen wie Unified Namespace (UNS) unterstützt und warum Hersteller sich von traditionellen Anbietern abwenden und ihre eigenen Tech-Stacks aufbauen.

Von seinen Anfängen direkt nach dem Studium, als er bei großen Beratungsunternehmen an Automatisierungsprojekten arbeitete, bis hin zur späteren Mitgründung von UMH und der Entwicklung einer neuen Reihe von Open-Source-Tools – Krüger teilt seine Erkenntnisse über die Notwendigkeit eines neuen Ansatzes bei der Entwicklung von Fertigungssoftware. Insbesondere fordert er die Branche auf, die proprietären Tech-Stacks der etablierten Anbieter aufzugeben und eine Open-Source-Architektur mit einheitlichem Namensraum als Grundlage für ihr Geschäft zu übernehmen.

Krügers erste Schritte in Richtung Industrieautomation unternahm er, als er und sein Mitbegründer Jeremy Theocharis bei großen Beratungsunternehmen tätig waren und die Aufgabe hatten, mithilfe von Software eine Verbindung zu den Maschinen ihrer Kunden herzustellen und Daten zu erfassen, beispielsweise um eine Gesamtanlageneffektivität (OEE) durchzuführen. Angesichts des Zeitdrucks, unter dem sie standen, offenbarte dieses scheinbar einfache Projekt schnell die Unflexibilität, die hohen Kosten und die Schwierigkeiten bei der Implementierung von Closed-Source-Tools der bestehenden Anbieter im Bereich der industriellen Automatisierung.

Während jeder Anbieter versprach, dass seine Lösungen jeden Aspekt der Integration eigenständig bewältigen könnten, erkannte Krügers Team, dass keiner von ihnen für jeden Teil der zu erstellenden Architektur die branchenweit besten Lösungen bot. „Wir brauchen eine Zwischenschicht. Wir brauchen Protokollkonverter“, sagt er und fährt fort: „Oh, und was ist, wenn die Internetverbindung ausfällt? Wir brauchen dort eine Pufferung. Oh, wir brauchen [außerdem] eine Datenbank, und es summiert sich immer weiter, und dann tauchen immer mehr Sonderfälle auf.“

Seine Frustration über Closed-Source-Tools bezog sich nicht nur auf die technischen Einschränkungen. Und obwohl die Kosten für diese Unternehmenssoftwarepakete beträchtlich waren, war laut Krüger „der Preis auch nie das Problem“. Stattdessen nennt er die mangelhafte Dokumentation und die langwierigen Verkaufsprozesse als die Haupthindernisse für die Implementierung des Systems innerhalb des vorgegebenen Zeitrahmens.

Im Gegensatz zu Open-Source-Software, die oft innerhalb von Sekunden über eine Befehlszeilenschnittstelle heruntergeladen und installiert werden kann, verlangten die Anbieter von Unternehmenssoftware, mit denen Krüger zusammenarbeitete, dass er einen langwierigen Verkaufsprozess durchlaufen musste, bevor er die benötigten Tools erhalten konnte. Das Ergebnis war, dass es „Wochen, Monate dauerte, bis man das Produkt in den Händen hielt“, wie er beschreibt. In einer agilen Fertigungsumgebung war das Zeit, die er einfach nicht hatte.

Doch selbst als er schließlich Zugriff auf die Software hatte, hatte Krüger weiterhin mit dem Mangel an verfügbarer Dokumentation zu kämpfen. Wenn er auf ein Problem stieß, war die einzige Lösung, wie er beschreibt, oft, „jemanden [vom Anbieter] anzuschreiben. Der meldet sich dann drei Werktage später bei dir und schickt dir ein beliebiges PDF“, dessen Nutzen für die Lösung des Problems oft fragwürdig war. Letztendlich erkannte er, dass der traditionelle Closed-Source-Ansatz der etablierten Anbieter in diesem Bereich in vielerlei Hinsicht unzureichend war.

Während fast jedes einzelne digitale Produkt, das wir in unserem Alltag nutzen, auf Open-Source-Software basiert, hat die Fertigungsindustrie diesen Ansatz nur äußerst zögerlich übernommen. Da Hersteller nun Schritte zur digitalen Transformation ihrer Betriebsabläufe unternehmen, haben viele von ihnen die Möglichkeit, ihre veralteten Technologiestacks zu erneuern und die Vorteile von Open Source zu nutzen.

Wie Krüger erläutert, ist eines der überzeugendsten Argumente für Open Source in der Fertigung die damit verbundene Flexibilität. Im Gegensatz zu den proprietären Systemen traditioneller Anbieter ermöglicht Open-Source-Software jedem, den zugrunde liegenden Code an seine individuellen Bedürfnisse anzupassen, was praktisch unbegrenzte Anpassungsmöglichkeiten und Flexibilität bietet. Diese Offenheit trägt dazu bei, dass sich Fertigungssysteme mit den sich ständig ändernden Anforderungen der Endnutzer weiterentwickeln können.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil, den er feststellte, war die verbesserte Dokumentation und der verbesserte Support. Auch wenn es auf den ersten Blick widersprüchlich erscheinen mag, dass ein OSS-Projekt (das in der Regel auf ehrenamtliche Community-Mitglieder setzt) bei der Bereitstellung von Dokumentation und technischer Unterstützung bessere Arbeit leistet als ein etablierter Anbieter mit einem eigenen Team, war dies doch die Realität, mit der Krüger häufig konfrontiert war. So beschreibt er beispielsweise, dass er auf Probleme mit Node-RED (einem OSS-Tool zur Interaktion mit IIoT ) und wie er mithilfe von YouTube-Tutorials und Community-Foren eine Lösung fand.

Der Einsatz von Open-Source-Software ist zudem eine Investition in die Zukunft. Bei proprietärer Software von etablierten Anbietern sind Sie oft dazu gezwungen, alle Ihre Lösungen vom selben Anbieter zu beziehen, da dieser streng kontrolliert, wie andere Tools in sein Ökosystem integriert werden können. Dies schränkt nicht nur Ihre Möglichkeit ein, für jeden Teil Ihres Tech-Stacks die besten Lösungen ihrer Klasse auszuwählen, sondern bedeutet auch: Sollte der Anbieter jemals sein Geschäft aufgeben (oder sich einfach dazu entschließen, die Lösung, auf die Sie sich verlassen, nicht mehr weiter zu unterstützen), haben Sie einfach Pech gehabt. In solchen Szenarien ist ein kompletter Austausch oft der einzige gangbare Weg.

Krüger erläutert, wie er bei der Entwicklung einer Open-Source-Alternative vorgegangen ist und dabei die Unified-Namespace-Architektur (UNS) als Kernstück der UMH-Plattform gewählt hat. Ein UNS bietet einen gemeinsamen Speicherort, an dem Ihre Systeme Daten veröffentlichen können, wodurch Daten, die zuvor in bestimmten Anwendungen isoliert waren, für einen viel größeren Kreis von Nutzern und Anwendungsfällen zugänglich werden.

Auch wenn die Vorstellung, alle Geschäftsdaten offenzulegen und in einen gemeinsamen Broker einfließen zu lassen, den meisten Herstellern noch fremd sein mag, „ist dies im IT-Datenstrom bereits Best Practice“, so Krüger. „Wenn man heute eine F&E-Organisation, den Vertrieb, die Logistik oder was auch immer aufbaut, würde man diesen Kafka-Broker in die Mitte stellen und die Daten durch ihn hindurchströmen lassen“, sagt er, „und der einheitliche Namensraum ist ein neuer Begriff, um dies für den Ingenieurbereich anwendbar zu machen.“

Der wahre Wert von UNS liegt jedoch in der Art und Weise, wie es Daten demokratisiert. Wie Krüger darlegt, trägt die Implementierung eines UNS dazu bei, die Grenze zwischen IT- und OT-Welt aufzuheben, da diese nun eine gemeinsame Dateninfrastruktur nutzen. Krüger erklärt: „Unified Namespace könnte so etwas wie eine Verbindung zwischen OT und IT sein und zudem Situationen auflösen, in denen die IT Innovationen verhindert.“ Indem Daten aus dem gesamten Unternehmen für Citizen Developer zur Problemlösung verfügbar gemacht werden, stellt der UNS seiner Ansicht nach die beste Grundlage für Hersteller dar, um ihre Betriebsabläufe digital zu transformieren.