1. August 2019

Cloud-Computing: IT-Infrastrukturen und die Logistik

Cloud-Computing beschreibt die Bereitstellung von IT-Infrastrukturen. Diese können etwa aus Servern, Speichern, Software, Datenbanken, Netzwerkkomponenten sowie künstlichen Funktionalitäten (KI) bestehen. Die genannten IT-Infrastrukturen sind dabei nicht auf dem jeweiligen Endgerät installiert, vielmehr stehen sie zur flexiblen und bedarfsorientierten Nutzung im Internet bereit; die Nutzung der entsprechenden Dienstleistungen erfolgt dabei ausschließlich über Schnittstellen und Protokolle.

Das National Institute of Standards and Technology (NIST) hat 2011 eine umfassende, überwiegend akzeptierte, Definition veröffentlicht, die sowohl die Servicemodelle als auch die Bereitstellungsmodelle und ebenso die wesentlichen Merkmale des Cloud-Computing beschreibt.

Cloud-Computing – die wesentlichen Merkmale

  • On-demand self-service – Nutzer nehmen selbstständig Leistungen aus der Cloud in Anspruch, die im Bedarfsfall zur Verfügung stehen.
  • Broad network access – auf die jeweiligen Leistungen aus der Cloud kann über diverse, heterogene Endgeräte und die installierte Software zugegriffen werden; diese gelten als Standard-Tools und ermöglichen den Zugang über das eingesetzte Netzwerk.
  • Resource pooling – Rechenleistung, Netzwerk oder Speicherplatz sind Ressourcen, auf die je nach Bedarf (physisch und virtuell) mehrere Nutzer/Kunden zugreifen können, ohne Einschränkungen zu erfahren.
  • Rapid elasticity – aus Nutzersicht können virtuelle Ressourcen sehr schnell und beinah unbegrenzt skalieren, weshalb sie auch dementsprechend (schnell und elastisch), teilweise auch automatisiert, freigegeben werden.
  • Measured service – Cloud-Systeme kontrollieren und optimieren automatisch die Ressourcennutzung; sie kann dementsprechend analysiert und bemessen sowie überwacht werden.
Cloud-Computing - eine Übersichtsgrafik.

Übersichtsgrafik zum Thema Cloud-Computing. Bild: Sam Johnston / CC BY-SA 3.0

 

Cloud-Computing – die Bereitstellungsmodelle Public Cloud und Private Cloud

Die Perspektive der Bereitstellungsmodelle beschreibt, wie der Zugang zu den Cloud-Dienstleistungen geregelt ist beziehungsweise wer darauf zugreifen darf (Benutzer- und Rechtemanagement).

Public Cloud

Auf die Public Cloud hat die breite Öffentlichkeit Zugriff; sie stellt Services über das Internet zur Verfügung. Nutzer können bei einem Public-Cloud-Dienstleister Services wie Rechenleistung, Infrastruktur, Speicherplatz oder Anwendungen mieten – beispielsweise bei Google, Amazon, Apple und Microsoft. Zu den verbreitetsten und bekanntesten Diensten der Public Cloud gehören etwa Fotospeicher, Datenspeicher, Fotobearbeitung und Streamingdienste. Diese Services werden in der Regel über entsprechende Gebühren freigeschaltet beziehungsweise zugänglich.

Private Cloud

Eine Private Cloud wird von einem einzigen Unternehmen, respektive einer Organisation, betrieben; dementsprechend haben auch nur die Personen darauf Zugriff, die von der Organisation oder dem Unternehmen eine entsprechende Freigabe erhalten. Diese Bereitstellungsform des Cloud-Computing widerspricht dem allgemeinen Ansatz einer Cloud insofern, dass durch den höheren Sicherheitsaufwand eine wesentlich kapitalintensivere Anschaffung vonnöten ist – zum Beispiel für zusätzliche Hardware und IT-Infrastruktur. In der Public Cloud werden zwar auch Sicherheitsstandards zur Verfügung gestellt; doch sind Private-Cloud-Anforderungen individuell auf Kundenwünsche zugeschnitten. Daher steigen auch die individuellen Kosten für Sicherheitskontrollen, Wartung und Management. Wichtig: Der Zugriff erfolgt in der Regel über ein VPN-Netzwerk, nicht über das klassische Internet – eine Private Cloud gilt in Unternehmenskreisen daher als relativ sicher gegen Angriffe aus dem Internet.

Hybrid Cloud

Die Hybrid Cloud ist eine Kombination aus zwei oder mehreren Clouds, vor allem aus den beschriebenen Umgebungen Public und Private. So können beispielsweise Datenbanken in einer Private Cloud gespeichert sein, während die Software, die diese Daten verarbeitet, in einer Public Cloud installiert ist. Generell bezieht sich der Begriff der Hybrid Cloud auf eine gemischte Computing-, Storage- und Services-Umgebung, die etwa aus einer On-Premises-Infrastruktur, Private-Cloud-Services und einer Public Cloud wie Amazon Web Services (AWS) oder Microsoft Azure bestehen kann.

Hinweis der Redaktion: Weitere Mischformen beziehungsweise Clouds mit einem spezifischen Schwerpunkt sind Community Cloud, Distributed Cloud, Multi Cloud, Virtual Private Cloud, Big Data Cloud und HPC Cloud (HPC steht für High-Performance Computing).

Cloud-Computing – die Servicemodelle

Die grobe Einteilung der Servicemodelle des Cloud-Computing sieht drei verschiedene Arten vor:

Software as a Service (SaaS)

Software as a Service – auch Software on demand, beschreibt die Verfügbarkeit und Nutzung von Software beziehungsweise Applikationen (Apps) über das Internet. Der Anwender mietet sich demnach über das Internet cloudbasierte Apps und darf diese etwa via Browser oder Client nutzen. Gängige Beispiele sind E-Mail-, Kalender- und Office-Tools – etwa die Softwarepakete Microsoft Office 365 oder die iCloud von Apple.

Platform as a Service (PaaS)

Grundsätzlich zählen zu dieser Art Plattform Entwicklertools, Datenbankverwaltungen und sogenannte Werkzeuge rund um den Themenschwerpunkt Business Analytics. Nutzer können mittels der zur Verfügung stehenden Onlinetools Softwareanwendungen entwickeln oder diese innerhalb der cloudbasierten Infrastruktur ausführen. In der Regel entwickelt der Nutzer cloudbasierte Anwendungen, um diese gleich im Internet testen zu können.
Wichtig: *Ein Anbieter von PaaS sollte alle nötigen Ressourcen, wie Rechenleistung, Speicher, Netzwerk, Middleware (Message Queuing oder Load Balancing) und Datenbanken automatisch beim Deployment (Entwicklung) der Applikation zur Verfügung stellen und diese abhängig von den Anforderungen skalieren, sogenanntes ‚Fabric Computing‘. Erwartet werden zudem eingebaute Monitoring-Funktionen, mit denen sich das Laufzeitverhalten der Anwendungen überwachen lässt (*Computerwoche).

Infrastructure as a Service (IaaS)

IaaS stellt dem Anwender die klassischen Komponenten zur Verfügung, die üblicherweise in einem Rechenzentrum installiert sind. Dazu gehören beispielsweise Hardware, Rechenleistung, Speicherplatz und Netzwerkressourcen – sämtliche Ressourcen stehen über das Internet zur Verfügung und werden in der Regel vom Nutzer auch eigenständig konfiguriert beziehungsweise kontrolliert. Die Wartung dagegen übernimmt der Anbieter. Der Zugriff über die Ressourcen erfolgt über private und öffentliche Netzwerke.

Anforderungen an Cloud-Anbieter

Vorteile und Nachteile von Cloud-Computing

Die Vor- und Nachteile beim Einsatz von Cloud-Computing lassen sich gut unterscheiden nach Privatanwendern und Unternehmen, die diese Technologie nutzen.

Vorteile für Privatanwender

  • Es wird keine eigene Hardware benötigt (ausgenommen PC, Tablet oder Smartphone), um Daten zu speichern oder entsprechende Anwendungssoftware zu nutzen. Es gibt somit keine externen Datenträger, die man als Privatanwender verlieren, verlegen und beschädigen kann beziehungsweise, die entwendet werden können.
  • Die eigene Hardware muss in der Regel nicht angepasst oder aufgerüstet werden, da die meisten Cloud-Dienste browserbasiert sind oder über eine Applikation (Smartphone / Tablet / PC / Mac) den Zugang gewährleisten.
  • Die jeweiligen Cloud-Dienste können geräteunabhängig und mobil genutzt werden, vorausgesetzt, man hat einen Internetzugang.
  • Mittels Cloud können Dokumente, Bilder, Musik oder Videos durch sogenanntes File Sharing auch Dritten zugänglich gemacht werden.

Nachteile für Privatanwender

  • Die Sicherheit der in der Cloud befindlichen Daten ist ein genereller Schwachpunkt des Cloud-Computing. Die entsprechende Infrastruktur muss intensiv gewartet und abgesichert sein, was mit einem hohen technischen und finanziellen Aufwand verbunden ist. Hacker-Angriffe auf die Server von Cloud-Anbietern zielen meist auf personenbezogene Nutzerdaten ab, die dort natürlich gespeichert vorrätig sind.
  • Der Datenschutz ist ebenso ein nachteiliger Aspekt. Welche Daten gespeichert, wie verwendet und weitergegeben werden ist zwar in den jeweiligen Nutzungsbedingungen des Dienstes/Anbieters festgeschrieben und folgt in der Regel den geltenden Datenschutzrichtlinien; wird aber durch den konkreten Unternehmenssitz (beispielsweise EU-Ausland) des entsprechenden Anbieters verwässert.

Vorteile für Unternehmen

  • Bei Unternehmen äußert sich die Nutzung von Cloud-Computing vor allem in Form einer erheblichen Kosteneinsparung positiv. Kostspielige Investitionen in Hardware, Software, aber auch entsprechendes Personal entfallen – vorausgesetzt, das Unternehmen hat eine Betriebskosten-Analyse durchgeführt. Ist das der Fall, entsteht buchhalterisch keine langfristige Kapitalbindung.
  • Der Cloud-Anbieter kümmert sich, bei einer Public Cloud, um die Updates der eingesetzten Hard- und Software, wodurch die arbeitsintensive Überwachung und Wartung der Services entfallen. Bei einer Private Cloud nehmen die Kosten für Überwachung, Wartung und Service dagegen zu.
  • Die sogenannte Skalierbarkeit, also die flexible Anpassung des Nutzungsumfangs an den tatsächlichen Bedarf, ist ein immenser Vorteil. In diesem Rahmen ist es auch möglich, mehrere Standorte an die bereits angemietete IT-Infrastruktur zu koppeln beziehungsweise anzuschließen.
  • Ortsunabhängiges, gemeinsames Arbeiten an Projekten, sowie der durch entsprechende Berechtigungen ausgewiesene Zugang zu unternehmensbezogenen Daten durch Mitarbeiter wird mittels Cloud-Computing ermöglicht. Diese Option bieten mittlerweile aber auch Cloud-Lösungen für Privatanwender an.

Nachteile für Unternehmen

  • Durch die Nutzung von Cloud-Diensten begeben sich Unternehmen quasi in eine Abhängigkeit zum Anbieter. Kümmert sich ein Anbieter nicht ausreichend um Aktualisierung, Sicherheit und Datenschutz der bereitgestellten Services, dann wirkt sich das unmittelbar nachteilig für die Kunden, also die Unternehmen, aus.
  • Durch das Outsourcing bestimmter IT-Bereiche an einen Cloud-Anbieter minimiert ein Unternehmen automatisch das interne Know-how auf demselben Gebiet.
  • Werden die internen Prozesse eines Unternehmens Cloud-technisch ausgelagert, besteht zugleich eine Abhängigkeit zur benötigten Internetanbindung.
  • Die Nutzung von Datenspeichern (Datenauslagerung) im EU-Ausland ist insbesondere bei empfindlichen, unternehmensrelevanten Daten eine heikle Angelegenheit und wird von vielen Unternehmen schlichtweg untersagt.

Cloud-Computing in der Intralogistik

Anmerkung der Redaktion: Eine reibungslos funktionierende Intralogistik ist angewiesen auf eine breite Datenbasis und dementsprechend sind schnelle Zugriffe auf Informationen beziehungsweise ist ein schneller Datenaustausch ein Muss. Die Problematik innerhalb von Intralogistik-Projekten sind die Projekte an sich; in der Regel handelt es sich dabei, technisch betrachtet, um kundenspezifische und daher um individuelle Entwicklungen. Diese Art von adaptiver Software wird oftmals lokal installiert; eben weil beispielsweise das Lager eines Anbieters in München sich zum anderen Standort in Hamburg im Detail unterscheidet – eine Cloudlösung wird allerdings erst rentabel, wenn sich eine gewisse Standardisierung auf unterschiedliche Standorte ohne Probleme projizieren lässt.
Natürlich gibt es standardisierte Lagerlösungen, die dann auch in einer Cloud realisiert sind; doch bilden diese Lösungen in der Regel kein vollständiges Distributionszentrum mit allen meist hochkomplexen Lagerfunktionen ab.

Die Echtzeitfähigkeit ist insbesondere in Kombination mit Cloud-Technologien ein schwieriges Thema, da TCP/IP- oder Ethernet-Verbindungen hier schnell an ihre Grenzen stoßen. Ein Netzwerk, das ‚echtzeitfähig‘ ist und dabei von der Anbindung von Sensorik bis zum Betrieb eines WMS geeignet ist, lässt sich unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten kaum realisieren.

Quelle: MM Logistik

Ausschlusskriterien für Cloud-Computing in der Intralogistik sind in der Regel folgende zwei Punkte:

  • Hohe Latenzzeiten
  • Risiko des Ausfalls der externen Systeme in der Cloud
  • Warehouse-Management-System sowie ein Materialflussrechner sind keine Standardsysteme

Bildrechte: Cloud-Anforderungen an Cloud-Anbieter: knowis AG

Über TUP - Redaktion

TUP - Redaktion

Die Redaktion der DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG hat die Plattform Logistik KNOWHOW ins Leben gerufen, administriert und koordiniert die Beiträge und erstellt selbst Inhalte zu verschiedenen Kategorien. Die Software-Manufaktur DR. THOMAS + PARTNER aus dem Raum Karlsruhe realisiert seit über 35 Jahren maßgeschneiderte Intralogistik-IT-Systeme, mit speziellem Fokus auf die Bereiche Lagerverwaltung und Materialfluss. Zu den namhaften Kunden zählen nationale und internationale Unternehmen unterschiedlicher Größe und Branche.

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