_Azure-Kostenoptimierung für Schweißindustrie-Marktführer

ÜBER ESAB

Die ESAB-Gruppe (Elektriska Svetsnings-Aktiebolaget) ist ein weltweit führendes Unternehmen für Schweiß- und Schneidausrüstung sowie Verbrauchsmaterialien. Das Unternehmen wurde vor über 110 Jahren in Schweden gegründet und befindet sich derzeit im Besitz von Colfax. Die Organisation agiert global und unterteilt sich in die  Regionen Europa, Nordamerika, Südamerika, Asien/Pazifik und Indien.

ESAB bietet innovative und international anerkannte Ausrüstungen und Lösungen an, die in Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt wurden. Diese bauen auf dem Wissen und dem Erbe eines weltweit führenden Herstellers auf.

Herausforderungen und Bedürfnisse

ESAB ist ein Pionier bei der Implementierung neuer, innovativer digitaler Lösungen, die ihre Kunden bei ihrer Arbeit unterstützen. Viele von ihnen setzen neue Standards auf dem Schweißmarkt. Eine solche Lösung ist die webbasierte IoT-Softwareplattform.

Die Plattform bietet benutzerfreundliche Tools zur Analyse, Verbesserung der Produktivität und zur Steigerung der Qualität sowie Effizienz des Schweißens. Außerdem gewährleistet sie eine präzise Kontrolle über die durchgeführte Arbeit und eine genaue Erfassung und Analyse großer Datenmengen aus allen Stromquellen und Schweißbetrieben.

Bei der Erstellung der Architektur für diese Plattform mussten wir auf sehr spezifische Kundenanforderungen achten. Es war notwendig, sowohl die Bedürfnisse in Bezug auf die notwendige Rechenleistung als auch die Sicherheit zu berücksichtigen. Darüber hinaus mussten wir den für die Speicherung der Daten erforderlichen Platz und die Möglichkeit, diese in Echtzeit zu senden, bereitstellen. Schließlich musste eine gründliche Analyse der gesammelten Daten in Betracht gezogen werden.

Der optimale Schritt, um die potenzielle Leistung, die hohe Verfügbarkeit, die Datensicherheit und die Einhaltung aller ESAB-Anforderungen zu gewährleisten, war die Wahl einer öffentlichen Cloud, die von Microsoft bereitgestellt wurde. Da die Plattform auf der Analyse von Informationen in Echtzeit basiert, war die entscheidende Voraussetzung, die hohe Verfügbarkeit von Telemetrie-Daten, die von Geräten aus der ganzen Welt gesammelt wurden (IoT-Paradigma), zu gewährleisten.

Um das  Integrationskonzept auf der Ebene der Industrie 4.0 effektiv umzusetzen, wurde Azure IoT Hub mit unterstützten Azure Plattformlösungen wie NoSQL Database CosmosDB und Stream Analytics gewählt. Auf dieser Plattform wurden die Daten korrekt modelliert und kontextualisiert, um alle Informationen, die von Geräten und Maschinen kommen, mit ihren digitalen Gegenstücken logisch verknüpfen zu können.

Auf diese Weise können nicht nur Informationen, sondern auch zusätzliche Funktionen im Kontext eines bestimmten Geräts unter Berücksichtigung seiner Spezifität ausgeführt werden. Ein Beispiel ist die remote Software-Update oder die Verwaltung von Geräten.

Das Schlüsselelement, das alle oben beschriebenen Funktionen verbindet, ist die Trennung von Daten und Zugriffsebenen – nicht nur zwischen verschiedenen Organisationen, sondern zwischen den Rollen der Benutzerdaten.

In einem weiteren Schritt werden die Daten mit Hilfe der IoT-Plattform für die Endbenutzer visualisiert, die richtigen Zugangsbildschirme erstellt, die erforderlichen Funktionen bereitgestellt und die Daten in Echtzeit und in historischen Berichten angezeigt.

Die richtige Ausführung dieses komplexen Projekts hat große Entwicklungsmöglichkeiten eröffnet, und die geeignete Konfiguration der Dienstleistungen ermöglicht den Aufbau eines Wettbewerbsvorteils und die Bereitstellung von Geschäftswert.

Lösungen

Um sicherzustellen, dass das System richtig funktioniert, haben wir die praktisch unbegrenzten Möglichkeiten der Azure Public Cloud genutzt. Die richtige Kombination einer breiten Palette von Dienstleistungen ermöglichte es uns, ein Ökosystem zu schaffen, das den Kundenanforderungen gerecht wird.

Diese App ist als globale Lösung konzipiert. ESAB hat Kunden auf der ganzen Welt, und die von ihnen gesammelten Daten stammen von Schweißmaschinen, die sich in verschiedenen Regionen der Welt befinden. Microsoft Azure verfügt über eine integrierte, sofort einsetzbare IoT-Lösung. In der Plattform haben wir die skalierbare globale Cosmos DB-Datenbank verwendet, die über Stream Analytics Telemetriedaten erhält, die vom Azure IoT Hub heruntergeladen werden.

Die Fähigkeit, Daten in Echtzeit zu senden, wird durch die Verwendung des Azure IoT-Hubs gewährleistet. Es zeichnete alle Schweißinformationen und den Systemstatus auf, die von mehreren Geräten gleichzeitig gesendet wurden.

Die telemetrischen Daten, die im ‚IoT‘ verwendet werden, werden als große Datenpakete gesendet, für die Platz geschaffen werden muss. Sie werden als Backup archiviert und mit einer gebrauchsfertigen globalen Verteilung und einer offenen mehrschichtigen Replikationsfunktion verarbeitet. Der Azure Cosmos DB-Datenbankservice ist für eine hohe Verfügbarkeit von 99,99% und fünf klar definierte Konsistenzstufen verantwortlich. Um es einfach auszudrücken: wir haben einen Dienst genutzt, der nicht nur genügend Platz bietet, sondern auch sicherstellt, dass die gespeicherten Daten nicht verloren gehen.

Die Datenanalyse wurde mit Hilfe des Azure Stream Analytics bereitgestellt, der eine komplette Datenverarbeitungspipeline für Streaming-Daten unter Verwendung von Algorithmen ermöglicht, die auf maschinellem Lernen basieren und im Pay-As-You-Go-Modell bereitgestellt werden, d.h. Gebühren werden nur für den tatsächlichen Verbrauch von Service-Ressourcen erhoben. Mittels eines Datenflusses (in der Architektur der so genannte „warm path“ – warme Pfad) in Echtzeit, beginnend mit dem Herunterladen von Daten vom so genannten „Input“ vom Iot Hub zum „Output“ oder Cosmos DB. Dies ist nur ein Teil der Dienste, die für den Aufbau der hoch entwickelten Umgebung verwendet wurden, mit der die Plattform geschaffen wurde.

Der Abschluss der Produktentwicklung bedeutete jedoch nicht das Ende der Arbeit für Transition Technologies PSC. Die hohe Leistungsfähigkeit der zur Nutzung durch die Kunden freigegebenen Infrastruktur führte zu hohen Gebühren für virtuelle Maschinen, Datenbankdiensten und Zugangspunkten. Daher mussten wir eine Lösung finden, die es uns ermöglicht, die Kosten zu optimieren und gleichzeitig die Schlüsselfunktionen für den Kunden beizubehalten.

Die Herausforderung für unser Team bestand darin, eine fortschrittliche Cloud-Umgebung auf einem angemessenen finanziellen Niveau zu halten. Der Schlüssel lag darin, ein Gleichgewicht zwischen Effizienz und Ressourcennutzung aufrechtzuerhalten. Nach den Phasen der Planung, der Entwicklung, des Testens und der Implementierung der gesamten Infrastruktur kam die Phase der Überwachung der durch die Azure-Dienste verursachten Kosten.

Der Schlüssel zur Optimierung der Kosten, die durch eine sehr große Anzahl von Dienstleistungen entstehen, lag in der engen Zusammenarbeit mit dem Developer-Team und im vollständigen Verständnis der Regeln, die mit der Festlegung von Leistungseinstellungen für einzelne Elemente verbunden sind.

Dieser Ansatz ist einer der wichtigsten Aspekte zur Optimierung der Kosten für die Wartung der Infrastruktur in der Cloud. Die eigentliche Herausforderung bestand darin, eine hohe Produktivität aufrechtzuerhalten, ohne große finanzielle Mittel einzusetzen..

Wir begannen den Optimierungsprozess mit einer detaillierten Kostenanalyse. Das wichtigste Instrument, das zu diesem Zweck entwickelt wurde, ist der Dienst Azure Cost Management. Er hilft, die Ausgaben für einzelne Dienste zu überwachen, die Nutzung von Ressourcen mit einer einzigen, konsistenten Ansicht zu verfolgen und bietet Zugang zu vollständigen operativen und finanziellen Daten.

Im Azure Cost Management haben wir genutzt:

• Cost Analysis – Echtzeit-Kostenanalyse
• Monitor Budgets, d.h. ein eigenes Budget für eine bestimmte Gruppe von Dienstleistungen oder ein bestimmtes Abonnement erstellen, um die volle Kontrolle über die Ausgaben z.B. für ein bestimmtes Projekt zu haben.
• Informationen über Vorgänge, die es uns ermöglichen, Benachrichtigungen in Form von E-Mails, Textnachrichten oder Benachrichtigungen an verschiedene Kommunikatoren zu senden

Azure Advisor war ein weiteres wichtiges Instrument, um alle unnötigen Ausgaben zu reduzieren:

• Hochverfügbarkeit, d.h. Sicherstellung und Verbesserung der Kontinuität wichtiger Geschäftsanwendungen
• Sicherheit, die es uns ermöglicht hat, Bedrohungen und Schwachstellen in unserer Infrastruktur aufzudecken
• Leistung zur Verbesserung der Geschwindigkeit unserer Apps
• Optimierung der Kosten und Reduzierung der Gesamtausgaben für Azure

Mit Azure Advisor waren wir in der Lage, proaktiv, praktisch und individuell zu handeln und dabei bewährte Verfahren zu nutzen.

Bei PaaS-Lösungen hängt die Gebühr von der Dauer der Nutzung des Dienstes und der Anzahl der Einheiten ab, z.B. Azure Stream Analytics, dem Umfang des Datentransfers bei Datenspeicherung wie „Storage Account“ oder der Anzahl der übertragenen Nachrichten im Falle von „Azure IoT Hub“.

Die Ergebnisse

Ein gründliches Verständnis der Anforderungen der Plattform, eine detaillierte Datenanalyse, die Optimierung der Ausgaben und die Erhöhung der Sicherheit unserer Kunden sind die größten Erfolge in diesem Projekt. Dank der Leistungen unseres Teams ist es gelungen, die Geschwindigkeit von Apps zu erhöhen und die Abonnementskosten um bis zu 50% zu senken.

Der Erfolg des Projekts wäre ohne eine enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Unternehmen nicht möglich. Transition Technologies PSC war Teil eines Teams, dem auch ESAB, Microsoft und andere externe Unternehmen angehörten.
Durch diese Aktivitäten hat ESAB erhebliche Einsparungen erzielt und ist noch mehr von der Effektivität von Cloud-Lösungen überzeugt.