Zusammenfassung und Ausblick

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1 - Vorlesungsreihe - Grundlagen der Informatik Teil 3 - Zusammenfassung und Ausblick Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiedemann wiedem@informatik.htw-dresden.de HOCHSCHULE FÜR TECHNIK UND WIRTSCHAFT DRESDEN (FH) Fachbereich Informatik/Mathematik Gliederung Rückblick und langfristige zukünftige Entwicklung? Internettechnologien überall Cloud-Computing Web neue Geschäftsmodelle Das Internet der Dinge Industrie 4. 0 Zukünftige Herausforderungen und Risiken Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 2 1

2 Rückblick und langfristige zukünftige Entwicklung? Nach einer ersten euphorischen Phase in der IT und speziell der Webanwendungen kam es 2002 zu einem Platzen der.dotcom -Blase. In den letzten Jahren kommt es nun nach einem relativ stetigen Wachstum und einer guten Entwicklung zu einem wieder sehr starken Anwachsen der Projekte und Startups. Anzahl von Internetfirmen und -projekten??? Aktuell Jahr Ursache sind die neuen Optionen durch die mobilen Geräten und Anwendungen und davon abgeleitete neue Geschäftsmodelle. Es zeichnet sich ab, dass die herkömmliche Desktop-Entwicklung immer weiter zurückgehen wird und Web-Technologien weiter zunehmen werden. Der aktuelle Stand und neue Optionen sollen nachfolgend diskutiert werden. Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 3 Aktuelle Tendenzen und Ausblick im Web 1. Browser-Technologie - Es lebe Chrome?" Opensource-Browser Firefox mit großem Aufwand gestartet Open-Source-Community konnte gegen MS IE punkten nach Mozilla-Boom nun Googles Chrom als neuer Marktführer immer noch latenter Browserkrieg Aktuell neue Herausforder- ungen durch HTML 5 Dezember 2014 / Quelle: / 2. Webserver - Apache bleibt Marktführer sehr guter Beweis für die Qualität von Opensource-Projekten im Rahmen von kommerziellen Anwendungen (Verfügbarkeit 10* besser als IIE von MS) Einbindung von Apache in kommerzielle Produkte für das Webdesign Referenz-Server für alle neuen Sprachen und Projekte Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 4 2

3 Aktuelle Tendenzen und Ausblick 3. Neue Internet-Techniken - Mehr Intelligenz und alte Schuhe im neuen Design XML muß praktische Alltagstauglichkeit beweisen und darf nicht allein als Marketing-Argument verwendet werden teilweise Probleme mit sehr großem Overhead bei komplexen Daten (bzgl. Speicherplatz und indirekt auch wieder Parser-Aufwand) über Ajax gute Anbindung an Websites 2D- und 3D-Grafiken stehen mit HTML 5 nun vor dem Durchbruch (?) nach Flaute durch Probleme mit VRML und bei Java3D (Sun hat Entwicklergruppe sehr stark abgebaut) nun starke Aussichten durch HTML 5 und WebGL Das Canvas-Element in HTML5 könnte neuen Schwung bringen? Netzwerktechnik sehr gute Entwicklung der Voice-over-IP-Technologie (von einfachen, kostenlosen Tools wie Skype bis hin zu Einbau von VoIP-Module in Telefonanlagen bzw. als Beistellgerät, zunehmend auch Videotelefonie -> IP6 immer noch sehr zögerlich (2013 nur 2% aller Anfragen an Google per IP6) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 5 Aktuelle Tendenzen und Ausblick 4. Neue Programmiersprachen und Paradigmen Problem J2EE Ansätze sind teilweise zu komplex, PHP mit Designfehlern Rückbesinnung auf effektivere Entwicklungsparadigmen ( Agile Programmierung ) Ruby - Sprachanwendungen Die Programmiersprache Ruby - vielseitige höhere Programmiersprache durch Yukihiro Matsumoto entworfen ( ) ab 2000 auch in den westlichen Sprachraum portiert wird interpretiert und unterstützt mehrere Programmierparadigmen (unter anderem Objektorientierte, Prozedurale und Funktionale Programmierung sowie Nebenläufigkeit), bietet dynamische Typisierung, Reflexion und Automatische Speicherbereinigung Das Webframework Ruby on Rails - von D. Hansson 2004 in Ruby geschriebenes Open-Source- Framework starke Betonung von Prinzipien der Agilen Programmierung Don't Repeat Yourself (Daten und Konf. Nur 1x -> z.b. alles aus DB-Def. Generieren) und Convention over Configuration (durch Regeln z.b. Bei Indexvergabe in DB Konfiguration sparen) Unterstützung der Model View Controller -Architektur (MVC) durch schnelle Umsetzung schnelle Entwicklungszyklen statt Papierkrieg bereits sehr leistungsstarke Bibliotheken für DB / PDF / Ajax... gute Einführung in : Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 6 3

4 Erfahrungen und Empfehlungen 5. Konfigurieren statt Programmieren! herkömmliche Scriptprogrammierung ist NICHT konkurrenzfähig gegenüber moderner Desktopentwicklung mit Komponenten (Wartung / Fehlerrate sehr schlecht) sinnvoll ist die Bereitstellung von Basiskomponenten, welche für verschiedenste Verwendungszwecke flexibel anpassbar sind Beispiel 1 : HTW-Entwicklung eines datenbankgestützten Formulargenerators, welcher eine Entwicklung über das Web ermöglicht - Endziel: automatische Übersetzung einer Desktopanwendung in eine adäquate Webanwendung Entwicklung als Plugin für Typo3 Datenbanktabellen (auch verknüpfte) können ohne PHP-Programmierung in verschiedenen Ansichten (Liste / Detail / Edit / Neu / Suche) flexibel konfigurierbar angezeigt werden (siehe Folgeseiten) Beispiel 2 : Entwicklung einer rein Javascript-basierten Browser-IDE und View für Daten im Projektseminar WS2014/15 Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 7 Konfigurieren statt Programmieren mit EasyQueries Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 8 4

5 Konfigurieren statt Programmieren mit EasyQueries II Den einzelnen DB-Tab- Spalten können spezifische Werte oder DB-Skipte zur Berechnung zugeordnet werden. Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 9 Konfigurieren statt Programmieren mit EasyQueries III Frontendansicht Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 10 5

6 Aktuelle Tendenzen und Ausblick 6. Internet-Dienstleister - Das Ende der "Kostenlos-Kultur?" Zunehmende Bereitstellung qualitativ hochwertiger Inhalte gegen Bezahlung (auch Micropayment 0.5 Cent / Link) Art der Bezahlung immer noch kritisch bzw. noch kein klarer Standard erkennbar Hauptproblem: Kosten pro Transaktion sind zu hoch bei kleinen Beträgen (teilweise 10 Cent... 1 Euro pro Transaktion...) Kreditkartenbezahlung immer noch Standard bei den meisten Webshops (Sicherheit nicht 100% gewährleistet -> Datendiebstahl in letzten Monaten ) Handy-basierte Bezahlfunktionen für Kleinbeträge am aussichtsreichsten (aktuelle auch mit RFID-Lösungen in SmartPhones NFC (Near field communication) einige Angebote bereits wieder aufgegeben (paybox.de u.ä) Erfolg mit Netzwerkseiten -> XING ( 5 / Monat noch akzeptabel) Neue Erfolge durch Apps im Smartphone-Bereich 2014: starker Boom der Bitcoin-Währung (10 -> 1000 pro BC!!!) Zukunft?? 7. Kulturraum Internet zwischen 50 % und 75% Durchdringung bei deutscher Bevölkerung (Stand 2008) starke (kaum noch nivellierbare) Unterschiede in einzelnen Bevölkerungsgruppen (Arm/reich ; Bildungsniveau, Regionen (Stadt <-> Land) vielfach Internet als allgemein übliches Kommunikationsmedium weitere Belebung durch Web 2.0 Konzepte (Mitmach-Internet) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 11 Cloud computing Einführung und Historie Entstehung des Cloud Computing Mit der Entwicklung großer Internetfirmen wie Amazon, Facebook oder Yahoo entstanden auch sehr große Serverfarmen und in der Folge Probleme bei deren Auslastung Bei Internet-Shops wie Amazon wurde die Hauptlast nur im Weihnachtsgeschäft benötigt. Außerhalb dieser Zeit waren die Server meist nicht ausgelastet (tw. nur 10% Auslastung - > 90% freie Kapazitäten) Idee einer Verwertung der freien Kapazitäten auf dem freien Markt unter dem Slogan Cloud Server ab ca Ursache / Voraussetzung für den Erfolg von Cloud Computing und Cloud Services sind auch die schnellen Internetverbindungen, welche den Unterschied zu einem lokalen Speicher/Rechnersystem stark verringert haben (bzw. nicht mehr sichtbar für Endanwender) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 12 6

7 Arten des Cloud Computing Typen des Cloud Computing nach dem Servicetyp: Cloud Software as a Service (SaaS) stellt eine Software zur Nutzung bereit und wird deshalb auch als Software on Demand bezeichnet. Der Anwender muss die Software nicht selbst kaufen und installieren, sondern nutzt diese auf Mietbasis fallweise. Cloud Platform as a Service (PaaS) stellt eine Programmier- und/oder Laufzeitplattform zur Verfügung und erlaubt das Entwickeln und Ausführen von (Kunden-) Software auf dieser Plattform. Cloud Infrastructure as a Service (IasS) stellt eine Hardwareplattform zur Verfügung. Der Anwender muss selbst die Laufzeitund Anwendungssoftware installieren und administrieren. Typen des CC nach Vertraulichkeit und Datenschutz : Public Clouds - meist auf fremden (weit entfernten) Servern Private Clouds - die Cloud wird innerhalb der eigenen Firma aufgebaut und betrieben (im Prinzip nur Nutzung der Cloud-Managementsoftware im firmeneigenen Rechenzentrum) Hybrid Clouds - Mischform: unkritische Inhalte auf Public, kritische auf private Cloud Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 13 Allgemeine Vorteile und Nachteile des Cloud Computing Vorteile : sehr hohe Flexibilität bei Performance und techn. Parametern, starke Automat. Der technischen Abläufe starke Kosteneinsparungen bei Aufbau und Betrieb von Cloudcomputing-Kapazitäten (Skaleneffekte) Professionelle Datensicherheit und hohe Verfügbarkeit immer aktuelle Softwarestände Nachteile : bei Public Clouds meist kein direkter (lokaler) Zugriff auf den Rechner, sondern nur über Webmasken oder Remote- Desktop etc. starke Abhängigkeit vom Anbieter (Pleite?, Ausfälle [Blitzschlag Irland!]) Bei Public clouds Probleme mit Sicherheit / Vertraulichkeit (Geheimnis-schutz nicht 100% gewährleistet!) Ausführliche BITKOM - Bewertung unter : Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 14 7

8 Test des Cloud Computing am Bsp. von Simulationsanw. Historie und bisherige Ansätze vor ca. 10 Jahren : : erste Konzepte zur fallweisen Nutzung von Simulationssoftware : SIMPC/ GPSS/H Websimulator der Uni. Magdeburg, Lösungen des Fraunhofer Institut Stuttgart (Mail-basiert) Simsolution-System des Autors (Application Service Prov.-System) Allgemeine Bedingungen bei heutigen Cloud-Systemen Cloud-Masseneinsatz statt singulärer Anwendung statt exotischer ASP-Ansätze nun allgemeine Akzeptanz des Cloud-Gedankens starke Kosteneinsparungen durch Skalierungseffekte (billigere HW) jetzt insgesamt höhere Akzeptanz in der Managementebene breite Bandbreite an technischen Einsatzoptionen und Quasistandards mit den neuen Angeboten (vgl. Microsoft Azure-Cloud / Amazon Cloud Computing) sind universelle IT-Clouds verfügbar Hinweis : Die nachfolgenden Tests beziehen sich auf die aktuellen Cloud-Systeme im Sommer Möglich sind entsprechende Änderungen durch neue Lösungsansätze! Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 15 Potentiale und Grenzen der Simulationsanwendung auf der Cloud a.) Einsatz von bekannten Simulatoren auf der Cloud Problem: Cloud-Anbieter sind aufgrund von Sicherheitsbedenken sehr restriktiv : fremde EXE-Dateien sind i.d.r. NICHT zugelassen damit entfallen fast alle bekannten Simulatoren, da diese nicht im Sourcecode, sondern als Binaries vorliegen ggf. können bei intensiven Verhandlungen mit Cloud-Anbietern auch geprüfte Simulatoren als Binaries angeboten werden Option B: Einrichtung einer Private Cloud mit Binaries (effektiv?) b) Verfügbare, alternative Lösungen auf Public Cloud: auf Scriptbasis oder Zwischencode operierenden Simulatoren : Java-basierte Simulatoren.NET basierte Simulatoren PHP und Python u.a. (je nach Cloud) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 16 8

9 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure Allgemeine Charakteristika : starke Anlehnung auf bekannte Microsoft-Technologien Windows Server 2008 R2 als Serverbasis Visual Studio 2010 als Entwicklungsplattform damit ALLE VS-Sprachen der.net-familie als Basis für Applikationen (C#, Visual Basic, ASP.NET, etc) Erste Einsatzerfahrungen Schneller Einstieg durch gute Dokumentationen und Beispiele mittelmäßige Managementumgebung : intuitiv bedienbar, aber relativ langsam und nicht sehr komfortabel, kein Single-Site- Login zum Einblick in die Vertrags- und Rechnungsdaten unterdurchschnittliche Leistungswerte der einfachen Serveroptionen, vergleichbar mit ca. 1,6 Ghz PC! Schlechtes Bezahlmodell : Berechnung auch im Standby-Modus Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 17 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure II Softwaremodule: Abb. - Quelle: Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 18 9

10 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure II Bereitstellung und Upload DIREKT aus VS 2010 Abb.: Bereitstellung und Upload DIREKT aus VS 2010 Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 19 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure III Managementconsole Host -Status Host Webinterface Screendump as MS Visual Studio Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 20 10

11 Test : Google App Engine Allgemeine Charakteristika : : starke Orientierung auf freie Tools uf Google-Technologien unterstützt Java, Python, PHP und GO Erste Einsatzerfahrungen sehr schneller Einstieg durch gute Dokumentationen und Beispiele mittelmäßige Managementumgebung : intuitiv bedienbar, graphische Darstellung der Werte, teilweise sehr verzögert sehr schneller Upload der App durch Eclipse-Plugin (In 2011 tw. noch unterschiedliche Leistungswerte, da manchmal 200ms, teilweise aber auch 4fache Zeit Performance sehr unterschiedlich ) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 21 Test : Google App Engine Aktuelle Preise (2015 / 01) : auf Google-Technologien Service Kostenloses Kontingent pro App pro Tag Preise bei Überschreitung des kostenlosen Kontingents Instanzen 28 Instanzstunden 0,05 $/Instanz/Stunde Cloud Datastore (NoSQL-Datenbank) (Lesen/Schreiben/geringer Umfang) 1 GB Speicher 0,06 $/ (Lesen oder Schreiben) Kleine Operationen kostenlos* 0,18 $/GB/Monat Ausgehender Netzwerkverkehr 1 GB 0,12 $/GB Eingehender Netzwerkverkehr 1 GB Kostenlos Cloud Storage 5 GB 0,026 $/GB/Monat Memcache Suchen Kostenlose Nutzung des freigegebenen Pools Kein kostenloses Kontingent für den dedizierten Pool Basisoperationen 0,01 GB Dokumentindexierung 0,25 GB Dokumentenspeicherung 100 Suchanfragen Kostenlose Nutzung des freigegebenen Pools Dedizierter Pool: 0,06 $/GB/Stunde 0,50 $/ Suchanfragen 2,00 $/GB Dokumentindexierung 0,18 $/GB/Monat Speicherung API 100 Empfänger Vertrieb kontaktieren Logs API 100 MB 0,12 $ pro GB Aufgaben-Warteschlange und Protokollspeicherung 5 GB 1 GB 0,026 $/GB/Monat Virtuelle IP-Adressen (SSL) Kein kostenloses Kontingent 39,00 $/virtuelle IP-Adresse pro Monat Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 22 11

12 Test : Amazon Elastic Compute Cloud Allgemeine Charakteristika : : starke Orientierung auf das Amazon-Shop-Geschäft Linux und Windows-basiert, (und Amazon-eigenes Betriebssystem) Unterstützt v.a..net, Java, aber auch Ruby, Python Erste Einsatzerfahrungen sehr umfangreich, da keine Funktionseinschränkungen und komplettes Amazon Cloud Angebot nutzbar : Amazon Elastic Cloud (variable Rechenleistung) Amazon S3 Simple Storage Service AWS Lambda on Demand Verarbeitungsservice (nur die reine Laufzeit nach einem Ereignis wird berechnet) Aktuelle Preise für alle Dienste (mit komplexem Rabattsystem unter ) gute Managementumgebung : intuitiv bedienbar, komfortabel, anfangs unübersichtlich, guter Einblick in Vertrags- und Rechnungsdaten Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 23 Vergleich der Kosten Generell gilt: Die aktuellen Preismodelle sind stark im Wandel, teilweise undurchsichtig und schlecht vergleichbar und können sich je nach Konkurrenzsituation schnell ändern (gewisse Unsicherheit und Nachteil gegenüber selbst betriebenen Rechnercluster..) Die Gesamtkosten ergeben sich aus Preis_pro_h * Anzahl_Instanzen * Anzahl_h + Preis_pro_Gigabyte_Datenspeicher * Datenablage + Preis_pro_Gigabyte_Datentraffic * DatenIO + Preis_für_Sonderoptionen Aktuelle Werte sind : Minimal Typisch Maximal Preis_pro_h : $0,095 $0,38 $2,28 Preis_pro_Gbyte: <1Gb free $0,11 / GB Preis_Traffic <1Gb free $0,12/ GB Zum Vergleich : Die reinen Stromkosten für eine eigene Rechnerstunde (Annahme 500 W) liegen bei ca. 0,12 / Stunde! Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 24 12

13 Einsatzerfahrungen zu aktuellen Cloud-Systemen Cloud Computing im Simulationsbereich Prinzipiell sinnvoll aus Sicht von Kosteneinsparungen und zum Abdecken von Lastspitzen (z.b. 20 x Sim / Pause / 100 x Sim ) Die allgemein wachsende Akzeptanz in der IT und im Management ist auch im Simulationsbereich positiv bemerkbar! Technische Probleme und Restriktionen (noch) keine Lauffähigkeit von COTS-Systemen scriptbasierte Simulatoren (.NET / Java) möglich Clouds von MS / Amazon und Google anwendbar, aber optimierunswürdig!i Datenschutz, Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit noch nicht abschliessend geklärt -> Private oder Hybrid Cloud als Lösungsalternative!!? NSA-Affäre ist zumindest in D. /Europa kontraproduktiv! Nach Klärung der offenen technischen Fragen der Sicherheitsprobleme könnten Cloud-Lösungen eine interessante Option für die gesamte IT sein! Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 25 Web 2.0 Schlagwort : Web und weiter nach Web 3.0 Web 4.0? Neue Ausrichtung des Internet in Richtung Benutzergetriebene Entwicklung Begriff geprägt durch Tim O Reilly (-> Verlag ) im Jahr 2004 Web 2.0 setzt sich zusammen aus einer Vielzahl von Konzepten und Technologien <- Bsp. Neues Darstellungs mittel Tagcloud zur Darst. des Web 2.0 selbst Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 26 13

14 Web 2.0 Grundprinzipien Definiert durch O Reilly und Battelle : das Web als generelle Arbeitsplattform anstatt des lokalen Rechners Daten-getriebene Anwendungen (Inhalte sind wichtiger als das Aussehen) Die Vernetzung wird verstärkt durch eine Architektur des Mitwirkens. (Jeder kann mitmachen.) einfache und neue Geschäftsmodelle durch das verteilte, gemeinsame Nutzen von Inhalten und technischen Diensten das Ende des klassischen Softwarelebenszyklus; die Projekte befinden sich immerwährend im Beta-Stadium -> Begriff Software as a service (SaaS) Die Software geht über die Fähigkeiten eines einzelnen Verwendungszwecks hinaus. nicht nur auf die Vorhut der Web-Anwendungen abzielen, sondern auf die breite Masse der Anwendungen Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 27 Web 2.0 die interessantesten Technologien SaaS Software as a Service (früher ASP : Appli.Service Provider ) -> Cloud Basisidee Software auf Mietbasis - alle anfallenden Kosten werden auf eine monatliche Rate umgerechnet, ggf. auch Pay per use (z.b. Stundenweise Bezahlung oder Kostensatz pro FEM-Berechnung ) - Dienstleister übernimmt auch Wartung und Risiko von Hardware-Ausfällen Vorteile : - für Gelegenheitsnutzer sehr viel günstiger als Kauf einer Dauerlizenz - Kurzfristig auch größere Anzahl von Lizenzen nutzbar (Stoßgeschäft) Nachteile: - Netz muß immer vorhanden und performant sein - Hohes Vertrauen in Dienstleister nötig ( Pleite?, Datenschutz?) Kosten Kosten $ Break even point Nutzen Einarbeitung Zeit Traditionell mit Kauf mit SaaS Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 28 14

15 Web 2.0 Long tail und Virales Marketing Long Tail : englisch für langer Schwanz ) Begriff geprägt von Chris Anderson (Chefred. Wired Magazine) Konzept: Nutzung des Internet und Web 2.0 für den Vertrieb (oder auch Beschäftigung allg. ) mit von Nischenprodukten oder exotischen Themen Durch Internetshops kann auch mit selten verkauften Produkten in der Gesamtsumme mehr Umsatz gemacht werden als mit wenigen Bestsellern Basis: Lösung von geografischen und traditionellen Restriktionen (Weltvetrieb mit UPS aus einer Scheune in den Bergen) Auch als politisches Konzept : Demokratisierung der Produktionsmittel (Softwareentw. durch Jedermann, Wikipedia : Lexikon für alle durch alle) Demokratisierung des Vertriebes [Bearbeiten] Virales Marketing : neue Werbung mittels Mund-zu-Mund-Propaganda im Web (gewisse Ähnlichkeit mit alten Kettenbriefsystemen ohne Bezahlzwang) auch für politische Themen und Kampagnen setzt einen guten Mix aus gutem Inhalt und cleverer Unterhaltung Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 29 Web Squared -> Das Internet der Dinge Review des Web Ansatzes durch O Reilly und Battelle im Artikel Web Squared: Web 2.0 Five Years On 2009 (Quelle: Zitat: 'web squared' is defined as "web meets world. Grundlegende Ideen und Änderungen im Vergleich zum Web 2.0: - nun wirklich Implementierung des Internets der Dinge (IoT) - Begriff seit Ende der 90 er Jahre in der Diskussion - Ausweitung der Kommunikation und Web-Verknüpfungen über das Internet der Computer hinaus - Statt großer PC wird die IT (Intelligenz) in die Gegenstände selbst integriert - Prägung des neuen Begriffes "collective intelligence "collective intelligence applications are no longer being driven solely by humans typing on keyboards but, increasingly, by sensors. (Quelle: Web Squared-Artikel siehe oben) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 30 15

16 Das Internet der Dinge Objekte des realen Lebens werden in das Web integriert : - zuerst unter Nutzung von RFID-Techniken zur Identifizierung von Gegenständen - nun zusätzlich zum manuellen Erfassen durch die User und zum RFID-Ansatz starke Integration verschiedenster Sensordaten auf der Basis mobiler Geräte (Smartphones und Tabletts) Zunehmend auch Nutzung verschiedenster Technologien zur Erkennung der Objekte durch Bild- oder Mustererkennung Audio-/ Spracherkennung ( Musikerkennung, z.b. Steuerung der neuen Amazon-Firebox) Geografisch benachbarte Inhalte oder Meldungen (wie bei Twitter) durch Auswertung der Geodaten Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 31 Das Internet der Dinge - Webserver überall Integration kompletter Webserver in technische Geräte: - bereits Angebot an Miniatur-Rechnern mit integriertem Webserver (vgl. XPORT-Netzwerkadapter der Fa. Lantronix ) - Anschluss über Ethernet oder auch WLAN - mit integrierten Mikrocontroller (incl. 512 Kb Flash und 256 Kb SRAM) mit externen Anschlüssen zur Kopplung an externe Geräte, Real Time OS (RTOS) - mit 256 bit AES Verschlüsselung - Vorbereitete Webmasken zur Steuerung von externen Geräten Anwendungen (meist auf Python-Basis) - Preis ca $ (bei größeren Stkz. Billiger) Mögliche Anwendungen - Steuerung und Überwachung von technischen Geräten über das Internet (Kühlschränke, Waschmaschinen, Multimediageräte etc.) und? Ihr Job? Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 32 16

17 Das Internet der Dinge für die Logistik - Ersatz der bisherigen, unflexiblen Technik durch eine Vielzahl kleiner autonomer Fahrzeuge, welche sich in Analogie zum Routing im Internet OHNE zentrale Steuerung und Vorausplanung bewegen - Im Beispiel der Fraunhoferinstitutes IML Dortmund eigenständige Koordinierung untereinander zur freien Fahrt ohne Leitlinien o.ä (-> Schwarmintelligenz) - Die Transportleistung des Gesamtsystems lässt sich mit der Anzahl der Fahrzeuge anpassen. - Quelle und Details unter: Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 33 Das Internet der Dinge - Aktueller Stand und Kritk Aktueller Überblick unter Einige kritische Diskussionspunkte und Ideen : - Single-Chip-Kameras können extrem billig produziert werden (-> auch unsichtbare Integration in Gehäuse oder Verpackungen -> Datenschutz / Privacy?) - Der Datenschutz und die Netzwerksicherheit werden generell ein sehr großes Problem werden, da Sensordaten auch unerkannt erhoben und weitergegeben werden können. - Auch die Updatepolitik großer Gerätehersteller (Einstellung der Updates nach 24 Monaten) ist als sehr kritisch zu betrachten (-> Kauf neuer Geräte, um sicher zu bleiben -> auch als neues Geschäftsmodell?? ) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 34 17

18 Entwicklung in Richtung Industrie 4.0 Ausgehend vom IoT entwickelt sich im Industriellen Bereich das Konzept Industrie 4.0 : Begriff kommt (endlich wieder einmal) aus dem deutschen Raum erstmalig geprägt auf der Hannover-Messe 2011 Basis sind die sehr guten Erfahrungen im Aufbau komplexer Produktionssysteme danach intensive Arbeit in einem Arbeitskreises Industrie 4.0 unter Vorsitz von Siegfried Dais (Robert Bosch GmbH) und Henning Kagermann (acatech) Übergabe von Umsetzungsempfehlungen an die Bundesregierung auf der Hannover-Messe 2013 Einrichtung eines Arbeitsplattform der 3 Branchenverbänden Bitkom, VDMA und ZVEI -> Industrie 4.0 ist eines von 10 Zukunftsprojekten im Aktionsplan zur High-Tech-Strategie der deutschen Bundesregierung (-> Fördermittel -> bis zu 200 Mio - ) Aktuell werden die deutschen Konzepte und erste Einsatzerfahrungen zur Industrie 4.0 weltweit stark nachgefragt. Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 35 Von der Industrie 1.0 zur Industrie 4.0 Die industriellen Revolutionen im Überblick Quelle Prof. Zühlke DFKI Kaiserslautern Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 36 18

19 Industrie 4.0 Grundkonzept(e) digitale Veredelung von Produktionsanlagen und industriellen Erzeugnissen bis hin zu Alltagsprodukten mit integrierten Speicher- und Kommunikationsfähigkeiten, Funksensoren, eingebetteten Aktuatoren und intelligenten Softwaresystemen Dies bildet eine Brücke zwischen virtueller ("cyber space") und realer Welt => neuer Begriff Cyber physical systems (als Weiterführung des IoT) Führt zu einem Paradigmenwechsel in der Industrie: das entstehende Produkt übernimmt erstmals eine aktive Rolle : Nicht eine zentrale Steuerung, sondern quasi der Rohling für ein Produkt "sagt", wie er in den einzelnen Fertigungsschritten bearbeitet werden muss. Das entstehende Produkt steuert somit den Produktionsprozess selbst, überwacht über die eingebettete Sensorik die relevanten Umgebungsparameter und löst bei Störungen entsprechende Gegenmaßnahmen aus es wird gleichzeitig zum Beobachter und zum Akteur. Quelle: Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution Autoren Henning Kagermann Wolf-Dieter Lukas - VDI Nachrichten 1. April 2011 Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 37 Neuer Begriff Prinzipielle Industrie 4.0 Vorteile zusätzliche vertikale Vernetzung der eingebetteter Systeme (Produkte) mit betriebswirtschaftlicher Anwendungssoftware erlaubt : optimale Ressourcennutzung (Maschinen / Material) in allen Prozessphasen, dadurch erhebliche Rationalisierungs- und Optimierungspotentiale in Logistik und Produktion. kürzeste Reaktionszeiten bei Störungen durch lokale Autonomie (im Gegensatz zu zentralen Störungserfassungen) aktive digitaler Produktgedächtnisse, die direkt in der Produktions- und Logistikkette installiert sind (entspr. Industrieprojekte) und ohne die sonst übliche Informationsverdichtung bessere Berücksichtigung von Fragen der Energienutzung (Produktion in Abhängigkeit vom Strompreis steuern) -> "grüne Produktion" neue Dienstleistungen -> "Internet der Dienste durch Smart Products und Smart Services In Anlehnung an Kagermann [vgl. vorherige Folie] Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 38 19

20 Prinzipielle Industrie 4.0 Architektur In der höchsten Ebene werden sich unter Anwendung aller bekannten Kommunikationstechnologien und Cloud-Lösungen entsprechende komplexe intelligente (smarte) Systeme entwickeln (vgl. Grafik). Fraunhofer IOSB-INA Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 39 Prinzipielle Industrie 4.0 Beispiele Zühlke DFKI Kaiserslautern Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 40 20

21 Prinzipielle Industrie 4.0 Ziele und Vorteile Zühlke DFKI Kaiserslautern Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 41 Herausforderungen und Chancen durch Industrie 4.0 Für SIE relevante Chancen : Die gesamte Kommunikation wird auch in der Industrie auf Ethernet und letztlich die Internet-Protokolle TCP/IP und UDP umgestellt. Zwar mit anderer Hardware (Stecker) aber gleichen Basis-Protokollrahmen bzw. auf Ethernet aufbauende Protokolle (EtherCAT) mit Zykluszeiten unter 1 ms für schnelle Steuerungsanwendungen vgl. Damit können zukünftig alle betrachteten Internettechnologien auch im industriellen Bereich von den Produkten (Antwort auf IP-Pakete?) über die Maschinen (GUI s und Überwachung) bis hin zu den Produktionssteuerungen eingesetzt werden. Sie können in ALLEN Bereichen mitbestimmen: Die C-Syntax ist die Basis für PHP, Java und JavaSscript und wird in den Basis-Steuergeräten noch lange eingesetzt werden! Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 42 21