Embedded Computer Technologien für die Automatisierung Dynamisierungsfaktor Miniaturisierung

Wesentliche Meilensteine von Seiten der Basistechnologien waren in den letzten Jahren die Multicore-Technologie, eingeführt in 2006, sowie – in 2008 eingeführt – die 45nm Technologie, die mit dem Intel Atom Prozessoren erstmals leistungsfähige und dennoch kompakte, scheckkartengroße Computer auf Basis von x86er Technologie ermöglicht. Das Multicore-Processing ermöglicht im Wesentlichen 2in1-Lösungen (u.a. über Virtualisierung sowie immer schnelleres Kommunikations- und Grafik-Processing). Somit können hochkomplexe 3D Scans mehr und mehr in Echtzeit auch visualisiert werden, was z.B. für die industrielle Bildverarbeitung und damit für die Qualitätskontrolle von Interesse ist. Mit immer kleiner und energieeffizienterer Auslegung von Systemen eröffnen sich hoch interessante Lösungen, die nahezu alle Bereiche des Embedded Computings beeinflussen können, denn eines steht fest: Die Entwicklung eines Intel Atom Z5xx Prozessors oder eines 45nm Intel Core 2 Duo Prozessors ist nicht das Ende der Entwicklung. Sie markiert vielmehr den Anfang einer umfassenden Umstrukturierung bisher möglicher Systemlösungen. Hohes Einsparpotenzial Was gestern noch vergleichsweise groß und komplex ausgelegt war, kann morgen schon deutlich kleiner und einfacher umgesetzt werden, wenn man sich alleine das thermische Design anschaut. Es gibt also neben den vielen neuen Applikationen, die mit den neuen Prozessoren möglich werden, auch ein enormes Potenzial für massive Einsparungen in bestehenden Applikationsfeldern. Davon ausgehend, dass vielleicht 20% neue Applikationen entstehen können, steckt im Feld der bestehenden Applikationen das deutlich größte Innovationsvolumen: Rund 80% aller bestehenden Applikationen können in den nächsten Jahren mit neuer Prozessortechnologie deutlich effizienter und preiswerter werden. Dies hat für Maschinen- und Anlagenbauer sowie Automatisierungsanbieter zur Folge, dass nahezu jedes Design neu aufgesetzt werden kann bzw. aufgesetzt werden muss, das auf x86er Technologie basiert. Denn nur wenn Unternehmen auch die neuen Features wie geringerer Energieverbrauch, höhere Robustheit und kostengünstigeres Systemdesign umsetzen, können sie langfristig im Wettbewerb Bestand haben. Es ist davon auszugehen, dass mit dem Wechsel hin zu neuen Prozessorgenerationen zum Teil auch ein Wechsel des Formfaktors ansteht. Dies wird zunehmend leichter auch durch die Tatsache, dass sich die Applikationssoftware zunehmend von der realen Hardwareplattform abstrahieren lässt. Der Wechsel wird dadurch einfacher. Viele Embedded Computer-Hersteller, die sich auf wenige ausgesuchte Formfaktoren spezialisiert haben, werden dadurch massiv unter Druck geraten, wenn sie es nicht schaffen, den Formfaktor und die Lösung anzubieten, die auf der Gewinnerseite der Veränderungsprozesse stehen. Finanzkraft gewinnt an Bedeutung Die Finanzkraft eines Unternehmens wird in 2009 mit zu einem zusätzlichen wichtigen Wettbewerbs- faktor werden. Finanziell stark aufgestellte Unternehmen wie Kontron mit einer hohen Eigenkapitalquote und einem hohen Cash-Anteil bieten auch langfristig die entsprechende Sicherheit und Innovationskraft für die OEM-Kunden und können die gesamte Breite der Embedded Formfaktoren auf jeweils neuester Technologie anbieten. Rückgänge in dem einen Bereich können mehrfach in den Wachstumsbereichen kompensiert werden und sorgen für ein stabiles Wachstum. Gleichzeitig profitieren Kunden von einer neutralen Beratung bei der Auswahl des passenden Formfaktors oder der geeigneten Systemplattform. Hierzu hat Kontron beispielsweise seit vielen Jahren den Vertrieb von den einzelnen Produkt- entwicklungsteams abgekoppelt, sodass der Vertrieb unabhängig die bestmögliche Lösung für den Kunden anbieten kann. Deutlich häufiger werden seither z.B. auch Mischlösungen umgesetzt wie z.B. VME und CompactPCI in einer Applikation zusammen mit 19-Zoll-Industrieservern, wie beispielsweise bei einem im Feld profibusbasiertem Schienenverkehrssystem, das sowohl in der Prozesssteuerungs- wie in der Kontrollebene mit Kontron IPC ausgerüstet ist. Miniaturisierung sorgt für Dynamik Einher mit der Miniaturisierung und höheren Integration der Chipsätze entsteht auch oftmals der Bedarf nach kundenspezifischen Designs. Dies betrifft die elektronische Seite, denn Miniaturisierung bedeutet nicht nur kleinere, energieeffizientere Bauteile, sondern auch zunehmende Featuredichte. Will man die Interfaces an der richtigen Stelle ausführen, muss man die eingebettete Baugruppe individuell entwickeln – entweder als kundenspezifischen SBC oder mit Computer-on-Modules plus individuellem Carrierboard. Aus diesem Grund werden vermehrt kundenspezifische Design- und Fertigungsdienstleistungen nachgefragt. Kontron bietet diese Design- und Fertigungsservices seit vielen Jahren auf Board- und Systemlevel an. Auf Boardlevel werden sie in drei unterschiedlichen Kategorien umgesetzt: – Zum einen Variationen von Standardbaugrup- pen, bei denen entweder Features hinzuge- nommen werden oder aber bei denen Features weggelassen werden, um das Standardprodukt an die spezifischen Anforderungen anzupassen, und, sofern möglich, bei reduziertem Feature- set in der Serienproduktion günstiger zu werden. – Zum anderen können kundenspezifische Carrierboards für die tausendfach eingesetzten, standardisierten Computer-on-Modules umgesetzt werden. In diesem Bereich hat Kontron umfassendes Know-how für unterschiedlichste Peripherie-Anforderungen für die Automatisierung z.B. nahezu alle denkbaren Feldbus- und Industrial-Ethernet-Anbindungen sowie serielle oder digitale I/O u.v.a.m. – Schlussendlich bietet man auch komplett kun- denspezifische Designs an. Dies ist immer dann von Interesse, wenn eine Baugruppe ganz spezielle Features bekommen soll, die man mit bestehenden Formfaktoren nicht um- setzen kann und bei denen Computer-on- Modules aufgrund technischer Faktoren oder aber aufgrund der extrem hohen Stückzahlen, die ein Abnehmer beziehen will, nicht sinnvoll erscheinen. Kundenspezifische Designs seit Jahren im Angebot Solche Entwicklungs- und Fertigungsdienstleistungen sind bei Kontron seit vielen Jahren üblich, auch wenn das Unternehmen im Wesentlichen als Produktlieferant wahrgenommen wird. So wurde beispielsweise jüngst die Control Station 2 von Märklin fertiggestellt. Ein komplett kundenspezifisches Design, CAN-basiert mit dedizierten Interfaces für die digitale Modelleisenbahnsteuerung. Auch entwickelt Kontron Designs auf Basis des System-on-Chip Prozessors Intel EP80579 Integrated Processor, der für Netzwerkinfrastrukturkomponenten sehr interessant ist. Dieser Prozessor eignet sich auf Boardlevel nicht für Standardprodukte. Für kundenspezifische Designs auf Lösungsebene ist er jedoch sehr interessant. Entwicklungen auf Boardlevel sind jedoch nur ein Teil der kundenspezifischen Entwicklungs- und Fertigungsservices. Auf Systemlevel ist es nämlich nahezu Standard, individuelle Lösungen zu entwickeln. Das ist bei modularen Systemen wie MicroTCA, AdvancedTCA, CompactPCI oder VME selbstredend. Gilt aber auch für Industrieserver (KISS). Panel-PCs, HMI-Clients sowie Hutschienen- und Box-PC. Sie werden je nach Kundenanforderung von der einfachen Anpassung der Gehäuse auf das kundenspezifische \’Corporate-Design\‘ bis hin zu individuellen Systemlösungen umgesetzt, bei denen kaum mehr ein Standardbauteil zum Einsatz kommt. Wichtiges Unterscheidungs­ kriterium für Systeme von Kontron ist dabei die Tatsache, dass bei den Systemen auch immer die CPU-Baugruppe aus eigenem Hause kommt, sodass die volle Systemverantwortung in einer Hand liegt, was sich positiv auf das Life-Cycle-Management auswirkt. Die Grenzen zwischen Standardprodukt und kundenspezifischen Design werden dabei zunehmend fließend, da man versucht, dem kunden- spezifischen Bedarf bereits bei der Entwicklung von Standardprodukten gerecht zu werden. Standardprodukt oder kundenspezifische Lösung? Die neue Concept-Box ist grundsätzlich als kundenspezifisches Design konzipiert: Der Kunde definiert, was er braucht. In 5 Tagen gibt es das CAD-Design. Fünf Wochen später das erste physikalische Muster und weitere 5 Wochen später kann die Serienproduktion beginnen. Darüber hinaus entwickelt und fertigt Kontron auch ganz individuelle Lösungen wie z.B. POS-Terminals und Kiosks, die oft ein ganz individuelles Design haben. Nun kann man letztgenannte Kapazitäten nicht so schnell verdoppeln wie z.B. eine CPU-Board Bestückung. Doch was zunehmend bei großen OEM-Kunden zu beobachten ist, ist der Wunsch, nicht einzelne Komponenten wie z.B. Boards geliefert zu bekommen, sondern applikations- fertige Systembaugruppen, die man schnell und einfach in die kundenspezifische Maschine oder Anlage einbauen kann. Dieser Trend, den man auch aus der Automobilindustrie kennt, wird sich unter dem abzusehenden zunehmenden Kostendruck, der in 2009 entstehen wird, deutlich verstärken. Kunden müssen sich noch mehr auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren. Kostensenker Outsourcing Aufgrund des zunehmenden Kostendrucks ist in diesem Jahr an vielen Stellen Outsourcing angesagt. Dies gilt selbst für die größten Maschinen- und Anlagenbauer sowie Automatisierer im Weltmarkt. Es gibt folglich sowohl wirtschaftliche wie technische Gründe, wodurch kundenspezifische Design- und Fertigungsdienstleistungen deutlicher an Bedeutung gewinnen werden, als dies in der Vergangenheit der Fall war. Auf diese Entwicklung ist Kontron bestens eingestellt und es empfiehlt sich für OEM zunehmend die Komponentenverantwortung für den Embedded IPC in die Hand der Embedded IPC Spezialisten zu legen. Dies gilt sowohl auf Board- wie auf Systemebene und ist vollkommen unabhängig davon, ob es sich um ein Produkt aus Standardkomponenten handelt oder aber ein vollständig individualisiertes Produkt, wie beispielsweise die Control Station von Märklin. Um auch größere kundenspezifische Projekte übernehmen zu können, ohne dass die Ressourcen zu sehr an einzelnen Aufgaben gebunden werden, bedarf es eines schlagkräftigen Teams und einer hohen Arbeitsteilung innerhalb der einzelnen Experten-Disziplinen. Mit über 850 Entwicklern hat Kontron hierfür das weltweit größte R&D-Team im Bereich des Embedded Computings. Die eigene Fertigung in Malaysia für Großserien ermöglicht qualitativ hochwertige und kosteneffiziente Fertigung, ohne dass sich die OEM-Kunden mit der Logistik hierfür befassen müssen. Das Projektmanagement einschließlich Life-Cycle Management erfolgt in Deutschland; ebenso die Integration und Assemblier-Services. Kunden haben somit einen Ansprechpartner vor Ort. Kundenspezifische Embedded Computing Lösungen auf Basis eines starken Standardproduktportfolios ermöglichen wertvolle Time-to-Market und Kostenvorteile für OEM-Kunden gegenüber konventionellen EMS-Anbietern. Nicht nur Entwicklungsdienstleister Deshalb bleibt Kontron natürlich auch weiterhin ein starker Produktlieferant für den Maschinen- und Anlagenbau sowie für die Automatisierung. Denn nur wenn man auf diesem Standbein stark ist, können Kunden in der Partnerschaft mit Kontron einen optimalen Nutzen gegenüber den sogenannten \’Original Design & Manufacturing\‘ (ODM) Anbietern ziehen: Zum einen wird so die Wiederverwertung bestehender Technologie kostengünstig. Zum anderen profitieren die OEM-Kunden von Kontron von ausgereiften Produkten auch im Custom-Design, ohne dafür an jedem Punkt des Pflichtenhefts bezahlen zu müssen. Durch verkürzte Entwicklungszeiten entstehen wertvolle Time-to-Market Vorteile. Beim zunehmend komplexer werdenden OS Support, BSPs und der Middleware – und das sind mit die wichtigsten Kosten- und Wettbewerbsfaktoren – werden die Grundfunktionalitäten bereits über die Standardprodukte finanziert und haben sich in unzähligen Applikationen bereits bewährt. Neben dem verstärkt relevanten individuellen Entwicklungs- und Fertigungsdienstleistungen bleibt folglich weiterhin der Standardproduktentwicklung auf Modul-, Board- und Systemebene ein starker Fokus von Kontron und zur Embedded World wird erneut ein Produktfeuerwerk gezündet. Viele der neuen Vorstellungen dürfen derzeit jedoch noch nicht bekannt gegeben werden. Ein Besuch der Messe lohnt sich folglich, da es hier echte Messeneuheiten geben wird, die man vorher noch nicht gesehen hat. Halle 12 Stand 404