Anforderungen und Herausforderungen bei einem Industrie 4.0-Projekt

Bei immer mehr Projekten wird auf ein Webbasiertes Interface gesetzt. Trotzdem herrscht vielerorts Skepsis gegenüber Web Applikationen. Web Applikationen seien langsam, instabil und stark vom Browser abhängig. Ein grosser Teil der Skepsis kommt noch aus der Anfangszeit von Webbasierten Anwendungen. Mit aktuellen Web Technologien wurden viele dieser Nachteile behoben.

Desktop und Web Applikationen haben beide ihre Daseinsberechtigung, jedoch sollte der Entscheid nicht leichtfertig gefällt werden. Es ist wichtig, ein Anforderungsprofil der Applikation zu erstellen und für jede Anforderung pro und kontra einer Web- und Desktop-Implementierung aufzustellen.

Checkliste: Desktop oder Web

Vor einigen Jahren musste M&F diese Entscheidung für eine Maschinensteuerung von Ionplus fällen. Um eine sinnvolle Entscheidung zwischen Web vs. Desktop Applikation zu treffen, hat das M&F Team eine Checkliste erstellt. Diese Checkliste zeigt die Anforderungen einer Industrie 4.0-Applikation und wägt jeweils die Eignung einer Web oder Desktop Implementation ab.

Einige dieser Anforderungen waren:

"Echtzeit-Anzeige" der Messwerte
Desktop Anwendungen sind in der Regel schneller als Web Applikationen. Deswegen gewinnt hier die Desktop Implementation. Trotzdem lässt sich mit Websockets eine «Echtzeit-Anzeige» einbauen (Antwortzeiten 100 ms). Bei diesem Projekt: gut genug für den Kunden.

Die Möglichkeit, die Applikation über ein Tablet/Mobiltelefon zu steuern
Hier gewinnt klar die Web Implementation. Web Applikationen sind automatisch Plattform-unabhängig und können ohne grossen Aufwand auch auf mobilen Geräten dargestellt werden.

Es werden keine komplexe 2D/3D Grafiken und Animationen benötigt
Im Moment ist es immer noch schwierig, aufwendige 2D/3D Grafiken im Web performant darzustellen. Da dies aber im aktuellen Projekt keine Anforderung der Applikation ist, spricht es nicht gegen eine Web Implementation.

Aufgrund diesen und anderen Betrachtungen entschied sich das M&F Team bei der Maschinensteuerung von Ionplus für eine Web Implementation. Die vollständige Checkliste können Sie sich hier anschauen:

Falls Sie diese Checkliste auch für Ihr Projekt nutzen möchten oder Fragen dazu haben, schreiben Sie bitte ein E-Mail an Reto Bättig.

Konkrete Erfahrungen und Zukunft mit Webtechnologien

Der Trend geht in Richtung Web Applikationen. Schon jetzt gibt es weit verbreitete Applikationen, die mit Webtechnologien erstellt wurden, siehe Visual Studio Code (populärstes development environment) oder Slack. Ausserdem versprechen neue Entwicklungen wie WebAssembly, dass in Zukunft auch rechenintensive Applikationen im Browser ermöglicht werden. Ein Beispiel dazu ist Web AutoCAD.

Bei M&F wurden bezüglich den eingangs genannten Vorurteilen folgende Erfahrungen gemacht:

Die Geschwindigkeit und eine kurze Round-Trip-Time war für Ionplus ein wichtiges Entscheidungskriterium.
Der Vergleich eines Prototypen mit Angular vs. C#/WPF ergab folgendes:

• Angular war schneller als WPF!
• Angular war schneller als ein Analog-Messgerät (Zeigerträgheit)
• 100ms Round-Trip waren problemlos möglich

Die Stabilität von Web-Applikationen ist nicht perfekt, aber gut genug, um damit zu arbeiten. Das, was stabil laufen muss, befindet sich normalerweise im Backend, sodass das Frontend jederzeit neu geladen werden kann, ohne den Zustand der Maschine zu beeinflussen. Die Stabilität des GUI's beeinflusst also die Stabilität des Gesamtsystems nicht. Die Stabilitätsprobleme sind normalerweise keine Browser-Probleme, sondern Programmierfehler, wie sie auch bei Desktop-Applikationen vorkommen.

Die Browserabhängigkeiten gibt es, jedoch wurde dieses Problem in den letzten Jahren stark entschärft. Einerseits haben sich die Hersteller einander stark angenähert, andererseits übernehmen moderne Frameworks Teile der Browserabhängigkeiten automatisch. Im industriellen Umfeld ist das Problem noch einmal entschärft, da der Hersteller oft die Bedienkonsole mitliefert oder den Browser spezifizieren kann, auf welchem das System garantiert läuft.