ERP- und IoT-Syteme
Die SAP-Industrielösung für Versorgungsunternehmen (IS-U) ist ein Abrechnungssystem für die Energiewirtschaft und basiert auf dem Enterprise Resource Planning-System der SAP. Aus seiner Funktion als Abrechnungssystem für Zählerstände und Energiemengen bietet es eine Vielzahl an Schnittstellen und Lösungen von Drittanbietern. So ist neben der manuellen Eingabe von Zählerständen eine automatisierte Erfassung, Validierung und Verarbeitung aus Umsystemen und Schnittstellen möglich. Je nach ausgeprägter Marktrolle (Lieferant, Netzbetreiber, Messstellenbetreiber) nutzt ein IS-U dafür typischerweise verschiedene Kommunikationskanäle:
- Ablesungen aus der Zählerfernauslesung
- Ablesungen aus mobiler Datenerfassung
- Ablesungen über Schnittstellen für Dienstleister
- Kundenselbstablesung über Kundenportal
- Ablesungen über Marktkommunikation
- Ablesungen aus intelligenten Messsystemen über ein Smart-Meter-Gateway
Die hierfür genutzten Schnittstellentechniken zur Datenübernahme basieren in der Regel auf Web-Services (SOAP), RFC-Verbindungen oder Datei-Uploads im CSV- oder Excel-Format. Demgegenüber stellt die direkte Übernahme von Zählerdaten und Messwerten aus einem IoT-System eine Herausforderung für ERP-Systeme dar. Dies liegt daran, dass sich das deutlich neuere Internet of Things bei der Kommunikation und dem Umgang mit Daten gänzlich unterschiedlicher Philosophien, Strategien und Technologien bedient, als es das klassische ERP-System macht.
Im Kern ist ein ERP ein in Client-Server-Technologie umgesetztes Transaktions- und Beleg-orientiertes System. Die Daten beschreiben größtenteils Zustände dokumentartiger Objekte, wie Angebote, Bestellungen, Rechnungen, Kostenstellen, Buchungen, Lagerbestände in den unterschiedlichen Bearbeitungsschritten eines Unternehmensprozesses. Das ERP bildet damit die Kernprozesse, die Wertschöpfungsketten und die Finanzströme innerhalb eines Unternehmens ab. Zudem verwaltet es sensible personenbezogene Personal- oder Kundendaten. Entsprechend fürsorglich gehen ERP-Systeme mit diesen Daten um. Der Fokus der Systemarchitektur liegt hier auf der Nachvollziehbarkeit und der Datensicherheit.
In IoT-Systemen tauschen dagegen eine Vielzahl von Geräten untereinander hochfrequente Nachrichten mit Zustandsdaten (Sensor- und Aktordaten) über Publish-/Subscriber-basierte Schnittstellen aus. Diese sind in einigen Anwendungsfällen nicht einmal in einer Datenbank gespeichert, sondern nur unmittelbar über Regelsysteme in Steuersignale umgewandelt worden. Die Systemarchitektur ist im Wesentlichen über ihre Verfügbarkeit und ihren Datendurchsatz definiert.
ERP- und IoT-Systeme sind deshalb jeweils für sich hoch spezialisierte und optimierte Systeme hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Anforderungen bezogen auf Datensicherheit, -wertigkeit, -aufkommen sowie Datenverarbeitung und -speicherung.
Die IoT-ERP-Bridge als Vermittler
Für diese unterschiedlichen Konzepte und Architekturen von ERP- und IoT-Systemen bildet die items IoT-ERP-Bridge eine einfache Form der Kopplung, indem es zu jedem System optimierte Schnittstellen anbietet und als Middleware zwischen diesen Systemen fungiert.
Der Brückenkopf der IoT-ERP-Bridge in Richtung der IoT-Plattform orientiert sich am Nachrichten-orientierten Publish-/Subscriber-Modell der IoT-Welt. Dieser Teil der IoT-ERP-Bridge prüft stetig, ob der MQTT-Message-Broker des IoT-Systems aktuelle Nachrichten mit Zählerständen oder Messwerten anbietet und nimmt diese dann unmittelbar entgegen.
In Richtung der ERP-Welt präsentiert sich die IoT-ERP-Bridge als REST- und OData-Webservice-Provider, der bei Bedarf gezielt angesprochen werden kann. Der Web-Service stellt dann gerätebezogen die Zählerstände oder Messwerte für ein vorgegebenes Messintervall zur Verfügung. Dieses Pull-Prinzip aus Sicht des ERP bietet für dieses System einen hochwertigen Schutz, da keine spontanen Aufrufe von außen in das ERP nötig sind. Das ERP adressiert den Service direkt, wenn es Informationen, z. B. ein Ableseergebnis für eine Rechnungsstellung, benötigt. Über die einfache REST-/OData-API der IoT-ERP-Bridge können aber nicht nur speziell SAP-Systeme, sondern auch Systeme anderer Hersteller angebunden werden.
Abbildung: Anbindung eines ERP-Systems an die digital.hub-IoT-Plattform für LoRaWAN ausgelesene Zähler und Sensoren mittels der IoT-ERP-Bridge
Damit die nötigen Informationen aus den Nachrichten des IoT-Systems in der IoT-ERP-Bridge vorliegen, verfügt diese darüber hinaus über eine eigene Datenbank in der die relevanten Zähler- und Messdaten aus dem IoT-System und Zählerstamm- und Konfigurationsdaten aus dem ERP-System zwischengespeichert werden können. Damit ist die IoT-ERP-Bridge als schlanke Cloud-Lösung eine kostengünstige Alternative gegenüber der direkten Integration und Speicherung der IoT-Nachrichten in beispielsweise einer SAP PI/SAP ERP basierten On-Premise-Lösung. Da das ERP für seine Aufgaben nur wenige ausgewählte Zählerstände für die Abrechnung oder Messbelege benötigt, wäre es aus Betriebskosten- und Performanz Gesichtspunkten unverhältnismäßig, diese Systeme als reine Datenablage (Messdatensystem) für die, um eine vielfach größere Menge an anfallenden Mess- und Zählerstanddaten zu nutzen.
Integrations-Service
Damit Kunden der digital.hub-IoT-Plattform LoRaWAN-ausgelesene Zähler und Sensoren auf einfache Weise und kostengünstig zum Einsatz bringen können, bietet die items GmbH für die Integration der Messdaten verschiedene Dienstleistung an:
Für die Backend-Integration bietet die items vorgefertigte Software-Komponenten an, um Zählerstände und Messwerte einfach in das ERP zu übernehmen und die Verknüpfung von SAP PM-Equipments, SAP IS-U-Geräten oder Geräteinfosätzen vorzunehmen. Für die Weiterverarbeitung der Messwerte im SAP ERP werden für die IS-U-Integration Ableseaufträge und Ablesungen, im SAP PM-Messpunkte und Messbelege genutzt.
Die Nutzung der IoT-ERP-Bridge Middleware bietet die items als Dienstleistung an. So können die verschiedene Endnutzer von der gemeinsamen Infrastruktur profitieren, ohne sich um Weiterentwicklung, Betrieb und Wartung der Infrastruktur kümmern zu müssen.
Die Cloud-Infrastruktur bietet dazu die Möglichkeit, hochaufgelöste Messdaten (z. B. 15-Minuten- oder Stundenwerte) auf einfache Weise mit Stamm- und Bewegungsdaten aus verschiedenen weiteren Quellsystemen zu verschneiden. Die hochaufgelösten Messdaten müssen in dem ERP-Abrechnungs- oder Core-System für dieses Szenario nicht vorliegen, sondern können aus der Cloud konsumiert werden. Dadurch sind neben der Zähler- und Messdatenverarbeitung weitere Integrationsszenarien, wie beispielsweise die Bereitstellung der Daten in einem Kundenportal, die Analyse und Prognose von Verbrauchsverhalten in der SAP Analytics Cloud oder die Umsetzung neuer Produkt- und Energiedienstleistungen für Endkunden auf einfache Weise möglich. Die IoT ERP Bridge der items stellt somit den ersten Baustein zur Integration von IoT Anwendungsfällen in die klassischen Prozesse eines EVUs da. Bei Rückfragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.
Abbildung: Integration der LoRaWAN-Sensor-ID zu einem Equipment und einem Messpunkt im SAP PM. Über den Button „Online-Messdaten abrufen“ können die Messwerte aus IoT-ERP-Bridge angezeigt und konsumiert werden.
Abbildung: Anzeige der Onlinedaten aus der IoT-ERP-Bridge und automatische Erstellung von Messbelegen und PM-Wartungs-Meldungen aus dem Dialog heraus.
