Fog Computing zur Ermöglichung des industriellen Internets der Dinge: Stand der Technik und Forschungsherausforderungen

Die Industrie befindet sich in einer Transformationsphase, die Automatisierung und Datenaustausch in Fertigungstechnologien und -prozessen ermöglicht, und diese Transformation wird als Industrie 4.0 bezeichnet. Anwendungen des industriellen Internets der Dinge (IIoT) erfordern Echtzeitverarbeitung, nahe Speicherung, ultraniedrige Latenz, Zuverlässigkeit und hohe Datenraten, die alle durch eine Fog-Computing-Architektur erfüllt werden können. Mit der erwarteten exponentiellen Zunahme intelligenter Geräte ist die Notwendigkeit einer optimierten Fog-Computing-Architektur und -Protokolle entscheidend. Dabei sind effiziente, intelligente und dezentrale Lösungen erforderlich, um Echtzeitverbindungen, Zuverlässigkeit und umweltfreundliche Kommunikation sicherzustellen. In diesem Papier bieten wir eine umfassende Übersicht über Methoden und Techniken im Fog Computing. Unser Schwerpunkt liegt auf der Fog-Infrastruktur und -Protokollen im Kontext von IIoT-Anwendungen. Dieser Artikel hat zwei Hauptforschungsbereiche: In der ersten Hälfte diskutieren wir die Geschichte der industriellen Revolution, Anwendungsbereiche des IIoT, gefolgt von Schlüsseltechnologien, die als Bausteine für die industrielle Transformation wirken. In der zweiten Hälfte konzentrieren wir uns auf Fog Computing und bieten Lösungen für kritische Herausforderungen sowie als Ermöglicher für IIoT-Anwendungsbereiche. Schließlich werden offene Forschungsherausforderungen diskutiert, um Aspekte des Fog Computings in verschiedenen Bereichen und Technologien zu beleuchten.