InterSystems IRIS Data Platform voor IoT-toepassingen

Elke dag worden machines, onderdelen, containers, meetapparaten, voertuigen en zelfs mensen voorzien van met internet verbonden sensoren die informatie doorgeven, instructies ontvangen en zelfs actie ondernemen op basis van de informatie die ze ontvangen. Momenteel zijn er wereldwijd meer dan 9 miljard verbonden apparaten, en dat aantal groeit snel. McKinsey voorspelt dat de totale economische impact van het Internet of Things (IoT) tegen 2025 jaarlijks tussen 3,9 en 11,1 biljoen dollar zal bedragen. Het potentieel voor organisaties die effectief kunnen inspelen op de mogelijkheden van IoT is enorm.

Traditionele datamanagementtechnologieën en -platforms zijn niet toegerust voor de unieke vereisten die IoT-toepassingen met zich meebrengen, zoals de hoge doorvoer en de schaal. Deze toepassingen moeten vaak grote hoeveelheden gestructureerde en ongestructureerde data opnemen, verwerken en opslaan die continu en in zeer hoog tempo door apparaten wordt gegenereerd, en in realtime intelligente programmatische acties uitvoeren.

Een slimme energiemeter in een kleine tot middelgrote stad moet meer dan 10.000 gebeurtenissen per seconde en meer dan 1 miljard gebeurtenissen per dag verwerken. De meeste traditionele datamanagementtechnologieën zijn niet geschikt voor dergelijke use cases.

IoT-toepassingen vereisen een dataplatform dat overweg kan met de hoge doorvoer en de schaal van IoT-toepassingen.

De IoT-revolutie biedt organisaties ongekende mogelijkheden om hun bedrijf te transformeren, nieuwe diensten te leveren, de omzet te verhogen, de kosten te verlagen en hun klanten blij te maken. McKinsey schat dat de totale economische impact van het Internet of Things (IoT) tegen 2025 jaarlijks tussen 3,9 en 11,1 biljoen dollar zal bedragen.

De zakelijke kansen voor aanbieders van applicaties die aan de IoT-wensen van hun klanten kunnen voldoen, zijn al even groot. Deskundigen voorspellen dat de totale jaaromzet van aanbieders van IoT-technologie en -applicaties tegen 2025 zal oplopen tot 1,75 biljoen dollar. Alleen al in de zorg zullen aanbieders van IoT-technologie tegen 2020 naar verwachting jaarlijks meer dan 100 miljard dollar binnenhalen.

Het aantal en het soort implementaties en use cases zal de komende jaren naar verwachting drastisch toenemen naarmate meer organisaties IoT-projecten opzetten en er nieuwe toepassingen van de technologie worden bedacht en geïmplementeerd.

IoT-initiatieven leveren in veel sectoren al meetbare zakelijke waarde op:

Een doorsnee zorgorganisatie kan data ontvangen van honderdduizenden apparaten, waaronder patiëntbewakingsapparatuur. IoT-toepassingen in de zorg verbeteren de uitkomsten voor patiënten en leveren operationele verbeteringen op voor organisaties. Zo kan preventief onderhoud bijvoorbeeld worden vervangen door voorspellend onderhoud op basis van historische analyses en realtime metingen. Dit kan de uitvalpercentages van kritieke apparaten tot een minimum beperken, waardoor de benuttingsgraad van apparaten en machines wordt verbeterd en verliezen worden beperkt.

In de transportsector zijn IoT-implementaties al aan de orde van de dag en sommige analisten voorspellen dat de totale economische impact van IoT in deze sector tegen 2025 richting 1 biljoen dollar zal gaan. Met IoT-toepassingen kunnen organisaties het vlootbeheer optimaliseren om vertragingen tot een minimum te beperken, de brandstofefficiëntie te optimaliseren, zendingen continu in realtime te volgen, het aantal ongevallen te verminderen, realtime diagnostische en corrigerende acties uit te voeren, voorspellend (in plaats van preventief) onderhoud mogelijk te maken en de benuttingsgraad van containers en andere mobiele activa te optimaliseren. Zo is er bijvoorbeeld een bedrijf dat voertuiggebaseerde telematica gebruikt om het aantal ongevallen in het internationale vrachtwagenverkeer met 87% te verminderen. En de op een na grootste rederij ter wereld maakt gebruik van IoT om scheepsroutes te optimaliseren en haar klanten in staat te stellen hun vracht over de hele wereld in realtime te volgen. Dit zorgt voor lagere kosten en een betere klantenservice.

Retailorganisaties maken gebruik van IoT om realtime voorraadbeheer en traceerbaarheid mogelijk te maken, slimme just-in-timeaanbiedingen en -promoties te genereren, de productplaatsing te optimaliseren en dynamische prijszetting mogelijk te maken.

De publieke sector en energiebedrijven gebruiken slimme meters en netwerken om vraag en aanbod op energiegebied in evenwicht te brengen, realtime prijszetting toe te passen, storingen te signaleren en te verhelpen, en kostenbesparingen voor de klant te realiseren door verbonden apparaten programmatisch aan te passen en ze in of uit te schakelen op basis van realtime omstandigheden.

In de olie- en gasindustrie bewaken tienduizenden sensoren op offshore-olieplatforms bedrijfsparameters en de gezondheid van machines en het systeem als geheel.

Fabrieken en werkplaatsen implementeren IoT-toepassingen voor realtime monitoring en om voorspellend onderhoud mogelijk te maken om zo de kosten te verlagen, storingen en downtime tot een minimum te beperken en ongevallen te voorkomen.

Het gebruik van IoT-toepassingen zal in de komende jaren naar verwachting sterk toenemen en er zijn volop kansen voor verdere groei en innovatie op het gebied van IoT. Maar in veel gevallen worden groei en innovatie tegengehouden door beperkingen van de onderliggende technologieën die niet geschikt zijn voor dit soort use cases. In de olie- en gasindustrie wordt bijvoorbeeld slechts één procent van de verzamelde IoT-data gebruikt voor analyse om beslissingen te nemen die de betrouwbaarheid, efficiëntie, processen en workflows kunnen verbeteren. Moderne technologieën die zijn aangepast aan de specifieke eisen van IoT-toepassingen, kunnen organisaties helpen deze uitdagingen het hoofd te bieden.

Hierna onderzoeken we de technische eisen van IoT-toepassingen en beschrijven we de mogelijkheden van het InterSystems IRIS Data Platform™, een zeer compleet, uniform platform voor het ontwikkelen, uitvoeren en onderhouden van geavanceerde IoT-applicaties.

Het InterSystems IRIS Data Platform is een uitgebreid, multi-model, multi-workload dataplatform dat voldoet aan de hoge eisen van IoT-applicaties. Het is een compleet platform waarmee je IoT-applicaties ontwikkelt, uitvoert en onderhoudt in één enkele, consistente, uniforme omgeving. De gedistribueerde architectuur ondersteunt hoge dataopnamesnelheden en enorme datavolumes, en biedt tegelijkertijd de flexibiliteit en duurzaamheid van een transactionele multi-model database van bedrijfsniveau die data van een breed scala aan apparaten in verschillende formaten kan opnemen, verwerken en opslaan. Het platform biedt uitgebreide integratie-, event-verwerkings- en analyticsmogelijkheden, waaronder volledige SQL-ondersteuning en tekstverwerking, bedrijfsprocesorkestratie en een op standaarden gebaseerde ontwikkelomgeving.

De soorten data die IoT-applicaties gebruiken, zijn vaak heterogeen, aangezien ze afkomstig kunnen zijn van allerlei verschillende apparaten met allerlei verschillende functies die zijn geproduceerd door verschillende leveranciers. Het onderliggende dataplatform moet ruwe data in allerlei indelingen kunnen opnemen en verwerken. Veel applicaties vereisen ook dat het dataplatform alle ongelijksoortige brondata bewaart om bijvoorbeeld afwijkingen van normale bereiken op te sporen, downstream ad-hocanalyses mogelijk te maken en naleving van regelgeving te handhaven.

Met InterSystems IRIS kan heel eenvoudig met behulp van elk protocol verbinding worden gemaakt met elk apparaat, zowel om data van apparaten te ontvangen als om data of instructies naar apparaten te sturen. Het platform biedt een scala aan mogelijkheden voor inkomende en uitgaande connectiviteit met elk apparaat of protocol. InterSystems IRIS bevat een ingebouwde adapterbibliotheek die connectiviteit en datatransformaties biedt voor traditionele industriestandaarden, protocollen en technologieën, zoals REST, SOAP, HTTPS en JMS, maar ook nieuwere, IoT-specifieke protocollen, zoals MQTT. InterSystems IRIS maakt het ook mogelijk voor applicatieontwikkelaars om snel aangepaste adapters (en bijbehorende bedrijfslogica) te ontwikkelen voor vrijwel elk apparaat of elke omgeving.

InterSystems IRIS bevat een beproefde transactionele multi-model database van bedrijfsniveau die overweg kan met grote hoeveelheden data en de flexibiliteit biedt om de inkomende data in het meest geschikte formaat op te slaan, zoals:

• Schemavrije documentdatamodellen, die ideaal kunnen zijn voor de opslag van ruwe apparaatdata (temperatuur, snelheden enz.) en de bijbehorende metadata (tijdstempel, apparaat-ID enz.), om maximale flexibiliteit te bieden om downstream ad-hocanalyses uit te voeren op de data;
• Multidimensionale matrices, die kunnen worden opgeslagen met een willekeurig aantal subscripts;
• Relationele datastructuren, voor goed gestructureerde datatypen;
• Objectgeoriënteerde modellen, voor complexe datatypen. De data wordt eenmaal beschreven in één enkel geïntegreerd datawoordenboek en is gelijktijdig beschikbaar via objecttoegang, krachtige SQL en multidimensionale toegang.

IoT-applicaties moeten enorme hoeveelheden data kunnen verwerken die voortdurend door apparaten wordt gegenereerd, soms tot wel honderdduizenden – of miljoenen – berichten of transacties per seconde. Traditionele databases zijn gewoonweg niet geschikt voor zulke enorme dataopnamesnelheden. Op de Nasdaq-beurs worden er gemiddeld nog geen 10 miljoen transacties per dag uitgevoerd, terwijl een doorsnee slimme energiemeter in een kleine tot middelgrote stad meer dan een miljard transacties per dag moet verwerken.

InterSystems IRIS is ontworpen om de enorme stroom aan inkomende data die gepaard gaat met IoT-omgevingen op een efficiënte en kosteneffectieve manier te verwerken. InterSystems heeft tientallen jaren besteed aan het optimaliseren van de prestaties en schaalbaarheid van zijn technologie om te voldoen aan de strenge eisen en service-level agreements van zijn klanten.

Het Europees Ruimteagentschap gebruikt de technologie van InterSystems bijvoorbeeld om zeer grote hoeveelheden satellietdata met zeer hoge opnamesnelheden te verwerken. De applicatie draait op één 8-core 64-bits Intel-processor en verwerkt en bewaart vijf miljard discrete Java-objecten van zo'n 600 bytes per stuk in 12 uur en 18 minuten, met een gemiddelde invoegsnelheid van 112.000 objecten per seconde.

InterSystems IRIS ondersteunt hoge niveaus van gelijktijdige toegang en zeer grote datavolumes. Horizontale schaalbaarheid is beschikbaar voor zowel on-premise- als cloudinstallaties voor flexibele implementatiemogelijkheden. Horizontale schaalbaarheid, waarbij data tussen nodes wordt gedeeld, is mogelijk via een sterk geoptimaliseerd caching-protocol dat het delen van data tussen nodes mogelijk maakt met behoud van transactiefunctionaliteit en -integriteit.

Het onderliggende technologieplatform moet geschikt zijn voor allerlei analytische bewerkingen van de volledige, niet-samengevatte historische data, en moet analisten en datawetenschappers in staat stellen correlaties te vinden tussen de data van de apparatuur en externe datasets. Hierdoor kan de informatie uit de analyses worden opgenomen in realtime programmatische workflows om realtime bedrijfsprocessen en kritieke just-in-time acties uit te voeren.

Daarnaast heeft onderzoek uitgewezen dat 40% tot 60% van de zakelijke waarde van IoT-applicaties afhangt van de interoperabiliteit tussen verschillende IoT-applicaties en -systemen. Het realiseren van deze waarde vereist sterke samengestelde applicatiefuncties en integratiemogelijkheden om data uit de verschillende bronnen te combineren en te correleren om de potentiële inzichten die verborgen liggen in ongelijksoortige datasets te ontsluiten.

InterSystems IRIS biedt functionaliteit voor het ontwikkelen en uitvoeren van query's en ad-hocanalyses op de gestructureerde en ongestructureerde data in de database en biedt consistente, uniforme toegang tot de data, ongeacht het objecttype. De query-prestaties op complexe objectdatastructuren zijn extreem snel, doorgaans veel sneller dan enkel relationele databases. Naast de inherente prestatievoordelen van de multi-model database zorgt de bitmapindexeringstechnologie voor nog snellere query-prestaties op realtime data.

Analisten en datawetenschappers kunnen een breed scala aan analyticstools inzetten, waaronder voorspellende modellering, machine learning en Apache Spark, om patronen, trends en correlaties in de datasets te vinden. De resulterende inzichten of algoritmen kunnen met behulp van de grafische modelleeromgeving in de realtime bedrijfsprocessen worden opgenomen om een proces of actie in gang te zetten wanneer aan specifieke criteria is voldaan. InterSystems IRIS biedt uitgebreide mogelijkheden voor het creëren en beheren van realtime programmatische processen die dicht bij de data worden uitgevoerd, in dezelfde engine als de database, voor de snelste prestaties.

Bovendien kunnen patronen en anomalieën in de data in realtime worden gedetecteerd, en als reactie daarop kunnen programmatische corrigerende acties, processen en waarschuwingen worden geïnitieerd.

De belangrijkste mogelijkheden omvatten:

• messaging en verwerking van gebeurtenissen;
• een bedrijfsregelengine met een grafische modelleeromgeving;
• orkestratie en beheer van bedrijfsprocessen;
• een aanpasbare workflowengine die geautomatiseerde en menselijke workflows ondersteunt;
• ontwikkeling van samengestelde applicaties voor gebruik (en hergebruik) binnen InterSystems-applicaties en met externe applicaties;
• monitoring van bedrijfsactiviteiten, inclusief grafische dashboards en waarschuwingen;
• realtime business intelligence, met creatie van datamodellen via slepen en neerzetten, realtime dashboards en de mogelijkheid om in realtime te reageren op informatie in transactionele applicaties;
• end-to-end beheer, inclusief realtime inzicht in bedrijfsprocessen en systeemprestaties.

Het technologieplatform moet agile en ontwikkelaarvriendelijk zijn, zodat organisaties snel nieuwe applicaties kunnen ontwikkelen en implementeren en ze eenvoudig kunnen itereren als de eisen en zakelijke eisen veranderen.

InterSystems IRIS biedt één uniforme omgeving voor het ontwikkelen, uitvoeren en onderhouden van IoT-applicaties. Zo elimineert het platform de tijd en inspanningen die nodig zijn om meerdere ongelijksoortige tools, producten en opensource-projecten te leren kennen, gebruiken en integreren.

Het platform biedt ook een plug-in voor de populaire geïntegreerde ontwikkelomgeving Eclipse, waardoor een snelle en open ontwikkeling van IoT-applicaties mogelijk wordt.

Tot slot biedt InterSystems IRIS flexibele implementatieopties met ondersteuning voor zowel cloud- als on-premise-implementaties.

Bij veel IoT-toepassingen — zoals het bewaken en besturen van apparaten in voertuigen, schepen, fabrieken of verkeerssystemen — kan uitval of downtime ernstige gevolgen hebben. InterSystems-technologie heeft zich bewezen en is succesvol in missiekritische omgevingen, met een hoge beschikbaarheid en minimale downtime.

Navantia, een toonaangevende militaire scheepsbouwer in Spanje, onderscheidt zich door de ontwikkeling en invoering van scheepsmanagementsystemen van de volgende generatie, een geïntegreerd platformmanagementsysteem (IPMS). Een belangrijk onderdeel van het IPMS is een IoT-softwareapplicatie, COMPLEX, die het bedrijf in samenwerking met Arisnova heeft ontwikkeld met behulp van InterSystems-technologie. COMPLEX integreert standaardfuncties, zoals scheepscontrole en -toezicht, met geavanceerde functies, zoals schadebeperking, onderhoud en training aan boord.

Navantia koos voor InterSystems als alternatief voor traditionele relationele databases en SCADA-systemen omdat het complexere datamodellen, flexibelere architecturen en hogere prestatieniveaus biedt voor een IPMS dat een grote verscheidenheid aan sensoren, scheepsapparatuur, systeemrelaties, procesworkflows en soorten informatie (statisch, dynamisch, realtime, actief en historisch) moet kunnen verwerken.

COMPLEX is gebouwd op InterSystems-technologie en beheert 65.000 verschillende signalen. Navantia heeft de ontwikkeltijd voor aanvullende IPMS-projecten met 80% teruggebracht dankzij krachtige mogelijkheden voor hergebruik van applicaties.

Vermoeidheid is een belangrijke oorzaak van arbeidsongevallen, vooral in het wegtransport en de mijnbouw. Volgens cijfers van de Australische regering houdt meer dan de helft van de grote verzekeringsclaims bij auto-ongelukken verband met vermoeidheid en houdt bijna twee derde van de ongevallen met vrachtwagens in de bovengrondse mijnbouw rechtstreeks verband met vermoeidheid van de bestuurder.

OptAlert, een wereldleider op het gebied van vermoeidheidsmanagementtechnologie, maakt gebruik van de technologie van InterSystems om het aantal ongevallen met commerciële vrachtwagens te verminderen door de ooglid- en oogbewegingen van bestuurders te monitoren. Een belangrijke uitdaging waarmee het bedrijf bij de ontwikkeling van de applicatie werd geconfronteerd, was de hoeveelheid verzamelde data. Voor de registratie van ruwe data over oogbewegingen en andere gebeurtenissen, zoals het in- of uitschakelen van de motor van het voertuig, is ongeveer 2 MB opslagruimte per gebruiker per uur nodig. Dit zal naar verwachting meer worden naarmate er meer informatie wordt geregistreerd, zoals de temperatuur in de cabine of de hoogte. Met live datafeeds van en naar voertuigen kan de toepassing realtime waarschuwingen genereren wanneer een bestuurder vermoeid dreigt te raken.

InterSystems-technologie voldoet aan de huidige vereisten en schaal en OptAlert heeft er alle vertrouwen in dat het de toenemende dataopname- en opslagvereisten aan zal kunnen naarmate het bedrijf de applicatie verder ontwikkelt en uitbreidt.

Het Internet of Things biedt organisaties ongekende mogelijkheden om hun bedrijf te transformeren. Traditionele datamanagementtechnologieën en -platforms zijn echter niet toegerust voor de unieke vereisten die dit soort toepassingen met zich meebrengen, zoals de hoge doorvoer en de schaal.

InterSystems IRIS is een uitgebreid, multi-model dataplatform dat ideaal is voor IoT-applicaties. Het is een compleet platform dat cruciale mogelijkheden biedt voor het ontwikkelen, uitvoeren en onderhouden van high-performance IoT-applicaties in één enkele, consistente, uniforme omgeving. De gedistribueerde architectuur ondersteunt hoge dataopnamesnelheden en enorme datavolumes en biedt tegelijkertijd de flexibiliteit en duurzaamheid van een transactionele multi-model database van bedrijfsniveau die data van een breed scala aan apparaten in verschillende formaten kan opnemen, verwerken en opslaan. Het platform biedt uitgebreide integratie-, event-verwerkings- en analyticsmogelijkheden, waaronder volledige SQL-ondersteuning en tekstverwerking, bedrijfsprocesorkestratie en een op standaarden gebaseerde ontwikkelomgeving.

InterSystems is de motor achter 's werelds belangrijkste applicaties. In de zorg, de financiële sector, het overheidswezen en andere sectoren waar levens en financiële middelen op het spel staan, is InterSystems de drijvende kracht achter alles wat belangrijk is. InterSystems, opgericht in 1978, is een particulier bedrijf met zijn hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts (VS), en vestigingen over de hele wereld. Zijn softwareproducten worden dagelijks gebruikt door miljoenen mensen in meer dan tachtig landen.

Ga voor meer informatie naar InterSystems.com/IRIS.

---

^{Bronnen: "The Internet of Things: Mapping the Value Beyond the Hype”, McKinsey Global Institute, juni 2015, geraadpleegd op 16 oktober 2016,
“The Internet of Things”, McKinsey
TJ McCue, “$117 Billion Market for Internet of Things in Healthcare by 2020”, Forbes, 22 april 2015,
“European Space Agency Chooses InterSystems Caché Database for Gaia Mission to Map Milky Way”, InterSystems Corporation}