Startseite » Allgemein »

Uneinheitlich von Pro bis Kontra

Experten-Interview zum Entwicklungsstand von Linux
Uneinheitlich von Pro bis Kontra

Anzeige
Welches Linux-Produktspektrum ist aktuell eigentlich verfügbar? Wo bestehen noch technische Nachteile und Entwicklungspotenziale? Diese und andere praxisnahe Fragen zum Einsatz Linux- basierter Systeme beantworten im Rahmen des Trendteils „Industrial Control“ die Experten von B&R, Bachmann, Beckhoff, Festo, Jetter, Kontron, Phoenix Contact und Siemens.

eA: Bieten Sie aktuell Linux-Produkte an und was sind die Gründe für die entsprechende Entscheidung?

Hauser: Kontron registriert seit Längerem die steigende Nachfrage und Verbreitung von Linux und bietet daher seit vielen Jahren für Embedded-Computer-on-Module, Prozessorboards und Embedded-Computer-Systeme neben den Microsoft Board Support Packages (BSP) u.a. auch umfassenden Support für BSPs und deren Integration an. Heute gibt es nur wenige Kontron-Plattformen, die nicht mit Linux betrieben werden können. Unterstützt werden sowohl kommerzielle wie nicht-kommerzielle Linux-Distributionen. Darüber hinaus unterstützen wir unsere Kunden im gesamten Produkt-entstehungsprozess von der ersten Beratung über Workshops bis hin zu Linux-Integrationsservices. Über die gesamte Laufzeit der Systeme werden die entsprechend erforderlichen Upgrades unterstützt.
Hoppe: Beckhoff bietet seit vielen Jahren PC-basierte Steuerungstechnik auf Basis von Microsoft-basierten Betriebssystemen an, weil diese am weitesten im Markt verbreitet sind. In den letzten 20 Jahren und in weit mehr als 150 000 laufenden Maschinen und Anlagen wurde dies erfolgreich eingesetzt. Microsoft stand und steht uns immer als ein an Automatisierungstechnik interessierter und kompetenter Partner zur Verfügung. Beckhoff bietet Steuerungstechnik auf Mainstream-Technologie an und propagiert die Ablösung von speziellen, wenig verbreiteten Hard- und Softwarekomponenten zu dieser allgemeinen PC-Technologie. Bislang gibt es keine Notwendigkeit, die gleiche Steuerungstechnik unter einem der vielfältigen Linux-Betriebssysteme anzubieten, jedoch gibt es eine Reihe Kunden, die Linux-Varianten auf unserer Hardware einsetzen.
Hufnagl: Erstes Produkt mit Linux war das Festo-Kompaktkamerasystem SBO, das im Jahr 2006 eingeführt wurde. Im Bereich Steuerungstechnik verwenden einige neue Produkte ebenfalls Linux, z.B. ein Mehrachsinterface und ein Frontend Controller.
Krause: Ja, wir haben eine Reihe von Linux-basierten Produkten in unserem Portfolio. Ein Grund ist sicherlich das „passende Angebot“: Welche Hardware-Plattform wir auch immer verwenden wollen, sie wird von Linux unterstützt; welche Funktion wir brauchen, mit Linux wird sie verfügbar sein. Ein zweiter Grund ist die Handlungsfreiheit. Gegenüber unseren Kunden haben wir die Systemverantwortung. Der können wir aber nur dann gerecht werden, wenn wir auch die vollständige Kontrolle ausüben können, d.h. wir wollen selbst bestimmen können, wie wir etwaige Fehler beseitigen, wann wir auf eine neue Version umsteigen usw. Die für ein Linux-System gültige General Public License (GPL) bzw. Lesser General Public License (LGPL) gibt uns hierzu auch die maximal mögliche Bewegungsfreiheit.
Kraut: Wir bieten aktuell keine Linux-Produkte an, da dies über einen langen Zeitraum eine Doppelentwicklung bedeuten würde, denn die Nachfrage nach Windows-basierten Anwendungen würde deswegen nicht ausbleiben. Die geringe Nachfrage rechtfertigt ein solches Vorgehen nicht.
Meyer: Derzeit bieten wir Treiber für unsere Feldbuskarten auf Linux-Basis an. Das ermöglicht dem Anwender eine freie und offene Entwicklung der Anbindung an seine Applikation. Hinsichtlich unserer Steuerungstechnik bewerten wir jährlich die technische Entwicklung von Embed- ded Linux bezüglich seiner Einsatzfähig- keit. Dort zeichnet sich derzeit allerdings der Trend ab, dass dem Endkunden häufig mehr an einer schnellen, einfach realisierbaren Applikation liegt, als an einem offenen Betriebssystem der Steuerung. Aus diesem Grund liegt unser Hauptaugenmerk bzgl. der Steuerungstechnik eher auf einem einfachen Mensch-Maschine-Interface als auf einer Umstellung auf ein anderes Betriebsystem.
Reichinger: Wir setzen seit Beginn der neunziger Jahre auf Linux bzw. anfangs auf Unix und haben damit im Prozessleittechnikbereich beste Erfahrungen gemacht. Die Vorteile von Linux im Vergleich mit den diversen Windows-Versionen des Betriebssystem-Marktführers Microsoft sehen wir besonders im Bereich der Kerntechnolo- gien von Linux als gegeben. In der Prozessautomatisierung sind Leistung, Zuverlässigkeit und Performance ein ganz wichtiges Faktum und das ist bei Linux optimal gegeben. Die führende Position von Apache als Webserver-Plattform und gängige offene Standards (wie Java Platform Enterprise Edition, XML, Soap) bilden eine interessan-te Betriebssystem-Umgebung. Hochverfügbarkeit, Load Balancing und Grid Computing per Linux Cluster sind für Prozessleit-systeme gut einsetzbare Kerntechnologien. Heartbeat, Bonding, Remote-Compiling, Virtual Network Computing ergänzen das Ganze so weit, dass für Basisfunktionalitäten auf die Entwicklung proprietärer Lösungen zum Vorteil der Anwender vollkommen verzichtet werden kann.
Schagginger: In der gegenwärtigen Palette von Standardprodukten bieten wir Linux nicht bzw. nur sehr eingeschränkt an. Es sind nur einzelne Bestandskunden, die speziell im Visualisierungsbereich Linux einsetzen und dort auch durchaus positive Resonanz geben. Der Einsatzgrund liegt meist in der Expertise und Überzeugung einzelner Mitarbeiter auf Kundenseite, was derzeit noch eine wesentliche Voraussetzung für eine erfolgreiche Anwendung ist. Bei schneller SPS, Motion Control und Servo-Antriebstechnik verlassen wir uns auf spezialisierte Echtzeitbetriebssysteme mit ausgezeichneten Leistungsdaten und hoher Reife.
eA: Wie hat sich die Anwenderakzeptanz gegenüber Linux in den vergangenen Jahren entwickelt und welches Potenzial sehen Sie für die Zukunft?
Hauser: Die Akzeptanz steigt unserer Ansicht nach zunehmend. Wir haben allerdings keine detaillierten Statistiken zur Verwendung von Linux auf unseren Produkten, denn unsere Boards werden in der Regel mit den passenden BSPs für die wichtigsten Betriebssysteme ausgeliefert. Insofern entscheidet der Anwender, welche Lösung er aufspielt. Allerdings nimmt die Nachfrage nach Workshops und Integrationsservices für Linux zu. Dennoch werden auch weiterhin andere Betriebssysteme eingesetzt, weshalb wir die Basisarbeit für alle relevanten Systeme leisten müssen.
Hoppe: Linux findet vor allem Adaption bei solchen Automatisierungsanwendern, die traditionell alles selbst gemacht haben und ihre bestehenden Automatisierungslösungen oder Weiterentwicklungen nun auf eine neue Plattform portieren wollen. Die-ser Weg für wenige in der Automatisierung kann aber nicht als neuer „Königsweg“ gesehen werden, weil im Allgemeinen die Industrie schneller, effektiver, kostengünstiger und damit arbeitsteiliger arbeitet als noch vor Jahren, als selbstentwickelte „Inhouse“- Plattformen verbreitet waren. Die weit überwiegende Mehrheit der Automatisierungsanwender ist seit Langem dazu übergegangen, alle ihre Ressourcen auf die Beherrschung und schnelle Verbesserung ihrer Kernkompetenz, den Maschinen- oder Anlagenprozess, zu konzentrieren und sich auf eine der bestehenden offenen Automatisierungsplattformen zu verlassen, statt diese erst selbst zu entwickeln. Uns sind keine für die Automatisierung besonders geeigneten Eigenschaften von Linux bekannt; die Linux-Betriebssysteme ahmen regelmäßig Eigenschaften anderer Betriebssysteme, insbesondere von Windows, nach. Daher hat Linux aus sich heraus keinen Grund, größeres „Potenzial für die Zukunft“ in der Automatisierung als andere Betriebssysteme geltend zu machen.
Hufnagl: Für unsere Kunden ist in der Regel Linux nicht sichtbar; sie parametrieren unsere Softwarelösung oder erstellen ein Steuerungsprogramm in einer IEC-Sprache.
Krause: Wir stellen fest, dass die Verfügbarkeit von Linux als Systembasis bei Auftragsakquisitionen vermehrt die Azeptanz erhöht. Dies führe ich weniger auf den Open-Source-Aspekt zurück, sondern eher darauf, dass die Verbreitung von Linux eine kritische Masse erreicht hat. Es wird wahrgenommen als ein Standard, für den es genügend Lieferanten und Unterstützungsangebote gibt und dass dies damit dem Kunden mehr Unabhängigkeit bietet. Oft hat der Kunde auch bereits Linux-Know-how im Hause und es ergibt sich deswegen eine Präferenz dafür. Dies gilt insbesondere für OEMs mit weiterführender Entwicklung von Software. Hier ist ein Eclipse-IDE (Integrated Development Environment) mit den GNU-Tools schon fast der Standard geworden.
Kraut: Die Akzeptanz wird allgemein positiv beschrieben und sich aus unserer Sicht auch in Richtung Öffnung weiterentwickeln. Die Entwicklung ist weiter zu verfolgen und wir werden immer wieder neu prüfen, ob und wann ein Einstieg sinnvoll ist.
Meyer: Für den klassischen Kunden der Steuerungstechnik spielt die Plattform, auf der die Steuerungsapplikation läuft, eher eine untergeordnete Rolle. Die meisten Kunden wollen eine schnelle und einfache Lösung. Es gibt immer seltener Kunden, die sich derart tief in das System einarbeiten wollen. Daher ist heute sekundär, welches Betriebssystem auf den Geräten läuft, wichtiger ist, dass die Entwicklungsumgebung einfach zu bedienen ist und der Kunde auf einfache Art und Weise seine Applikation realisieren kann. Zukünftig kann sich dies durchaus ändern. Nicht immer bieten geschlossene Betriebssysteme die Möglichkeit, schnell auf Anforderungen zu reagieren. Dies gilt auch für geschlossene Embedded-Betriebssysteme. Daher ist ein Umstieg auf Linux nicht kategorisch auszuschließen.
Reichinger: Das Interesse der Anwender an Linux ist seit Jahren sehr hoch, die Akzeptanz ist weitgehend vorhanden. Die Aktiviäten von Novell, den Suse Linux Enterprise Desktop/Server 10 im Markt zu etablieren, sind recht gut gelaufen und haben für eine weitere Verbreitung von Linux gesorgt. Neben der hohen Stabilität von Linux dürfte gerade auch die Lizenzpolitik ausschlaggebend für das hohe Interesse sein. Ein steigender Anteil von Linux könnte auch noch durch die derzeitige Vorgehensweise bei der Abkündigung von Windows XP und der Einführung von Win-dows Vista ausgelöst werden.
Schagginger: Statistisch betrachtet hat sich die Anwenderakzeptanz aus Sicht des Automatisierers in den letzten Jahren kaum verändert. Lediglich im Bereich der einfacheren und weniger zeitkritischen Echtzeitsysteme hat ein langsamer Trend zu Linux eingesetzt. Dies lässt sich auch mit den Absatzzahlen klar belegen – von einem neuen „Hype“ sollten wir also nicht sprechen. Harte Echtzeit bei schnellsten Zyklen gehört genauso wie die Mehrheit der Visualisierungen primär den jeweils für die Domäne bekannten und etablierten Betriebssystemen. Gelingt es der Linux Community einen Echtzeit-Multitasking-Kernel bereitzustellen, der hinsichtlich Effizienz und Latenzzeiten in die Leistungsregion von VxWorks vordringt, dann sehen wir eine deutlich wachsende Attraktivität für das freie Betriebssystem.
eA: Welche technischen und wirtschaft- lichen Vor- bzw. Nachteile bieten Linux- basierte Steuerungssysteme?
Hauser: Bei Linux-basierten Steuerungssystemen können die Laufzeit-Kosten für das Betriebssystem auf dem Target-System eingespart werden. Das ist der Vorteil schlechthin, wenn es um große Stückzahlen und aggressive Preisstellung geht. Die freie Verfügbarkeit des Linux-Quellcodes kommt den langfristigen Lebenszyklen in der Industrieautomatisierung darüber hinaus sehr entgegen. Hinzu kommt die Möglichkeit für den OEM, die Software an die eigenen Bedürfnisse anpassen sowie Probleme selbst beheben zu können. Dies kann zu optimierten und gleichzeitig auch kostengünstigeren Lösungen führen, aber auch die Supportkosten erhöhen. Nicht immer rechnet sich folglich der Entwicklungsaufwand für diese Offenheit. Doch er wird zunehmend geringer, da der Umfang der Open-Source-IP zunehmend mehr „of-the-shelf“ beinhaltet. Naiv ist jedoch, wer meint, er könnte von heute auf morgen von einem proprietären Betriebssystem zu Linux umsteigen und sofort Kosten damit sparen, denn es muss auch dort in die Entwicklungs- und Targetumgebung investiert werden. Besonders wichtig ist die Frage, ob man sich auf kommerzielle Distributionen einlässt oder die passende Version mit Hilfe von Dienstleistern oder selbst zusammenstellt.
Hoppe: Nach unserer Ansicht zeigen Linux-basierte Steuerungssysteme keine Vorteile gegenüber Lösungen mit anderen Betriebssystemen. Dies haben Vergleiche über Technologie, Echtzeitfähigkeit, Performance, Feature-Set und Lizenzfreiheit, Lizenzkosten bzw. „Cost of Ownership“ eines quelloffenen und „kostenfreien“ Betriebssystems gezeigt. Die fehlende Unterstützung aktueller Hardware und mangelnde Verfügbarkeit, Vollständigkeit und Kompatibilität von Treibern ist ein seit Langem fortbestehender Nachteil von Linux, der fortwährend Nacharbeit notwendig macht. Darüber hinaus bieten Anbieter kommerzieller Betriebssysteme, z.B. Microsoft, ebenfalls Quellcodezugang, Support, Lifecycle-Verfahren, Verantwortung, Roadmaps, Feedback-Kanäle – und für ihre Produkte Garantien für die Freiheit von Rechten Dritter. Viele der Leistungsmerkmale eines Betriebssystems von einem kommerziellen Anbieter kann man natürlich auch unter einem Linux-System erreichen, es kommt wie immer auf die Kosten im Detail an, und der Einstieg in Linux erfordert auf allen Ebenen dediziertes Personal und Know-how-Aufbau. Wir sehen keine technischen oder wirtschaftlichen Vorteile für Linux in Steuerungssystemen. In der praktischen Anwendung scheinen sogar die Nachteile zu überwiegen, die Mehrheit des Markts entscheidet sich für die Konzentration auf die Kernaufgaben und Abstützung auf einen Marktstandard: Windows.
Hufnagl: Ich sehe den größten technischen Vorteil in der kompletten Verfügbarkeit des Sourcecodes. Entsprechendes Know-How vorausgesetzt, ist damit jedes Verhalten – und Fehlverhalten – des Systems nachvollziehbar und beherrschbar.
Krause: Für den Einsatz sprechen nach wie vor die oben aufgeführten Gründe. Das von Linux unterstützte Hardware-Spektrum ist weiter gewachsen. Vom kleinen ARM-Microcontroller ohne MMU (Memory Management Unit) bis hin zu einem x86-Multicore-PC kann für unsere Anwendungssysteme eine funktional sehr mächtige Software-Plattform mit geringem Entwicklungsaufwand bereitgestellt werden. Nur am untersten Ende des Leistungsspektrums, wo ein System ausschließlich mit kleinen, in MCU/ASI (Microcontroller Unit/Asynchronus Serial Interface) integrierten Speichern auskommen muss, ist ein Einsatz derzeit nicht möglich. Sobald aber externe RAM/EPROM-Bausteine verwendet werden, ist der Speicherplatzbedarf von Linux kein Hinderungsgrund mehr.
Kraut: Vorteile sind: nicht von einem Hersteller genötigt zu werden, auf „aktuelle“ Betriebssystemversionen wechseln zu müssen, sondern lange Zeit, wenn es sein muss beliebig lange, dieselbe stabile Betriebssystemversion verwenden zu können; die Möglichkeit den Betriebssystem-Quelltext (Sourcecode) anzupassen; keine Lizenzkosten; Linux-Know-how ist allgemeingültig und wenn dieses Know-how beim Hersteller vorhanden ist, dann kann von der allgemeinen Weiterentwicklung von Linux profitiert werden. Nachteile sind: erforderliche Spezialisten (in der Windows-Welt auch, dort sind sie aber schon vorhanden); sehr komplexe Software; freie Software, bei der sich spezifisches Firmen-Know-how nicht schützen lässt; Fehler werden unter Linux nur im Mainstream gefixt, wodurch man gezwungen sein kann, aktuellste Software einzusetzen, was den wohl wesentlichsten Vorteil (über lange Zeit eine stabile, konstante Betriebssystemplattform verfügbar zu haben) wieder zunichte macht.
Meyer: Der unbestreitbare wirtschaftliche Vorteil von Linux basierenden Systemen liegt in der kostenfreien Lizenz. Durch die Linzenkosten für Windows CE oder Win-dows XP entstehen innerhalb des Produktionsprozesses teilweise nicht unerhebliche Kosten. Auf der anderen Seite hat man durch Windows ein geschlossenes Betriebssystem. Dies hat den Vorteil, dass man sich im Entwicklungsprozess auf die Anwendungs- und Firmwareentwicklung konzentrieren kann und die Kernelentwicklung dort im Hintergrund steht. Diesen Vorteil erkauft man sich dadurch, dass in der Entwicklung teilweise nur eingeschränkte Möglichkeiten gegeben sind, Fehler, fehlende Features oder Funktionen zu beheben oder zu ergänzen.
Reichinger: Die Möglichkeit, den vollkommen offenen Linux-Quellcode zu ändern und individuell für eine eigene Anwendungsentwicklung optimal anzupassen, ist eine interessante Perspektive für die Softwareentwicklung. Die Versuche, durch die Veröffentlichung von Teilen des Windows-Betriebssystems die bestehenden Vorteile des bei Linux vollkommen offenen Quellcodes in diesem Bereich zu kompensieren, sind aufgrund der bisherigen Zaghaftigkeit bis dato noch nicht spürbar geworden. Wichtiger ist aber die Möglichkeit der aktiven Fehlerbehebung, die unabhängig von Interessen oder Planungen eines großen Softwarehauses je nach Bedarf sofort umgesetzt werden können. Dieser Vorteil wiegt sogar weit schwerer als die oft genannte Lizenzkostenfreiheit.
Schagginger: Mit dem Positiven zuerst beginnend, sprechen für Linux in erster Linie die guten Leistungsdaten bei Anforderungen im Nicht-Echtzeitbereich und die unglaubliche Fülle an bereits bestehenden Werkzeugen und Ergänzungen. Auch die Transparenz durch die vollständig verfügbaren Sourcen ist wertvoll – wenngleich diese mittlerweile auch für viele klassische Echtzeitbetriebssysteme zugänglich sind. Diese Vielseitigkeit leidet etwas unter der damit gegebenen Komplexität, ist aber in den Griff zu bekommen. Die Nachteile liegen im Moment noch beim Kernel bzgl. Hard-Realtime in technischer Hinsicht. Kommerziell wird der Geist des freien Betriebssystems durch die Notwendigkeit von patentgeschützten und kostenpflichtigen Echtzeiterweiterungen gestört. Noch gravierender in einem anderen Bereich ist allerdings die Tatsache, dass man im Moment um Windows im Portfolio (für Visualisierungen) marktseitig nicht vorbeikommt und daher diese Mehrgleisigkeit kaum zu rechtfertigende Zusatzaufwände in sich birgt. Da viele unserer Software-Produkte bereits heute vollständig plattformneutral entwickelt wurden, können wir bei Bedarf sehr rasch Linux als Vorteil ausspielen.
eA: Wo bestehen hinsichtlich Linux noch Entwicklungsdefizite und wie ordnen Sie es bzgl. seiner Funktionalität ein verglichen mit der Windows-„Welt“ und den industriellen Echtzeitbetriebssystemen wie VxWorks?
Hauser: Alle Betriebssysteme haben ihre spezifischen Vorteile. Daher bleiben die Grenzen für die Auswahl des passenden Systems fließend. Diese Grenzen bezogen auf Windows, Linux und RTOS verlaufen derzeit in etwa wie folgt: Wenn man auf neueste Technologie von Hardwarekomponenten-Herstellern angewiesen ist, die ihre Produkte hauptsächlich im Windowsumfeld sehen, und es um Time-to-Market geht, dann ist man in der Windows-Welt derzeit noch besser aufgestellt. Dies ist z.B. bei aktuellen Grafiklösungen der Fall. Aber auch hier ist Bewegung: Bei den Intel-Atom-Prozessoren z.B. stellt Intel Linux mit Microsoft gleich. Hinsichtlich Echtzeit kann Linux derzeit noch nicht alles erfüllen, was ein RTOS wie VxWorks bietet. Das gilt im Bereich der Echtzeit-Anforderungen und betrifft auch den Footprint des Betriebssystems. Wenn man auf Open Source jedoch nicht mehr verzichten will, gibt es natürlich in diesem Bereich auch Alternativen.
Hoppe: Die Echtzeitfähigkeit, z.B. auch für Motion-Control-Lösungen, muss für Linux erst noch nachgewiesen werden. Beckhoff setzt hier auf eine selbst entwickelte Echtzeiterweiterung für Windows NT, 2000, XP und Vista. Die Echtzeitfähigkeit von Win-dows CE wird genutzt und liefert sehr gute Ergebnisse. Automatisierungsanwender benötigen aber vor allem Lösungen, die über viele Jahre kompatibel verfügbar bleiben und mit kleinstem Aufwand auf aktuelle Hardware portiert werden können. Diesen Anforderungen kann Beckhoff mit PC-basierter Steuerungstechnik und Microsoft-Betriebssystemen gut und langfristig gerecht werden. Linux-Anwendern wird hier suggeriert, man könne durch Eigenleistung diese Aufgaben bestens selbst erledigen und damit entscheidende Vorteile erzielen – das ist sicher nicht falsch, jedoch mit dem Seiteneffekt, dass die allgemeine Weiterentwicklung verlassen wird, indem der Anwender selbst Änderungen vornimmt. Praktische Erfahrungen zeigen, dass erheblicher Mehraufwand notwendig wird, um die heutigen Eigenschaften und die Kompatibilität von Windows-basierten Automatisierungslösungen unter einem der unzähligen Linux-Derivate ebenfalls langfristig zu erreichen.
Hufnagl: Nicht zuletzt durch die Anstrengungen von OSADL hat Linux bei der Echtzeitfähigkeit enorm aufgeholt; schon jetzt ist das Echtzeitverhalten für viele industrielle Anwendungen ausreichend. Diese Arbeiten müssen aber noch konsequent zu Ende geführt werden. Die Funktionalität lässt keine Wünsche offen – immerhin sind wir mit Linux in der Lage, ein Serverbetriebssystem auf Embedded-Systemen mit nur 2 W Verlustleistung zu betreiben, was völlig neue Perspektiven eröffnet.
Krause: Verglichen mit Windows sehe ich keine funktionalen Defizite, zumindest keine für unseren Einsatzbereich relevanten. Fakt ist aber auch, dass derzeit nur wenige Hardwarehersteller mit neuer Hardware auch gleich einen Linux-Treiber bereitstellen. Es dauert also manchmal etwas länger bis neue Hardware vollwertig unterstützt wird. Aber die diesbezügliche Situation bessert sich und ist auf jeden Fall deutlich besser als bei kleinen Echtzeitkernel. Etwas differenzierter stellt sich das Bild im Echtzeitbereich dar. Sicherlich kann der Standard-Linux-Kernel in seinem Echtzeitverhalten nicht mit speziellen Echtzeitkernel mithalten, aber schon mit dem RT_PREEMPT Patch, der gute Aussicht hat in den Standard-Kernel mit aufgenommen zu werden, kann ein Großteil der Echtzeitanforderungen erfüllt werden. Wir haben eine Lösung entwickelt, die auch den Vergleich mit speziellen Echtzeitkernel in keiner Weise scheuen muss.
Kraut: Eine Entwicklungsumgebung vergleichbar zu Microsoft VC++ unter Win-dows ist nicht vorhanden. Insgesamt gibt es große Lücken bei den Entwicklungstools. TCP/IP-Stacks unter Linux sind aufgrund fehlender Performance nur bedingt einsetzbar. Echtzeitfähigkeit ist nur mithilfe relativ hoher CPU-Performance erreichbar.
Meyer: In der Steuerungstechnik und besonders für die Steuerungen selbst sind echtzeitfähige Betriebsystemkerne von großer Bedeutung, da deterministische Prozesse geregelt und gesteuert werden müssen. In der Vergangenheit fehlte gerade im Embedded-Bereich bei Linux diese Funktionalität. Derzeitige Entwicklungen gehen in die richtige Richtung und müssen weiter verfolgt werden, um Embedded Linux zu einer Lösung für Embedded-Steuerungen werden zu lassen.
Reichinger: Mit Entwicklungen wie der Integration von Echtzeit in den Linux-Kernel bekommt Linux am Markt immer mehr Gewicht und wird zur echten Alternative zu bewährten Systemen. Der Einsatz von Linux beschränkt sich bei B&R derzeit auf das Prozessleitsystem Aprol und wir haben sehr gute Erfahrung damit gemacht. Hier sind auch die Aktivitäten des OSADL der richtige Ansatz. Interessen werden gebündelt und damit kann man Linux sehr geziehlt auch in Richtung Automatisierung weiter entwi-ckeln. Ein konkretes Beispiel ist die aktuelle Arbeit, um Powerlink als Echtzeit-Ethernet in die Mainline von Linux zu integrieren.
Schagginger: Aus der Automatisierungssicht behindern derzeit hauptsächlich die Leistungsdaten der harten Echtzeit bei sehr schnellen Zyklusanforderungen. Hier hat VxWorks aus unserer Sicht klar die überwiegenden Vorteile. Verglichen mit Windows schwinden die Nachteile zusehends – zwar langsamer als (ursprünglich) erwartet, aber doch stetig holt hier Linux auf. Bei den En-gineeringsystemen hemmt speziell bei den Technikern im Feld der Umstand, dass derzeit noch sehr viele Tools für unterschiedlichste Aufgaben im Workflow (speziell für Legacy-Systeme) ausschließlich auf Win-dows laufen.
eA: Welchen Stellenwert bzw. welche Akzeptanz hat der Open-Source-Gedanke generell im Automatisierungsumfeld?
Hauser: Offenheit und Open Source ist für viele ein Wunsch. Es zählen letztlich jedoch Fakten, mit denen man sich vom Wettbe-werb abgrenzen kann – und dies langfristig. In diesem Zusammenhang gibt es immer noch die Angst, Intellectual Property für Mitbewerber offenlegen zu müssen. Nicht immer kann man sich jedoch vor globalen Trends verschließen, wie es z.B. die x86er-Technologie in der Automatisierung gezeigt hat. Und jetzt stehen wir vor der Frage nach Open-Source-Software. Die Rahmenbedingungen sind dabei wie folgt: Im Telekom-Bereich ist Carrier-Grade-Linux mittlerweile eindeutig führend. Im Bereich der Mobil- telefonie wird heiß über Open Source und Royalty Free diskutiert. Kann sich die Automatisierung vor diesen großen Trends verschließen? Ich glaube nicht. Insofern wird der Open-Source-Gedanke eine zunehmend größere Rolle spielen. Revolutionen wird es jedoch nicht geben. Wir gehen deshalb davon aus, dass für den Anwender ein gesunder Wettbewerb der wesentliche Nutzen des aktuellen Trends ist.
Hoppe: Die Mehrheit der Automatisierungsanwender interessiert nicht primär das Betriebssystem, hier ist ein „genügend gutes und weltweit akzeptiertes“ Betriebssystem das Mittel der Wahl. Sie suchen jedoch eine sehr gut funktionierende Automatisierungslösung. Der Schlüssel für Erfolg liegt für den Anwender in der Qualität dieser Automatisierungslösungen für u.a. Peripherie-Feldbus, SPS, Motion-Funktionen, HMI und der Möglichkeit, darin eigene Anwendungen zu implementieren. Diese Automatisierungssoftware wird in keinem Betriebssystem quelloffen und lizenzkostenfrei angeboten, weil dieses Geschäftsmodell für deren Anbieter nicht sinnvoll ist – da greift das Argument über Vorteile durch ein „offenes Betriebssystem“ etwas kurz. Ein Maschinenhersteller kann dazu mit mehreren Millionen Zeilen Betriebssystemcode nicht viel anfangen, ein Automatisierungshersteller findet Zugang zu Quellcode in bestens unterstützter und besserer Weise bei kommerziellen Anbietern (im Vergleich zu einer sich ewig wandelnden „Entwicklercommunity“). Auch Automatisierungshersteller selbst wollen Betriebssysteme „von der Stange“ einsetzen und nicht durch eigene Änderungen „Sackgassen-Versionen“ erzeugen. Darüber hinaus ist die Freiheit von Rechten Dritter für Linux-Produkte eine Frage, die derzeit und auch in Zukunft vollkommen offen bleibt: Wer weiß schon, welche Inhaber von Schutzrechten an Linux-Erweiterungen mitgewirkt haben oder noch mitwirken werden und nur auf eine kommerziell belastbare Nutzung durch Anwender warten, um Ansprüche geltend zu machen? Daher erkennen wir keinen besonderen Vorteil für die Anwendung von Open Source im Automatisierungsumfeld, im Gegenteil suchen Anwender belastbare Anbieter, die für ihre Produkte Verantwortung (Haftung, Pflege, Support) übernehmen.
Hufnagl: Die Akzeptanz von Open Source steigt langsam, aber stetig.
Krause: Ob er im Automatisierungsumfeld einen besonderen Stellenwert hat, vermag ich nicht zu beurteilen. Ich sehe nur, dass es in Verbindung mit Linux ein sehr erfolgreicher Gedanke war und auch immer noch ist. Ein Gedanke, der Tausende von Entwi-cklern dazu gebracht hat, sich an der Entwicklung und Vervollkommnung von Linux zu beteiligen und der auch weiterhin sicherstellt, dass Linux mit den Entwicklungen der Hardware Schritt hält. Ohne den Gedanken der Offenheit und der freien Nutzbarkeit wäre eine solch übergreifende Zusammenarbeit nicht entstanden.
Kraut: Eine grundsätzliche Akzeptanz ist weitestgehend gegeben und diese wächst stetig. Wenn es dann aber an die konkrete Umsetzung geht, dann gibt es doch noch viele zu klärende Fragen – angefangen bei den bereits erwähnten Aspekten Know-how und Tools bis hin zu den Themen Stabilität und Sicherheit. Organisationen wie die OSADL haben sich dieser Themen angenommen. Dies führt zu mehr Sicherheit und zu positiven Erfahrungen in der Praxis. Dies wiederum erhöht die Akzeptanz weiter. Aus Sicht der Jetter AG wird diese aber keine schnelle Entwicklung hin zu Open Source bewirken, eher eine vom Pragmatismus bestimmte. Das heißt Open Source wird dort eingesetzt, wo es klare Vorteile bietet.
Meyer: Wie erwähnt, ist es dem Endkun- den häufig gleich, auf welcher Plattform die Steuerungstechnik aufgesetzt ist. Dies können neben Linux auch andere Embedded-Betriebssysteme sein. Die wichtigen Punkte im Entwicklungsprozess sind Schnelligkeit, Handhabbarkeit und die Konzentration auf die eigentliche Firmwareentwicklung. Auf welcher Basis dies geschieht, spielt zumeist keine Rolle. Ein Blick auf den kommerziellen PC-Markt zeigt den gleichen Trend. Windows hat sich dort die Marktführerschaft erkämpft. Aufgrund der für viele Anwender zu komplizierten Einstellungen und der umfangreichen Funktionen ist es Apple mit Mac OS X gelungen, Marktanteile gut zu machen. Dies ist allerdings nicht durch ein offenes Betriebsystem gelungen, sondern durch ein Bedienkonzept das dem Kunden einen einfachen Umgang mit der Technologie gestattet. Dennoch ist nicht zu vergessen, dass gerade solche Bedienkonzepte einfacher zu realisieren sind, wenn man als Entwickler einen direkten Zugriff auf die Betriebssystemressource hat und diese eigenen Bedürfnissen anpassen kann.
Reichinger: Vollkommen offener Quellcode stellt sicherlich eine interessante Perspektive für eine erfolgreiche Software-Entwicklung dar. Anwender-Vorbehalte existieren meist nur aus Angst vor eventuell fehlenden Tools oder Support. Sehr positiv wird die Unabhängigkeit von einem Anbieter und damit langfristige Verfügbarkeit bewertet. Auch das Thema Patente spielt für viele Anbieter bereits eine wesentliche Rolle bei der Auswahl ihrer Technologie. Aktuell erfährt Linux in der Automatisierung einen starken Auftrieb, wobei in Deutschland die Verbreitung erheblich durch die Aktivitäten der OSADL gefördert wird. Dennoch nehmen Länder wie Italien, Frankreich und China noch immer eine Vorreiterrolle beim Einsatz von Open-Source-Software ein und weisen bereits einen hohen Verbreitungsgrad von Linux in der Automatisierung auf.
Schagginger: Auf der Herstellerseite findet sich hier eher eine polarisierte Betrachtungsweise – manche Firmen verschreiben sich ganz dem Konzept und andere negieren dies strikt. Etwas hinderlich ist teilweise die strenge GPL, die bei direkter Verwendung von Open Source innerhalb eines kommerziellen Rahmens auch die Offenlegung desselben fordert – viele Firmen sehen dies noch als Gefahr für marktrelevante Internas. Sehr vorbildlich sind dabei beispielsweise die Lizenzmodelle von Eclipse.org, welche die Open-Source-Welt und die kommerzielle Welt gut vereinbar machen. Die Kundenseite sieht dies je nach Branche etwas anders. Speziell der Maschinenbau ist hier jedoch gut aufgeklärt und innovativen Ideen gegenüber aufgeschlossen eingestellt. Wenn das technische Umfeld passt, dann rechnen wir hier sehr rasch mit einem Abbau von etwaigen Eintrittsbarrieren.
eA: Wie lassen sich ausreichende Software-Qualität und -Kompatibilität im Open-Source-Bereich sicherstellen, d.h. gibt es auch hier eine gewisse Standardisierung?
Hauser: Die „so-ist-es“-Standardisierung einzelner Anbieter ist allenfalls ein Defacto-Standard, den der Anbieter theoretisch auch beliebig ändern kann. Insofern kann man überhaupt erst bei Open-Source-Software von einer echten Standardisierung sprechen, denn viele setzen sich mit dem Code auseinander. Allerdings gibt es auch Projekte, die nicht sehr schnell vorankommen und bei denen die Dokumentation der Community nur unzureichend ist. Hier sind Unternehmen in gewisser Weise selbst in der Pflicht. Organisationen wie OSADL sorgen dabei für entsprechende Arbeitsteilung und Kostenreduktion für den einzelnen. Langfristig ist Open Source qualitativ besser zu beurteilen, sofern sich hinreichend Entwickler damit befassen. Und das ist zunehmend der Fall und die Qualität des Linux-Kernels ist als durchweg sehr gut zu betrachten. Zudem werden von OSADL getestete und als stabil erachtete Kernel freigegeben; Hardwarehersteller können z.B. bei Redhat, Wind River und OSADL auch BSPs zertifizieren lassen. Und wenn Features von allgemeinem Interesse sind und es einmal in den Kernel geschafft haben, dann werden sie auch länger Bestand haben. Insofern gehen wir davon aus, dass der Standardisierungs- und Qualitätsgrad von Open-Source-Software mindestens genau so hochwertig wie bei Lösungen einzelner Unternehmen ist.
Hoppe: Tatsächlich erfordert es sehr viel Disziplin und Aufwand, um Software-Kompatibilität und -Qualität über lange Jahre sicherzustellen, das gilt generell für jedes Betriebssystem. Die Linux-Weiterentwicklung und -Standardisierung muss sich an den Anstrengungen kommerzieller Anbieter messen lassen. Beckhoff gewährleistet für seine Produkte immer eine hohe Qualität, sowohl im Software- als auch im Hardwarebereich. Zu diesem Themenkreis gehören auch Kompatibilität, Unterstützung, Updates etc. über viele Jahre. Interessanterweise ist Twincat, unser Automatisierungs-Softwareprodukt, mittlerweile in vielen Versionen wohl eines der am längsten am Markt vertretenen Produkte mit ununterbrochener Verfügbarkeit und Support seit dem Erscheinen von Win-dows NT 4.0 und deren Nachfolger, die von Microsoft gut unterstützt werden, was für uns und andere Anwender auch Austausch und Zugang zu Information im notwendigen Umfang beinhaltet.
Hufnagl: Die Frage der Kompatibilität stellt sich uns nicht, da unsere Kunden keine eigene Software unter Linux installieren. Die Systeme von Festo werden über Windows-Softwarepakete parametriert oder in einer IEC-61131-3-Sprache programmiert, es erfolgt also kein direkter Zugriff auf das Betriebssystem, sondern auf darauf laufende Applikationen. Was die Software-Qualität von Linux anbetrifft, ist anzumerken, dass die Weiterentwicklung des Linux-Kernels hoch professionell läuft. Generell müssen für Open-Source-Software die gleichen Maßnahmen getroffen werden wie für Nicht-Open-Source-Software.
Krause: Der Versuch einer generellen Bewertung Open-Source-Software versus kommerzielle Software hilft hier nicht weiter. Hier wie dort gibt es gute und schlechte Qualität. Genauso wie wir bei Hardware auch nicht jedes beliebige Bauteil verwenden, selektieren wir auch bei der Software. Als Besonderheit verlangt hier Open-Source-Software die Evaluierung der darin enthaltenen Lizenzbestimmungen, eine manchmal nicht ganz einfache Aufgabe. Was Linux betrifft, so sind wir ja kein Linux-Distributor, wir verkaufen Systeme; Systeme die einem umfangreichen Systemtest unterzogen werden und bei denen Linux nur ein Teil ist – ein Teil der bisher nur wenig Probleme verursacht hat. Die hohe Änderungsrate am Code des Linux-Kernels erfreut uns zwar nicht, sie hat uns aber bisher auch keine Probleme bereitet, denn bestehende APIs (Application Programming Interfaces) wurden bisher immer beibehalten. Außerdem können wir ja bestimmen, ob bzw. wann wir auf eine neue Version umsteigen. Auch bei der Standardisierung sehe ich kein Defizit: Die Posix-API-Definition und die darin enthaltene ISO-C-Library-Definitionen sind recht präzise und werden von der Kombination Linux-Kernel und GNU C Library genau eingehalten. Eine darüber hinausgehende Standardisierung von vollständigen Linux-Systemen ist für unseren Markt nicht so wichtig.
Kraut: Softwarequalität kommt nicht von selbst oder durch Zufall. Auch hier kann die OSADL eine ganz wichtige Aufgabe übernehmen. Dabei darf man aber auch nicht vergessen, dass die Themen Software-Qualität und -Kompatibilität nicht neu sind und keine spezifische Frage von Open Source darstellen. Dass es beim Thema Linux und Open Source eine „Selbsthilfe“-Organisa- tion gibt, die sich aktiv darum bemüht, ist ein ausgesprochen gutes Zeichen.
Meyer: Die Standardisierung einer Open-Source-Software ist kein einfacher Prozess und widerspricht sich in der Idee selbst ein wenig. Wie kann man etwas standardisieren und dennoch die entwicklerische Freiheit bewahren? Gerade für die Automatisierungstechnik, die von sichergestellten Standards und Normen lebt, ist eine Standardisierung auch von Open-Source-Software ein wichtiger Punkt und kann nur gemeinsam von allen Herstellern, die Linux als Open Source einsetzen, getragen werden. Die Geschichte hat oft genug gezeigt, dass gut gemeinte und technologisch teilweise überlegene Standards zum Scheitern verurteilt waren, da sie nicht von allen gemeinsam getragen wurden. Dies sollte gerade mit einer Technologie wie Linux nicht passieren, denn genau hier liegt der Schlüssel für zukünftige Entwicklungen im Bereich der Steuerungstechnik. Diese Problematik ist bereits erkannt. Die OSADL wurde mit der Zielsetzung gegründet, kompatible und standardisierte Software-Schnittstellen für Linux langfristig verfügbar zu halten und die Interessen der Industrie zu vertreten.
Reichinger: Die Standardisierung erfolgt bei Linux durch den Linux-Kernel. Die Qualität wird von den Anbietern der Distributionen sichergestellt. Deren Produkte beinhalten zwar alle denselben Kernel, aber die Unique Selling Points werden durch zusätzliche Programme und Programmfeatures, dem Zielgruppen orientierten Service und vor allem durch die Auslieferungsqualität generiert. Ähnliche Modelle kann man bei jeder Software anwenden und erfolgreich als Produkt umsetzen. Wichtig für die Sicherstellung der Software-Qualität und -Kompatibiltät ist, dass man sich an die Vorgaben des Kernels, oder eben gleichbedeutender Module, hält und die Basis unverändert für seine Erweiterung nutzt. OSADL weist mit der Einbringung der Echtzeit-Erweiterung in den Mainstream-Linux-Kernel den richtigen Weg.
Schagginger: Die Communities arbeiten relativ gut und sorgfältig – gegeben durch die Abhängigkeit von viel Freizeitleistung nicht immer ganz gut zeitlich planbar. Dies bedeutet aber nicht, dass der Automatisierungshersteller sich hier auf irgendetwas verlassen kann. Konsequente systematische Tests mit hochgradiger Testautomatisierung sind bei der gegebenen Verantwortungssituation für uns Hersteller unumgänglich. Dies gilt übrigens gleichermaßen für Windows oder klassische Echtzeitbetriebssysteme. Auch hier werden immer wieder einmal Schwierigkeiten aufgedeckt, die direkt aus dem Betriebssystem kommen und dann von uns Herstellern umgangen oder in Zusammenarbeit mit dem Hersteller gelöst werden. Dabei ist die Transparenz von Linux sogar eher von Vorteil. zg
B&R 431
Bachmann 432
Beckhoff 433
Festo 434
Jetter 435
Kontron 436
Phoenix Contact 437
Siemens 438

Welche der im Experten-Interview befragten Unternehmen sich auch in der Linux-Organisation OSADL engagieren, zeigt ein Blick auf die Liste der ‚regulären‘ Mitglieder, zu denen noch akademische Mitglieder wie das ISW an der Universität Stuttgart und das WZL an der RWTH Aachen hinzukommen.
Nähere Informationen zu den befragten Unternehmen selbst bieten die jeweiligen Firmenwebsites:
– B&R
– Bachmann
– Beckhoff
– Festo
– Jetter
– Kontron
– Phoenix Contact
– Siemens

eA-INFO-TIPP
Welche der befragten Unternehmen sich auch in der Linux-Organisation OSADL engagieren, zeigt ein Blick auf die Liste der ‚regulären‘ Mitglieder, zu denen noch akademische Mitglieder wie das ISW an der Universität Stuttgart und das WZL an der RWTH Aachen hinzukommen:
Anzeige
Festo: Digitalisierung

Smartenance

Die Digitalstrategie von Festo im Überblick

Schlagzeilen
Video

Bei einem Rundgang über die SPS 2019 sprechen wir mit Vertretern verschiedener Aussteller und stellen einige neue Lösungen und Produkte vor.

Aktuelle Ausgabe
Titelbild elektro AUTOMATION 4
Ausgabe
4.2020
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Automation Award

Automation Award 2019
Die Besucher der SPS wählen während der Messe Ihre Favoriten! Nominierte Produkte…

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de