Zuweisung von digitalen Resourcen innerhalb eines lokalen, modularen Rechnernetzwerkes (Edge Cloud)

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuteilen von zumindest einer digitalen Ressource eines lokalen, modu ^¬ laren Rechnernetzwerkes, welches wenigstens zwei Rechenmodule aufweist, denen jeweils ein Ressourcenwert für eine digitale Ressource zugeordnet ist, in Abhängigkeit von einem Daten ^¬ satz, der eine Ressourcenanfrage mit einem Bedarfswert auf ^¬ weist, mittels einer Steuereinheit.

In der Presse sowie im Internet erfährt der Begriff „Indus- trial Edge-Cloud" zunehmend an Bedeutung. Der Begriff Indus- trial Edge-Cloud wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als ein lokales, modulares Rechnernetzwerk bezeichnet. Aller ^¬ dings ist dieser Begriff nicht klar definiert. Die unter ^¬ schiedlichen Beschreibungen zu dem lokalen, modularen Rech- nernetzwerk haben gemein, dass dies Teil eines Rechnernetzwerkes ist, welches nahe am Benutzer angeordnet ist. Bestimm ^¬ te Services können vor Ort vorgehalten werden und das lokale, modulare Rechnernetzwerk kann eine bessere Leistung hinsicht ^¬ lich der Datenverarbeitung bereitstellen. Dieses lokale, mo- dulare Rechnernetzwerk kann einen beschränkten Zugang zu Sensoren und Aktuatoren bereitstellen und bei Sicherheitskonzepten miteinbezogen werden. Ein lokales, modulares Rechnernetzwerk wird in der Regel industriell beziehungsweise gewerblich eingesetzt .

In einem solchen Netzwerk können bestimmte Dienste definierten Personengruppen zugewiesen werden. So können zum Beispiel nur Mitarbeiter einer Logistikabteilung auf eine Lageüberwachung zugreifen, welche das lokale, modulare Rechnernetzwerk beinhalten kann. Im Normalfall ist ein lokales, modulares

Rechnernetzwerk auf einem Server eingerichtet, der in der Nähe von den Kontrollprozessen und den dazugehörigen Geräten angeordnet ist. So kann zum Beispiel in einer Werkhalle ein 3D-Drucker angeordnet sein und in einer näheren Umgebung des 3D-Druckers könnte beispielsweise ein dazugehöriges lokales, modulares Rechnernetzwerk angeordnet sein. Eine Abgrenzung von lokalen, modularen Rechnernetzwerken hinsichtlich ihrer Größe beziehungsweise räumlichen Ausdehnung ist relativ schwierig. Ein lokales Netzwerk ist ein Netz, welches in der Regel innerhalb einer abgegrenzten Region verschiedene Geräte verbindet. In diesem Kontext sind mit dem Begriff „Geräte" Rechenmodule gemeint. Dabei arbeitet das Netz häufig ohne IP Routing, beispielsweise nur mit Ethernet. Das lokale Netz ist durch die Anzahl der daran angeschlossenen Geräte begrenzt. Zwar gibt es keinen allgemein anerkannten Grenzwert für die Abgrenzung eines lokalen Netzes. Im industriellen Kontext kommen sind häufig wenige hundert Rechenmodule an ein lokales Netzwerk angeschlossen. Diese Geräte sind oft lokal angeord ^¬ net, wodurch sich ebenfalls eine räumliche Begrenzung ergeben kann. Oft ist ein lokales Netzwerk auf ein Firmengelände oder einen Bürokomplex beschränkt.

So kann beispielsweise die IT-Infrastruktur auf einem Firmengelände zu einem lokalen, modularen Rechnernetzwerk zusammen- gefasst sein. Bei größeren Firmen kann ein solches Firmenge ^¬ lände durchaus eine Ausdehnung von wenigen Kilometern erreichen. Ein lokales, modulares Rechnernetzwerk kann sich jedoch nicht über mehrere Kontinente erstrecken. Zwar könnte eine Firma eine Niederlassung in Rom und eine weitere Niederlas ^¬ sung in Tokio haben, jedoch würde das lokale, modulare Rech ^¬ nernetzwerk sich auf jeweils einen Standort beschränken. Zwar mag eine Verbindung von zwei lokalen modularen Rechnernetzwerken möglich sein, dies bedeutet jedoch nicht, dass daraus eine einzige Edge-Cloud hervorgeht.

Die bisher eingesetzten lokalen Netzwerke setzen zur Realisierung homogene Rechenmodule ein. Homogene Rechenmodule sind untereinander ähnlich und weisen Übereinstimmungen bei einer oder mehreren charakterisierenden Eigenschaften auf. Oft werden solche Netzwerke als Komplettpaket von einem Anbieter vertrieben, was zum Beispiel dazu führt, dass alle Rechenmo- dule dasselbe Betriebssystem aufweisen können. Im Gegensatz dazu ermöglicht die vorliegende Anmeldung auch die Bildung eines lokalen, modularen Rechnernetzwerkes, welches heteroge ^¬ ne Komponenten aufweisen kann. Darüber hinaus ist ein Rech- nernetzwerk gemäß dieser Anmeldung deutlich flexibler anpassbar als ein stationäres Rechnernetzwerk. Zudem treten bei bisherigen Edge-Cloud-Lösungen einige Defizite auf.

Unterschiedliche Anwendungsfälle oder verschiedene Einsatzor- te bedürfen eines noch flexibleren Konzeptes mit der Fähigkeit, sich zumindest teilweise den Anforderungen anzupassen. Bei einem stationären Rechnernetzwerk ist dies erstmals nicht gegeben. Anwendungsfälle, welche temporär auftreten, können eine temporäre Installation oder dynamische Infrastrukturen benötigen. Daher ist ein hohes Maß an Nutzerfreundlichkeit, im Idealfall ein installationsloser Einsatz von Software und weiteren Komponenten sinnvoll. Nötige Anpassungen am lokalen, modularen Rechnernetzwerk sollten im Idealfall auch von einem Laien und nicht nur von Netzwerk-Experten möglich sein. Es sind einige Szenarien vorstellbar, bei denen eine Offline- Ausführung erwünscht ist. Auch in diesen Fällen sollten bestimmte Rechenmodule, die Teil des lokalen, modularen Rech ^¬ nernetzwerkes sind, ihre Arbeit fortsetzen können. Die Arbeit der Rechenmodule soll also nicht von einer Onlineverbindung abhängig sein. In vielen Fällen teilen sich mehrere Teilnehmer ein Netzwerk und die dazugehörige IT-Infrastruktur. Diese Teilnehmer können Menschen, aber auch die Rechenmodule als Teil des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes sein. Bestimmte Anforderungen bedürfen einer erhöhten Rechenkapazität. Das lokale, modulare Rechnernetzwerk sollte derart flexibel aus ^¬ gestaltet sein, um auf rechenintensive Anfragen adäquat rea ^¬ gieren zu können. Hinsichtlich der Flexibilität kann es auch richtig sein, dass das lokale, modulare Rechnernetzwerk auch Geräte und Software unterschiedlicher Hersteller unterstützt.

Die vorgenannten Defizite zeigen, dass gegenwärtig vorhandene lokale, modulare Rechnernetzwerke nicht oder nur unzureichend auf verschiedene Anwendungsfälle beziehungsweise Anforderun- gen reagieren können. Daher stellt sich der Anmelderin die Aufgabe, ein lokales, modulares Rechnernetzwerk bereitzustel ^¬ len, das flexibel auf unterschiedliche Anforderungen reagie ^¬ ren kann. Dabei liegt der Fokus nicht auf der Herstellung ei- nes lokalen, modularen Rechnernetzwerkes, sondern auf der An- passbarkeit und Flexibilität bestehender Netzwerke, welche heterogene Komponenten beziehungsweise Rechenmodule aufwei ^¬ sen. Ein solches System von heterogenen Rechenmodulen sollen mithilfe dieser vorliegenden Erfindung den Anforderungen op- timal angepasst werden.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäß Pa ^¬ tentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Es wird auch eine Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe bereitgestellt.

Diese Vorrichtung weist ebenfalls vorteilhafte Weiterbildun ^¬ gen auf.

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Zutei- len von zumindest einer digitalen Ressource eines lokalen, modularen Rechnernetzwerkes, welches wenigstens zwei Rechen ^¬ module aufweist, denen jeweils ein Ressourcenwert für eine digitale Ressource zugeordnet ist, in Abhängigkeit von einem Eingabedatensatz, der eine Ressourcenanfrage mit einem Be- darfswert aufweist, mittels einer Steuereinheit, die folgende Verfahrensschritte ausführt. Zunächst greift die Steuerein ^¬ heit auf den Eingabedatensatz zu und liest den Eingabedatensatz ein. Die Steuereinheit ruft von jedem Rechenmodul, das Teil des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes ist, den Res- sourcenwert ab, wobei der Ressourcenwert einen verfügbaren Anteil der digitalen Ressource des jeweiligen Rechenmoduls repräsentiert. Die Steuereinheit vergleicht den Bedarfswert mit zumindest einem der abgerufenen Ressourcenwerte. In Ab ^¬ hängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichens teilt die Steuereinheit zumindest einer der digitalen Ressourcen zu der Anfrage zu. Die jeweiligen Rechenmodule können individuelle Funktionen aufweisen beziehungsweise erfüllen. Die jeweiligen Rechenmodule sind vorzugsweise innerhalb eines Arbeitsbereichs ange ^¬ ordnet, um ihre jeweiligen zugewiesenen Aufgaben zu erfüllen. Der Begriff Arbeitsbereich kann in diesem Zusammenhang zwei Bedeutungen haben. Zum einen kann der Arbeitsbereich räumlich begrenzt sein, das heißt ein Rechenmodul kann beispielsweise einer bestimmten Werkhalle oder einem Zimmer zugeordnet sein. Zum anderen kann der Arbeitsbereich sich auf eine bestimmte Aufgabe beziehungsweise eine Funktion beziehen. Ein Rechenmo ^¬ dul kann bestimmten Funktionen fest zugewiesen worden sein. Es ist jedoch auch möglich, dass einem Rechenmodul neue Funktionen zugewiesen werden. Im Normalfall werden die Rechenmodule getrennt voneinander ausgeführt. Das heißt insbesondere, dass zwischen Rechenmodulen in der Regel keine Kommunikation vorgesehen ist. Somit können unterschiedliche Rechenmodule sich nicht gegenseitig beeinflussen. Ein Arbeitsbereich eines Rechenmoduls kann weitere Funktionen beziehungsweise Kompo ^¬ nenten aufweisen, welche für das jeweilige Rechenmodul in dem jeweiligen Arbeitsbereich zur Verfügung gestellt werden. Zu diesen Komponenten oder Funktionen können beispielsweise Sensoren, Aktuatoren, Schnittstellen zu industriellen Protokollen (englisch: industrial protocol daemons) , oder verschiede ^¬ ne Softwareanwendungen gehören.

Unter dem Begriff der digitalen Ressource beziehungsweise der digitalen Ressourcen sind insbesondere Speicherkapazität, Re ^¬ chenkapazität, Rechenleistung, sowie Kapazitäten für die Kommunikation zu verstehen. Diese digitalen Ressourcen werden durch die Verfahrensschritte in einem lokalen, modularen

Rechnernetzwerk erfasst und gemäß der Ressourcenanfrage in ^¬ nerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes verteilt. Insbesondere beschreiben die Verfahrensschritte wie sehr un ^¬ terschiedliche Ressourcen, z.B. die Rechenleistung eines Ser- vers und die eines kleinen industriellen Steuergerätes als einheitlich verwalteter Ressourcenpool gestaltet werden können. Dabei geht es nicht darum, ein lokales, modulares Rech- nernetzwerk durch Bereitstellen von neuen Rechenmodulen, beispielsweise von PCs, neu zu erzeugen oder zu ergänzen.

Vielmehr geht es darum, bereits vorhandene Rechenmodule und deren Ressourcenwerte zu erfassen. Diese Ressourcenwerte wer ^¬ den mit dem Bedarfswert, der die Ressourcenanfrage repräsen ^¬ tiert, mit dem jeweiligen Ressourcenwerte der Rechenmodule verglichen. Anhand unterschiedlicher Ressourcenanfragen kann sich demnach die Zuordnung der digitalen Ressourcen innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes ändern. Diese Ände ^¬ rungen können flexibel ausgestaltet werden und somit ist es möglich, ein intelligentes lokales, modulares Rechnernetzwerk bereitzustellen. Wird beispielsweise eine äußerst rechenin ^¬ tensive Datenverarbeitung gestartet, so würde das erfindungs- gemäße Verfahren die Aufgabe nicht zwangsweise auf dem Re ^¬ chenmodul durchführen, bei dem die Ressourcenanfrage getätigt worden ist. Es würden die digitalen Ressourcen innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes ermittelt und mit dem Bedarfswert, in diesem Fall die rechenintensive Datenauswer- tung, verglichen werden. Dieser Vergleich könnte zum Beispiel zu dem Ergebnis kommen, dass ein anderes Rechenmodul inner ^¬ halb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes verfügbar ist, welches mehr Rechenleistung für diese Aufgabe bereitstellen kann. Der Bedarfswert der Ressourcenanfrage könnte in diesem Beispiel eine Zeitvorgabe sein, innerhalb derer die rechenin ^¬ tensive Datenauswertung erfolgen soll. In diesem Fall würden die digitalen Ressourcenwerte in Zeitwerte umgewandelt, wel ^¬ che daraufhin mit dem Bedarfswert verglichen werden können. In diesem Beispiel ergäben sich für die unterschiedlichen Re- chenmodule verschiedene Zeitwerte, welche die Rechenmodule benötigen würden, um die Anforderung erfüllen zu können. Ein Vergleich mit dem Bedarfswert, in diesem Fall eine Zeitvorga ^¬ be, würde aufzeigen, welche Rechenmodule innerhalb des loka ^¬ len, modularen Rechnernetzwerkes diese Aufgabe in der vorge- gebenen Zeit erfüllen können. Dies kann eventuell ein anderes Rechenmodul sein, bei dem die Anfrage getätigt wurde. Das er ^¬ findungsgemäße Verfahren ist dabei nicht auf die jeweiligen Rechenmodule insofern beschränkt, dass die Rechenmodule für sich einzeln geprüft werden. Es ist auch möglich, die Ressourcenanfrage aufzuteilen und unterschiedliche oder mehrere Rechenmodule zur Erfüllung der Aufgabe heranzuziehen. In einem solchen Fall würde sich ein komplexerer Vergleichsalgo- rithmus ergeben als in dem vorgenannten einfacheren Beispiel.

Damit ist es möglich, ein lokales, modulares Rechnernetzwerk aus vorhandenen Rechenmodulen zu generieren, welches sich automatisch in Abhängigkeit von der Ressourcenanfrage nach oben beziehungsweise nach unten skalieren kann. Das heißt, wenn sich innerhalb eines solchen Netzwerkes eine neue zusätzliche Aufgabe ergibt, welche zusätzliche digitale Ressourcen benö ^¬ tigt, so kann das lokale, modulare Rechnernetzwerk flexibel darauf eingestellt werden oder darauf reagieren. Dies kann anhand eines komplexeren Vergleichsalgorithmus bewerkstelligt werden .

In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die einzelnen Verfah- rensschritte in einer digitalen Abbilddatei gespeichert sind und das Verfahren nach einer Aktivierung der Abbilddatei durch die Steuereinheit automatisch ausgeführt wird. Diese Abbilddatei kann eine binäre Datei oder ein komprimiertes Ar ^¬ chiv sein, welche die erforderlichen Informationen beinhal- ten. In der Abbilddatei können Grundfunktionen hinterlegt sein, die für mehrere Dienste notwendig sind, wie zum Bei ^¬ spiel eine Authentifizierungsfunktion bezüglich der jeweiligen Rechenmodule. Diese Abbilddatei kann auf üblichen Computern mit dazugehörigen Betriebssystemen als ausführbare Bootdatei gestartet wer ^¬ den. Das heißt die Abbilddatei kann als sogenanntes ISO-Image ausgeführt sein. Kommt eine Abbilddatei zum Einsatz, so setzt die Steuereinheit diese Abbilddatei ein. Die Steuereinheit kann auch als Kontrolleinheit betrachtet werden. Die Steuer ^¬ einheit hat Informationen über alle Rechenmodule inklusive deren Fähigkeiten, insbesondere deren digitalen Ressourcen. Mithilfe der Steuereinheit kann eine Netzwerkstruktur und de- ren einzelnen Fähigkeiten ermittelt werden. Das heißt die Steuereinheit kann die jeweiligen Rechenmodule detektieren und somit die Struktur des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes erfassen. Durch das Ausführen der Abbilddatei kann die Steuereinheit das erfindungsgemäße Verfahren in Gang setzen. In der Abbilddatei können unterschiedliche Vergleichs- bezie ^¬ hungsweise Zuordnungsalgorithmen hinterlegt sein. Diese Algo ^¬ rithmen können das Zuteilen von den digitalen Ressourcen in Abhängigkeit von dem Bedarfswert beeinflussen. Die Zutei- lungs- beziehungsweise Vergleichsalgorithmen können dabei mehr oder weniger komplex ausgestaltet sein.

In einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Abbilddatei außerhalb des lokalen, modu ^¬ laren Rechnernetzwerkes ohne Verwendung der Steuereinheit er ^¬ stellt wird. Um die in der Abbilddatei hinterlegten Algorithmen zu modifizieren oder zu verbessern, ist es daher nicht notwendig, die Steuereinheit zu verwenden. Zwar bedarf es der Steuereinheit, um letztendlich das Verfahren in Gang zu setzen, jedoch kann die Abbilddatei (englisch: image) , welche das erfindungsgemäße Verfahren bereithält, auch auf einem an ^¬ deren Rechenmodul oder einem anderen Computer verändert werden. Damit ist es möglich, den Prozess des Zuteilens von di ^¬ gitalen Ressourcen innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes auch außerhalb des Rechnernetzwerkes zu beeinflus ^¬ sen. So könnte beispielsweise eine Softwarefirma beauftragt werden, die Abbilddatei zu modifizieren beziehungsweise zu verbessern . In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, wobei die erstellte Abbilddatei der Steuereinheit zur Verfügung gestellt wird und die Abbild ^¬ datei innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes aus ^¬ geführt wird. Wurde, wie im vorigen Absatz beschrieben, die Abbilddatei extern modifiziert, so kann die veränderte Ab ^¬ bilddatei der Steuereinheit übermittelt werden, welche bei einer Ausführung des Verfahrens die neue Abbilddatei berück ^¬ sichtigen kann. Dabei kann die Abbilddatei der Steuereinheit auf unterschiedliche Art und Weise zur Verfügung gestellt werden. Denkbar wäre ein Datentransfer mittels eines Datenträgers (zum Beispiel CD-ROM, USB-Stick) oder die Steuereinheit könnte über einen weiteren PC, der nicht Teil des Rech- nernetzwerkes sein muss, ferngesteuert werden. Eine solche Fernsteuerung wird oft auch als Remote-Steuerung bezeichnet. Je nach Bedarf beziehungsweise Sicherheitsvorschriften kann der Remotezugriff auf die Steuereinheit möglich oder ausgeschlossen sein.

Auch ist es möglich, dass die Steuereinheit auf ein weiteres Rechenmodul, welches nicht Teil des modularen, lokalen Rech ^¬ nernetzwerkes sein muss, zugreift. Auf diesem weiteren Re ^¬ chenmodul, beispielsweise einem PC, kann eine Abbilddatei ge- speichert sein, auf die die Steuereinheit zugreift und dann innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes ausführt. Damit ist es möglich, über eine Remoteverbindung Dienste bei Bedarf in das modulare, lokale Rechnernetzwerk zu integrieren und darin auszuführen. Das lokale, modulare Rechnernetzwerk kann zunächst mit einem Minimum von Diensten gestartet werden und erst bei Bedarf weitere Dienste über zusätzliche Abbild ^¬ dateien in das Rechnernetzwerk integrieren. Dies kann so ausgestaltet sein, dass eine Integration von zusätzlichen Abbilddateien während des Betriebs möglich ist. Zum Implemen- tieren der Abbilddateien beziehungsweise der dazugehörigen

Dienste kann das Konzept der OpenStack Software oder skript ^¬ basierten SSH- oder FTP-Dienste zum Einsatz kommen. In diesem Fall wäre die OpenStack Software das Werkzeug, welches die Abbilddatei dem lokalen, modularen Rechnernetzwerk zur Verfü- gung stellt.

In einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechenmodule von der Steuereinheit ein ^¬ zeln angesteuert werden und zwischen den Rechenmodulen keine Signale, welche die verfügbaren Anteile der digitalen Res ^¬ sourcen betreffen, ausgetauscht werden. In vielen Fällen ist vorgesehen, dass innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes die jeweiligen Rechenmodule untereinander keine Signale austauschen können. In dieser Variante der Erfindung können die Rechenmodule separat einzeln angesteuert werden. So kann vermieden werden, dass die Rechenmodule sich gegenseitig negativ beeinflussen. Erhält beispielsweise ein Robo- ter, der ein Rechenmodul darstellen kann, ein Aktivierungssignal, so kann dieser Roboter das Aktivierungssignal nicht an weitere Rechenmodule weiterreichen. Vorzugsweise ist für das Ansteuern der Rechenmodule eine Kommunikationsverbindung zu der Steuereinheit eingerichtet. Die jeweiligen Rechenmodu- le können in dieser Ausführungsform jeweils eine Kommunikationsverbindung zu der Steuereinheit haben, jedoch werden unter den jeweiligen Rechenmodulen keine Signale ausgetauscht.

In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit das Verfahren nach einem bereitgestellten Regelwerk ausführt, welches insbesondere einen Zeitplan für das Ausführen der Verfahrensschritte a) bis d) umfasst. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das lokale, modulare Rechnernetzwerk zu bestimmten Zeiten in einen sogenannten Standby-Modus geschaltet wird. Ein solcher Zeitraum könnte zum Beispiel der Zeit ^¬ raum eines Betriebsurlaubs sein. Auch kann vorgesehen sein, zu bestimmten Zeiten gewisse digitale Ressourcen bereitzuhal ^¬ ten, um eventuelle Arbeitsspitzen, welche mehr digitale Res- sourcen benötigen als sonst, abzufangen. Das Regelwerk kann einen Zeitplan beschreiben, jedoch sind auch andere Regelwerke vorstellbar. So kann das Ausführen des Verfahrens durch die Steuereinheit auch von nicht-zeitlichen Parametern abhängig sein.

Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zur Zuteilung von digitalen Ressourcen eines lokalen, modularen Rechnernetzwerkes, welches wenigstens zwei Rechenmodule auf ^¬ weist, denen jeweils ein Ressourcenwert für eine digitale Ressource zugeordnet ist, in Abhängigkeit von einem Eingabe ^¬ datensatz, der eine Ressourcenanfrage mit einem Bedarfswert aufweist, mittels einer Steuereinheit bereit. Die Steuerein ^¬ heit ist dabei derart ausgestaltet, auf den Eingabedatensatz zuzugreifen und den Eingabedatensatz auszulesen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinheit ausge ^¬ staltet ist, von jedem Rechenmodul, das Teil des lokalen, mo- dularen Rechnernetzwerkes ist, den Ressourcenwert abzurufen, wobei der Ressourcenwert einen verfügbaren Anteil der digita ^¬ len Ressource des jeweiligen Rechenmoduls repräsentiert. Die Steuereinheit ist ferner ausgestaltet, den Bedarfswert mit zumindest einem der abgerufenen Ressourcenwerte zu verglei ^¬ chen und zumindest einer der digitalen Ressourcen zu der An- frage in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichens zu ^¬ zuteilen. Die Vorteile, welche im Zusammenhang mit Patentanspruch 1 genannt wurden, gelten sinngemäß auch für diesen dazugehörigen Vorrichtungsanspruch . Eine vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass wo ^¬ bei die wenigstens zwei Rechenmodule ein heterogenes Rechner ^¬ netzwerk bilden. Ein heterogenes Rechnernetzwerk weist mehrere Rechenmodule auf, welche sich in wenigstens einer charak ^¬ terisierenden Eigenschaft unterscheiden. Die heterogenen Re- chenmodule können sich insbesondere aus ungleichen Einheiten zusammensetzen. So kann zum Beispiel ein Rechenmodul als Desktop-PC und ein anderes Rechenmodul als Roboter ausgebil ^¬ det sein. Die unterschiedlichen Rechenmodule können ein lokales Rechnernetzwerk bilden. Die Rechenmodule können unter- schiedliche Übertragungsmethoden aufweisen oder topologisch anders aufgebaut sein. So kann eine Übertragungsmethode eine verschlüsselte Datenübertragung vorsehen, eine andere Datenübertragung kann sich nur auf eine Umgebung von wenigen Metern um das Rechenmodul beschränken (z.B. Bluetooth) oder die Übertragungsart kann eine Datenübertragung zwischen Rechenmo ^¬ dulen vorsehen, die voneinander über 10 Meter entfernt sind. Auch eine Datenübertragung mittels einer

Satellitenkommuniaktion zu noch weiter entfernten Rechenmodulen ist denkbar.

Übertragungsmedien innerhalb eines Rechenmoduls können sich von denen eines anderen Rechenmoduls unterscheiden. So kann ein Rechenmodul beispielsweise Koaxialkabel und ein anderes TP-twisted-pair Kabeln als Übertragungsmedien aufweisen. Solche Übertragungsmedien können verschiedene Rechenmodule physikalisch verbinden, es können demnach z.B. zwei Rechenmodule miteinander durch ein Kabel verbunden sein. Kommen mehrere Kabelverbindungen zum Einsatz, so kann die Art des Kabels unterschiedlich sein. Auch unterschiedliche Betriebssysteme für die jeweiligen Rechenmodule sind möglich. Bezüglich der Topo- logie können heterogene lokale Netzwerke in Bus-, Stern- oder Ringtopologie aufgebaut sein. Weitere Aspekte des heterogenen Netzwerks können mittels unterschiedlicher Netzkonfiguration oder Zugangsverfahren der Rechenmodule verwirklicht sein.

Somit gibt es viele Möglichkeiten, wie die Rechenmodule ein heterogenes Rechnernetzwerk bilden können. Durch ihre unterschiedlichen charakterisierenden Eigenschaften können diese Rechenmodule einen heterogenen Pool von digitalen Ressourcen bilden. Dies wird oft als heterogener Ressourcenpool bezeich ^¬ net. Dieser Ressourcenpool kann daher unterschiedliche digi ^¬ tale Ressourcen aufweisen. In der Regel handelt es sich nicht um eine einheitliche Ressource, die immer gleich oder ähnlich ausgestaltet ist, zum Beispiel ein Server-Rack, sondern be ^¬ vorzugt bilden verschiede Geräte, die Rechenmodule, ein hete ^¬ rogenes Netzwerk mit jeweils speziellen Fähigkeiten. Wenn deren digitale Ressourcen unterschiedlich sind, weist das heterogene Rechnernetzwerk ebenfalls einen heterogenen Ressourcenpool auf.

Insbesondere kann das lokale, modulare Rechnernetzwerk als heterogenes Netzwerk ausgebildet sein. Beispielsweise gibt es Rechenmodule, welche eine bestimmte Art der Kommunikation als digitale Ressource unterstützen, zum Beispiel ProfiNet. Ande ^¬ re Rechenmodule können in Echtzeit Berechnungen ausführen, sie können also „Real-Time-fähig" sein, und somit die in der Automatisierung notwendigen Berechnungen unter Echtzeitbedin- gungen eingesetzt werden. Solche Rechenmodule können als di ^¬ gitale Ressource Rechenleistung anbieten. Weitere Rechenmodu ^¬ le können als digitale Ressource Speicherkapazität bereithal ^¬ ten. Andere Geräte als Rechenmodule sind für Datenbankabfra- gen sehr gut geeignet. Oder es kann ein Rechenmodul innerhalb des heterogenen Netzwerkes geben, wobei das Rechenmodul als Gateway zwischen Kommunikationstechnologien dient (z.B. Gateway zwischen iWLAN (industrial wireless local area network - Weiterentwicklung des WLAN zur zeitgenauen Übertragung von Datensätzen), Ethernet, Satellitenkommunikation, etc.).

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Steuereinheit ausgestaltet ist, ein mobiles Re ^¬ chenmodul in das lokale, modulare Rechnernetzwerk automatisch insbesondere zu integrieren, falls das Rechenmodul in einen Raumbereich eintritt und zu entlassen, falls das Rechenmodul den Raumbereich verlässt. Ein mobiles Rechenmodul kann zum Beispiel ein beweglicher Roboter sein. Auch Smartphones, welche von Menschen von einem Raumbereich in einen anderen Raum- bereich transportiert werden, können als mobile Rechenmodule angesehen werden. Ebenfalls kann ein größeres Rechenmodul, wie zum Beispiel ein Schiff, als mobiles Rechenmodul einge ^¬ stuft werden. Da mobile Rechenmodule beweglich sind, können diese den Einflussbereich des lokalen, modularen Rechnernetz- werkes verlassen beziehungsweise in diesen Bereich eintreten.

Das heißt in dieser Variante ist das lokale, modulare Rech ^¬ nernetzwerk hinsichtlich der Art und der Anzahl der jeweiligen Rechenmodule nicht stationär festgelegt. Umfasst bei- spielsweise das lokale, modulare Rechnernetzwerk einen Teil eines Hafens, so stellt ein einfahrendes Schiff ein mobiles Rechenmodul dar. Dieses mobile Rechenmodul, in diesem Fall das Schiff, würde durch das Einfahren in den Hafen in den Einflussbereich des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes ge- langen. Die Steuereinheit des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes könnte dieses Schiff registrieren und deren jeweiligen Rechenmodule in das modulare, lokale Rechnernetzwerk integ ^¬ rieren. Damit würden sich die digitalen Ressourcen erhöhen, was bei der Zuteilung der digitalen Ressourcen von Bedeutung sein kann. Besitzt das Schiff beispielsweise viele leistungs ^¬ starke Computer, so können rechenintensive Aufgaben temporär auf das Schiff ausgelagert werden. Wenn das mobile Rechenmo ^¬ dul den Einflussbereich des lokalen, modularen Rechnernetz- werkes wieder verlässt, wird es durch die Steuereinheit aus dem Rechnernetzwerk ausgeloggt und daraus entlassen. In dieser Variante der vorliegenden Erfindung können das lokale, modulare Rechnernetzwerk hinsichtlich seiner Rechenmodule und deren Kapazitäten schwanken. Vereinfacht gesagt, kann in dieser Variante der Erfindung das lokale, modulare Rechnernetzwerk „atmend" ausgeführt sein.

In einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Rechenmodule in einem Raumbereich angeordnet sind, der dem lokalen, modularen Rechnernetzwerk zugeordnet ist. Ein solcher Raumbereich kann zum Beispiel eine Werkhalle sein. Darin können sich mehrere Rechenmodule, beispielsweise Roboter, aufhalten. Damit ist es möglich, das lokale, modula- re Rechnernetzwerk in unterschiedliche Raumbereiche aufzutei ^¬ len und die jeweiligen Rechenmodule einem Raumbereich zuzuordnen. Dies kann unter Umständen bei einer eventuellen Fehlersuche sehr hilfreich sein. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechenmodule jeweils eine Schnittstelle für das Kommunizieren mit einer oder mehreren Rechenmodulen aufweisen. In dieser Variante können Rechenmodule auch untereinander Signale austauschen. Somit können bestimmte Kommunikationskanäle zwischen Rechenmodulen geschaffen werden, die es ermöglichen, dass bestimmte Signale oder Parameter direkt zwischen den Rechenmodulen ausgetauscht werden können. So könnte beispielsweise ein Rechenmodul, wel ^¬ ches einen temperaturabhängigen Prozess ausführt, mit einem anderen Rechenmodul kommunizieren, welches einen Temperatursensor auslesen kann.

Eine vorteilhafte weitere Variante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Rechenmodul über eine Kommunikationsver- bindung mit einer Sensoreinheit gekoppelt ist, wobei die Sen ^¬ soreinheit ausgebildet ist, einen Umgebungsparameter aufzu ^¬ nehmen. Eine solche Sensoreinheit kann zum Beispiel eine Ka ^¬ mera oder ein Temperatursensor sein. Der Temperatursensor kann insbesondere die Temperatur in seiner Umgebung erfassen, die Kameraeinheit kann insbesondere Bilder beziehungsweise Fotos in ihrer Umgebung aufnehmen und abspeichern. Diese Umgebungsparameter können über die Kommunikationsverbindung der Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgestaltet ist, das Zuteilen der zumindest einen digitalen Ressource in Abhängig- keit von dem Umgebungsparameter vorzunehmen. Wird beispielsweise über die Kameraeinheit festgestellt, dass ein Last ^¬ kraftwagen mit einer Lieferung ein Werksgelände betritt, so kann die Steuereinheit jene Rechenmodule, welche die Logistik und den Warenempfang betreffen, mit zusätzlichen digitalen Ressourcen ausstatten. Auch ist es möglich, die Zuteilung der digitalen Ressourcen in Abhängigkeit von einer Temperatur vorzunehmen. Bei einer höheren Temperatur kann die Effektivität von Rechenmodulen herabgesetzt sein, was ein neues Zutei ^¬ len der digitalen Ressourcen innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes nötig macht. Somit kann das erfindungsgemä ^¬ ße Verfahren in Abhängigkeit von einem Umgebungsparameter vorgenommen werden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das lokale, modulare Rechnernetzwerk ei ^¬ ne zumindest teilweise kabelgebundene Kommunikationsverbin ^¬ dung zu einer weiteren externen Steuereinheit aufweist. Diese externe Steuereinheit kann also außerhalb des lokalen, modu ^¬ laren Rechnernetzwerkes platziert sein. Die externe Steuer- einheit kann Teil eines Remotesystems sein, welches oft auch als „Backend-System" bezeichnet wird. Damit ist es möglich, das lokale, modulare Rechnernetzwerk aus der Ferne über die externe Steuereinheit einzurichten beziehungsweise zu steu ^¬ ern. Dieses Remote-System und das lokale, modulare Rechner- netzwerk sind dabei vorzugsweise über ein LAN-Netzwerk oder ein WAN-Netzwerk verbunden. Auch eine Kombination von LAN- beziehungsweise WAN-Netzwerken ist möglich, um das Backend- System mit dem lokalen, modularen Rechnernetzwerk zu verbinden .

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Fi- guren näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 eine Prinzipskizze eines lokalen, modularen Rech ^¬ nernetzwerkes mit den dazugehörigen Komponenten sowie einer externen Steuereinheit in einem Backend- System;

FIG 2 zwei Rechenmodule innerhalb des lokalen, modularen

Rechnernetzwerkes mit dazugehörigen digitalen Res ^¬ sourcen;

FIG 3 schematische Skizze zur Darstellung der Aktivierung eines Rechenmoduls mit Zugang zu Sensoren und Ak- tuatoren; FIG 4 beispielhafte Skizze eines lokalen, modularen Rech ^¬ nernetzwerkes mit mobilen Rechenmodulen, welche das Netzwerk verlassen beziehungsweise in es hineintre ^¬ ten . FIG 1 zeigt schematisch ein lokales, modulares Rechnernetz ^¬ werk EC, das in einem Arbeitsbereich Wl zwei Rechenmodule Tl und T2 aufweist. In diesem Beispiel besitzt das Rechenmodul Tl eine Kommunikationsverbindung zu dem Sensor Sl. Kommunikationsdienste im industriellen Maßstab bedürfen typischerweise einer direkten Verbindung und setzen häufig bestimmte Standards voraus. Vorzugsweise ist die Kommunikationsverbindung über den EtherCAT- oder Profinet-Standard definiert. In die ^¬ sem Fall bedeutet dies, dass die Rechenmodule Tl beziehungs ^¬ weise T2 nicht beliebig zum lokalen, modularen Rechnernetz- werk EC angeordnet sein können. Das heißt das lokale, modula- re Rechnernetzwerk EC ist häufig in der Nähe der betreffenden Rechenmodule Tl oder T2 angeordnet. In der Regel wird das lo ^¬ kale, modulare Rechnernetzwerk EC in demselben Gebäude ange- ordnet sein, wie die dazugehörigen Rechenmodule Tl und T2. Das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC ist bisher vor allem durch englische Begriffe bekannt. Häufig wird das lokale, mo ^¬ dulare Rechnernetzwerk EC mit dem Begriff „Industrial Edge- Cloud" beziehungsweise „Edge Computing" umschrieben. Der Arbeitsbereich Wl umfasst in diesem Beispiel der FIG 1 die Re ^¬ chenmodule Tl und T2. Diese Rechenmodule wiederum weisen eine Kommunikationsverbindung zu den zu ihnen zugehörigen Sensoren Sl, S2 oder S3 auf. Über diese Kommunikationsverbindungen können die dazugehörigen Aktuatoren A durch die Rechenmodule Tl, T2 angesteuert werden.

Der Arbeitsbereich Wl kann räumlich definiert sein oder durch andere Eigenschaften vorgegeben sein. So können beispielswei- se jene Rechenmodule zu einem Arbeitsbereich zusammengefasst sein, welche dieselbe Aufgabe erfüllen sollen. Die Rechenmo ^¬ dule Tl und T2 können ihrerseits vorgegebene Funktionen F ausführen beziehungsweise wahrnehmen. Solche Funktionen F können zum Beispiel industrielle Anwendungen, Authentifizie- rungen, Aufbau einer firmeninternen Kommunikationsverbindung, etc. sein. Sie können in einem vorgegebenen Rahmen bestimmte Signale untereinander austauschen. Anhand einer Authentifi- zierungsfunktion können sich die Rechenmodule Tl und T2 untereinander erkennen. Die Rechenmodule Tl und T2 können für gewisse Datenverarbeitungen verwendet werden. So ist es mög ^¬ lich, dass von digitalen Ressourcen 10, 11, 14 im Rahmen eines Produktionsleitsystems eingesetzt werden. Ebenso können die Rechenmodule Tl und T2 Aufgaben ausführen, welche ihnen durch eine Steuereinheit 15 oder externe Steuereinheit 15 ^λ zugeteilt wurden.

Die Zuteilung der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 erfolgt dabei durch die Steuereinheit 15 oder die externe Steuereinheit 15 ^λ . Vorzugsweise greift die Steuereinheit 15 auf eine Ab- bilddatei zu, in der die Verfahrensschritte a) bis d) hinter ^¬ legt sind. Dabei können unterschiedliche und komplexe Ver ^¬ gleichs- beziehungsweise Zuteilalgorithmen in der Abbilddatei hinterlegt sein. Die FIG 1 zeigt zudem ein Fernsteuerungssystem, welches oft auch als Backend-System BS bezeichnet wird. Dieses Backend- System BS ist optional, jedoch kann erwünscht sein, die Kon- figuration des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC durch die weitere externe Steuereinheit 15 ^λ vorzunehmen. Die exter ^¬ ne Steuereinheit 15 ^λ ist innerhalb des Backend-Systems BS an ^¬ geordnet. In dem Backend-System BS kann der Arbeitsbereich Wl mit den Rechenmodulen Tl und T2 dargestellt werden. Über eine Wide Area Network Verbindung 1 (WAN-Verbindung) beziehungsweise eine LAN-Verbindung 2 kann das Backend-System BS mit dem lokalen, modularen Rechnernetzwerk EC verbunden werden. Diese beiden Verbindungen sind vorzugsweise kabelgebunden. Im Bereich des Backend-Systems BS ist der Arbeitsbereich Wl als virtuelle Arbeitsumgebung anzusehen, der es erlaubt, auf verschiedene Funktionen F der Rechenmodule Tl und T2 zuzugrei ^¬ fen. Der Arbeitsbereich Wl innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC ist dagegen als räumlicher Arbeitsbe ^¬ reich zu verstehen. Die Sensoren und Aktuatoren können über spezifische Schnittstellen mit den dazugehörigen Rechenmodulen Tl und T2 verbunden werden. Normalerweise werden die Rechenmodule Tl und T2 einzeln von der Steuereinheit 15 bezie ^¬ hungsweise der externen Steuereinheit 15 ^λ angesteuert. Jedoch kann es vorgesehen sein, dass eine interne Kommunikationsver- bindung 16 zwischen den Rechenmodulen Tl und T2 vorgesehen ist. Über diese interne Kommunikationsverbindung 16 kann eine vorgegebene Kommunikation zwischen den beiden Rechenmodulen Tl und T2 stattfinden. Ist dies nicht erwünscht, so kann die interne Kommunikationsverbindung 16 schlichtweg entfallen.

Die Sensoren Sl, S2, S3 sowie die dazugehörigen Aktuatoren A sind vorzugsweise in der Nähe der Rechenmodule Tl und T2 an ^¬ geordnet. Dies ist vor allem bei einer speicherprogrammierten Steuerung (SPS) von großem Vorteil, da hier eine rasche Da- tenübertragung äußerst wichtig ist. In diesem Fall gilt die ^¬ selbe Argumentation für die Steuereinheit 15. Erhält zum Bei ^¬ spiel ein Fertigungsroboter, der als Rechenmodul betrachtet werden kann, viele Steuerungssignale pro Sekunde, so kann ei- ne unzureichende oder zu langsame Datenübertragung zu Fehlern im Produktionsablauf führen. Daher wird eine solche SPS- Steuerung vorzugsweise innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC ausgeführt und nicht über ein externes Rech- nernetzwerk, welches zum Beispiel sehr weit entfernt sein kann .

In der FIG 2 ist das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC mit den Rechenmodulen Tl und T2 sowie deren digitalen Ressourcen schematisch angedeutet. Das Rechenmodul Tl umfasst in diesem Beispiel eine hohe Rechenleistung 10, eine Speicherkapazität 11 sowie industrielle Computer 12. Dies ist jedoch nicht in ^¬ sofern zu verstehen, dass diese digitalen Ressourcen 10, 11 und die industriellen Computer 12 das Rechenmodul Tl darstel- len. Vielmehr soll damit angedeutet werden, dass das Rechen ^¬ modul Tl Zugriff auf diese digitalen Ressourcen 10, 11 sowie auf bestimmte industrielle Computer 12 hat.

In der FIG 2 hat das Rechenmodul T2 Zugriff auf weitere digi- tale Ressourcen. Die industriellen Computer 12 sind in diesem Beispiel ebenfalls dem Rechenmodul T2 zugeordnet. Das heißt die Rechenmodule Tl und T2 teilen sich die industriellen Computer 12 als digitale Ressource. Darüber hinaus sind dem Re ^¬ chenmodul T2 mobile Rechenmodule 13 sowie Kommunikationsgerä- te 14 zugeordnet. Die FIG 2 zeigt somit, dass die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 sich in folgende Hauptbestandteile be ^¬ schreiben lassen: Rechenleistung 10, Speicherkapazität 11 sowie Kommunikationsfähigkeiten 14. Das heißt die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 können unterschiedliche Kategorien be- treffen. Einige dieser Ressourcen betreffen die Hardware, andere die Kommunikation.

Vorzugsweise sind die jeweiligen Verfahrensschritte in der Abbilddatei hinterlegt. Diese Abbilddatei beinhaltet eine Ab- straktionsschicht für die Hardware. Man kann die Abbilddatei auch als Betriebssystem zwischen der Hardware und den bereitgestellten Diensten ansehen. Die Abbilddatei kann daher viele Rechenmodule ansprechen sowie deren digitalen Ressourcen 10, 11, 14 zuteilen. Um diese Aufgabe entsprechend erfüllen zu können, kann die Abbilddatei insbesondere mit Administrati ^¬ onsrechten ausgestattet sein. Dies kann auch einen Fernsteuerungszugriff beziehungsweise Remote-Zugriff auf ein Rechenmo- dul beinhalten.

Beispielsweise kann eine Kameraeinheit als Rechenmodul Tl an ^¬ gesprochen werden, um eine Authentifizierungsanfrage zu bear ^¬ beiten. Daher kann für die Kameraeinheit kurzzeitig eine hö- here Rechenleistung 10 beziehungsweise Speicherkapazität von- nöten sein. In diesem Fall kann gemäß den Befehlen, die in der Abbilddatei hinterlegt sind, vorgesehen sein, dass die Kameraeinheit für einen bestimmten Zeitraum zur Erfüllung der Authentifizierungsanfrage temporär mehr Rechenleistung 10 be- ziehungsweise Speicherkapazität 11 zugewiesen bekommt. Das heißt die in der FIG 2 gezeigte Zuordnungsstruktur würde sich in diesem Fall ändern. Somit ist eine bestimmte Zuordnungs ^¬ struktur nicht stationär, sondern kann sich je nach Ressourcenanfrage flexibel ändern. Das Ausführen beziehungsweise be- arbeiten der Abbilddatei kann auf einem Betriebssystem beziehungsweise einer anderen virtuellen Umgebung, welche Containertechnologien (englisch: another virtualization including Container technologies ) unterstützt, erfolgen. Eine mögliche Grundstruktur eines solchen Betriebssystems beziehungsweise virtuellen Umgebung kann insbesondere folgende Aspekte be ^¬ reitstellen .

Die Abbilddatei muss nicht zwangsläufig in der Nähe des zuge ^¬ hörigen Rechenmoduls Tl oder T2 angefertigt werden. Insbeson- dere kann die Abbilddatei mit einem benutzerfreundlichen Programm angefertigt beziehungsweise bearbeitet werden. Idealer ^¬ weise ist dieses benutzerfreundliche Programm vorkonfiguriert und bereits vorinstalliert. Es kann bedarfsweise geändert werden und erstellt bei entsprechender Ausführung idealerwei- se die Abbilddatei. Um dies zu bewerkstelligen, ist es vor ^¬ teilhaft wenn die jeweiligen Rechenmodule Tl beziehungsweise T2 abrufbar Informationen über ihre jeweiligen digitalen Ressourcen 10, 11, 14 bereithalten. Die Abbilddatei ist vorzugsweise unabhängig von der Konfigu ^¬ ration der jeweiligen Rechenmodule Tl, T2 beziehungsweise auch unabhängig von dem Arbeitsbereich Wl . Ebenfalls vorteil- haft ist es, wenn die Abbilddatei leicht transportierbar ist oder diese über eine Remote-Verbindung aus einem anderen Netzwerk bezogen werden kann. Dieses andere Netzwerk kann auch ein Onlinestore eines Zulieferers sein. Dieser Zuliefe ^¬ rer könnte sich auf das Vertreiben von entsprechenden Abbild- dateien spezialisiert haben und diese entsprechend zum Ver ^¬ kauf angeboten haben. Das heißt eine Abbilddatei kann über einen Onlinestore gekauft werden und im Anschluss daran durch die Steuereinheit 15 beziehungsweise durch die externe Steu ^¬ ereinheit 15 ^λ ausgeführt werden. Damit würde sich die Konfi- guration der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC ändern.

In FIG 3 ist schematisch angedeutet, wie das Rechenmodul Tl durch die Steuereinheit 15 ^λ angesprochen wird. In dem Ba- ckend-System BS wird das Rechenmodul Tl vorkonfiguriert. Eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Backend-System BS und dem lokalen, modularen Rechnernetzwerk EC wird in diesem Beispiel über die WAN-Verbindung 1 hergestellt. Die externe Steuereinheit 15 ^λ führt die entsprechende Abbilddatei aus. Dies hat zur Folge, dass das Rechenmodul Tl aktiviert wird und die dazugehörigen Sensoren Sl, S2 sowie die entsprechenden Aktuatoren A aktiviert werden. Zugleich werden dem Rechenmodul Tl entsprechende digitale Ressourcen zugewiesen, damit das Rechenmodul Tl eine in der Abbilddatei hinterlegte Anforderung bestimmungsgemäß erfüllen kann. In diesem Beispiel wird durch das Ausführen der Abbilddatei durch die ex ^¬ terne Steuereinheit 15 ^λ das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC hinsichtlich seiner digitalen Ressourcen 10, 11, 14 abgefragt. Durch den in der Abbilddatei integrierten Algorithmus werden die digitalen Ressourcenwerte und die Bedarfswerte ei ^¬ nem Vergleich unterzogen. Dieser Vergleich kann mehrere Randbedingungen beinhalten. Anhand des Ergebnisses dieses Ver- gleichs werden die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 durch die externe Steuereinheit 15 ^λ neu zugeteilt.

Im Beispiel der FIG 3 erfolgt die Zuteilung der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 durch die Steuereinheit 15 ^λ . Dies stellt einen Remotezugriff dar. Es ist jedoch auch möglich, dass die Steuereinheit 15, welche Teil des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC ist, die Zuteilung der digitalen Res ^¬ sourcen 10, 11, 14 bewirkt. Die Aktivierung der Abbilddatei erfolgt vorzugsweise automatisiert anhand einer vorgefertig ^¬ ten Programmierung. Die Aktivierung der Abbilddatei kann jedoch auch manuell durch einen Mitarbeiter erfolgen. Bedarfsweise kann dabei auch der Inhalt beziehungsweise die Befehle der Abbilddatei angepasst werden. Falls erforderlich, kann die Abbilddatei eine gesicherte Kommunikationsverbindung zu externen Diensten aufbauen. Über diese gesicherte Kommunikationsverbindung könnte beispielsweise über einen Onlinestore ein zusätzliches Programmpaket, welches Teil der Abbilddatei werden soll, bezogen werden. Das Ansprechen beziehungsweise Aktivieren der Rechenmodule Tl und T2 erfolgt vorzugsweise über sogenannte Zugriffspunkte. Über diese Zugriffspunkte be ^¬ ziehungsweise Schnittstellen können Steuersignale der Steuereinheit 15 beziehungsweise externen Steuereinheit 15 ^λ in das Betriebssystem der jeweiligen Rechenmodule Tl und T2 gelan- gen.

Die Steuereinheit 15 beziehungsweise die externe Steuerein ^¬ heit 15 ^λ kann somit auch externe Dienste über eine Remotever ^¬ bindung in Anspruch nehmen und innerhalb des lokalen, modula- ren Netzwerkes EC ausführen. Somit ist es möglich, das loka ^¬ le, modulare Rechnernetzwerk EC zunächst mit einer minimalen Anzahl von Diensten beziehungsweise Funktionen F zu starten. Kommen weitere Ressourcenanfragen hinzu, so kann die Steuereinheit 15 oder die externe Steuereinheit 15 ^λ über die in der Abbilddatei integrierten Befehle die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 neu zuteilen. Neben dem Zuteilen der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 kann die Steuereinheit 15 beziehungsweise die externe Steuereinheit 15 ^λ die digitale Ressourcen 10, 11, 14 von den jeweiligen Rechenmodulen Tl, T2 auch wieder abziehen. Das Zuteilen beziehungsweise Abziehen der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 kann über ein komplexes Managementservice verwirklicht werden, welches mit entsprechenden Befehlen in der Abbilddatei hinterlegt ist. Die Abbilddatei kann auch als startbares Script, oder als ausführbare Datei (Beispiel Exe- Datei) , ausgeführt sein. Bei einem erstmaligen Einsatz könnte die Steuereinheit 15 mittels der startbaren Abbilddatei zu ^¬ nächst die Gesamtstruktur des lokalen, modularen Rechnernetz- werkes EC erfassen sowie die dazugehörigen Rechenmodule Tl, T2 und deren digitalen Ressourcen 10, 11, 14. Im weiteren Verlauf ist es eventuell nicht mehr zwingend notwendig, stets das gesamte Rechnernetzwerk EC abzufragen und zu erfassen. Im Gegensatz zu bisher üblichen Edge-Cloud Lösungen aus der IT-Branche schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 flexibel neu zugeteilt bezie ^¬ hungsweise angeordnet werden können. Mehrere Rechenmodule Tl, T2 und so weiter formen einen heterogenen Pool aus digitalen Ressourcen 10, 11, 14, was als Ressourcenpool bezeichnet wer ^¬ den kann. Da jedes Rechenmodul Tl und T2 und so weiter ver ^¬ schiedene Fähigkeiten aufweisen kann, ist es sehr vorteilhaft, deren digitalen Ressourcen 10, 11, 14 nicht einem starren Korsett zu unterwerfen, sondern je nach Ressourcenanfrage flexibel zuzuteilen.

Der Vorteil dieser vorliegenden Erfindung zeigt sich insbesondere, wenn Rechenmodule Tl, T2 oder mobile Rechenmodule 13 betrachtet werden. Mobile Rechenmodule 13 können den Erfas- sungsbereich des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC verlassen und in ein neues zweites lokales, modulares Rechner ^¬ netzwerk eintreten. Bisher ist kein Ansatz bekannt, wie mobile Rechenmodule 13, welche den Erfassungsbereich des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC betreten, integriert werden können. Mobile Rechenmodule 13 können beispielsweise selbst ^¬ fahrende Roboter, Smartphones, Kraftfahrzeuge oder auch

Schiffe sein. In FIG 4 sind zwei unterschiedliche Raumbereiche LI und L2 gezeigt. Das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC beschränkt sich auf den Raumbereich LI . L2 gehört nicht mehr zum Rechnernetzwerk EC. In diesem Beispiel soll der Raumbereich LI ein Hafen sein. Der Raumbereich L2 stellt beispielsweise einen Güterbahnhof dar. Das Rechenmodul Tl sei in diesem Bei ^¬ spiel ein Kran zum Heben von Schiffscontainern. Das Rechenmodul T2 soll in diesem Beispiel ein Lastkraftwagen mit entsprechender Computersteuerung sein. Das Rechenmodul T3 ist in diesem Beispiel ein Schiff. Befindet sich dieses Schiff auf hoher See, so ist es außerhalb des Raumbereichs LI. Fährt dieses Schiff nun über den Pfad 22 in den Hafen ein, so erreicht es damit den Wirkungsbereich des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC. In diesem Fall kann die Steuereinheit 15 die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 des Schiffs in das lo ^¬ kale, modulare Rechnernetzwerk EC integrieren und aufnehmen. Damit ist es möglich, bei dem Zuteilen der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 die neu hinzugekommenen Ressourcen des Schiffes zu berücksichtigen. Ebenso erfasst die Steuereinheit 15, wenn das Schiff den Hafen wieder verlässt. In diesem Fall würde die Steuereinheit 15 registrieren, dass die digitalen Ressourcen des Schiffes nicht mehr zur Verfügung stehen und könnte diesen Umstand bei der Zuteilung der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 berücksichtigen. Ebenso kann der Last- kraftwagen über den Pfad 21 den Hafenbereich, in diesem Fall den Raumbereich LI verlassen. Über den Pfad 21 begibt sich der Lastkraftwagen, in diesem Fall das Rechenmodul T2, in den Raumbereich L2, der nicht mehr Teil des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC ist. In diesem Beispiel ist der Raumbe- reich L2 ein Güterbahnhof, der nicht an das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC angeschlossen ist. Das heißt die in dem Raumbereich L2 befindlichen Rechenmodule 13 sowie deren digitalen Ressourcen 10, 11, 14 sind nicht mehr Teil des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC. Verfügt das Schiff beispiels- weise über gut ausgestattete Computer 12 beziehungsweise Ser ^¬ ver und sind noch digitale Ressourcen 10, 11, 14 verfügbar, so können temporär intensive Datenauswertungen mittels der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 des Schiffes ausgeführt wer- den, solange das Schiff sich im Hafen, also im Raumbereich LI aufhält .

Dies kann dabei helfen, Rechenoperationen schneller und fle- xibler durchzuführen. Das heißt das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC ist im Gegensatz zu den bisher bekannten Lösungen und Ansätzen kein starres Gebilde. Mobile Rechenmodule 13 wie das Schiff können temporär Teil des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC werden und damit können zusätzliche digitale Ressourcen 10, 11, 14 in das lokale modulare Rechnernetzwerk EC hinzutreten. Würde diese Flexibilität fehlen, so könnten die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 des Schiffes nicht ge ^¬ nutzt werden. Damit kann vermieden werden, dass sich im Raumbereich LI Rechenmodule aufhalten, deren digitale Ressourcen ungenutzt bleiben.

Die unterschiedlichen Raumbereiche LI und L2 können auch beispielsweise unterschiedliche Werkhallen sein. Umfasst ein Rechnernetzwerk lediglich eine Werkhalle und nicht die zwei- te, so können beispielsweise mobile Roboter das Rechnernetz ^¬ werk betreten beziehungsweise verlassen. Somit ermöglicht es die vorliegende Erfindung, dass nicht nur die digitalen Res ^¬ sourcen 10, 11, 14 genutzt werden, welche von stationären Rechenmodulen Tl, T2 etc. bereitgestellt werden, sondern darü- ber hinaus auch digitale Ressourcen von mobilen Rechenmodulen 13 etc. genutzt werden können.

Damit ist es viel besser möglich, das lokale, modulare Rech ^¬ nernetzwerk EC auf die entsprechenden Anforderungen zuzu- schneiden. Das Hinzufügen beziehungsweise Eingliedern der mobilen Rechenmodule 13 in das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC kann dabei über die externe Steuereinheit 15 ^λ als Remote- Verbindung erfolgen oder über die Steuereinheit 15 vor Ort erfolgen. Dabei ist es zugleich auch möglich, Umgebungspara- meter bei dem Prozess des Zuteilens der digitalen Ressourcen 10, 11, 14 zu berücksichtigen. Soll beispielsweise eine äu ^¬ ßerst rechenintensive Aufgabe ausgeführt werden, so kann vor ^¬ gesehen sein, dass die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 nur dann freigegeben werden, wenn zuvor über eine Authentifizierung eine Personenkontrolle stattgefunden hat. Das heißt an ^¬ hand eines Kamerabildes würde die Identität einer Person überprüft und nur bei entsprechender Übereinstimmung könnten die digitalen Ressourcen 10, 11, 14 freigegeben werden. Das Einbinden beziehungsweise Entlassen von mobilen Rechenmodulen

13 in das lokale, modulare Rechnernetzwerk EC kann vorzugs ^¬ weise automatisiert ausgestaltet sein. Entsprechende Anwei ^¬ sungen können in der Abbilddatei hinterlegt sein.

In der Abbilddatei können auch Fallunterscheidungen und Regelwerke, die das Zuteilen der digitalen Ressourcen 10, 11,

14 betreffen, hinterlegt sein. So können beispielsweise be ^¬ stimmte digitale Ressourcen 10, 11, 14 als Notreserve vorge- sehen sein, welche nicht ohne Weiteres zugeteilt werden dür ^¬ fen .

Durch den flexiblen modularen Aufbau des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC kann dieses Rechnernetzwerk EC leicht angepasst werden. Diese dynamischen Anpassungen können in einer Abbilddatei als Steuerbefehle gespeichert sein. Dabei ist es möglich, Abbilddateien außerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC zu beziehen und innerhalb dieses Rech ^¬ nernetzwerkes EC zum Einsatz zu bringen. Die Steuereinheit 15 beziehungsweise externe Steuereinheit 15 ^λ kann dabei auch un ^¬ ter Umstände eine gesicherte Verbindung zu einem Appstore aufbauen, um von diesem eine entsprechende Abbilddatei zu be ^¬ ziehen. Ein weiterer Vorteil dieser vorliegenden Erfindung ist, dass dabei kein spezielles Betriebssystem benötigt wird. Ebenso kann anhand benutzerfreundlicher Texteditoren oder anderer Programme eine Anpassung auch von Nicht- Computerexperten erfolgen. Ist die Abbilddatei zugleich als ausführbare Bootdatei ausgebildet, so kann das lokale, modu ^¬ lare Rechnernetzwerk EC unabhängig von dessen Konfiguration angepasst werden. Somit ermöglicht es die vorliegende Erfin ^¬ dung, digitale Ressourcen 10, 11, 14 innerhalb des lokalen, modularen Rechnernetzwerkes EC flexibler, effektiver sowie zielgerichteter zu verwalten. Insbesondere kann vermieden werden, dass bei mobilen Rechenmodulen 13 digitale Ressourcen 10, 11, 14 ungenutzt bleiben. Dies kann die Effektivität bei intensiven Datenauswertungen erheblich steigern.