Civil Infrastructure Platform (CIP): Auf dem Weg zum Einheits-Linux im Kraftwerk

Das CIP-Projekt der Linux Foundation möchte eine einheitliche Software-Basis zum Betrieb ziviler Infrastruktur schaffen. Wir haben uns mit Urs Gleim von Siemens über die Probleme und ambitionierten Pläne des Projekts unterhalten.

Ein Bericht von Valentin Höbel veröffentlicht am
Die Modellsimulation eines Heizkraftwerks von Toshiba
Die Modellsimulation eines Heizkraftwerks von Toshiba (Bild: The Linux Foundation/Flickr.com/CC-BY 2.0)

Gemeinsam arbeiten mehrere Unternehmen an einem Linux-System, das in zivilen Industrieprojekten mit langen Laufzeiten zum Einsatz kommen soll. Im April 2016 kündigte die Linux Foundation den Start dieser Civil Infrastructure Platform (CIP) an. Wir haben uns den aktuellen Stand des Projekts angesehen und mit Siemens über die Herausforderungen gesprochen, die sich der Konzern zusammen mit Toshiba, Hitachi und anderen Unternehmen stellen muss.

Großes Durcheinander beim derzeitigen Einsatz

Inhalt:
  1. Civil Infrastructure Platform (CIP): Auf dem Weg zum Einheits-Linux im Kraftwerk
  2. Breites Einsatzgebiet für Linux
  3. Produktlaufzeiten bis zu 60 Jahren
  4. Lange Hardware-Unterstützung

Die Besonderheiten solch eines Vorhabens ergeben sich schlicht aus dem Einsatz von Computern in Industrieprojekten und Bereichen wie Medizin oder Energieerzeugung: Die eingesetzten Systeme müssen über einen Zeitraum von 10, 20 oder mehr Jahren besonders stabil und zuverlässig laufen und bei größeren Veränderungen neu abgenommen oder gar erneut zertifiziert werden. Da es ein breites Anwendungsspektrum gibt, kommen außerdem unterschiedliche Hardware-Typen und -Ausstattungen zum Einsatz. Während beispielsweise einige Embedded-Systeme mit ARM-CPU und wenigen MByte Arbeitsspeicher laufen, sind Steuerungssysteme durchaus auch mal mit gängigen Intel-Xeon-Prozessoren und mehreren GByte RAM ausgestattet.

Wie Hersteller ihr System letztlich aufbauen, bleibt ihnen dabei in der Regel selbst überlassen. Urs Gleim, Head of Research Group Smart Embedded Systems bei Siemens, beschreibt in einem Gespräch mit Golem.de auf der Linuxcon Europe 2016 in Berlin eine dementsprechend unübersichtliche IT-Landschaft. Da Industrieprojekte in der Regel von sehr großen Unternehmen durchgeführt werden, existiert selbst innerhalb dieser Organisationen eine große Bandbreite an Produkten, in denen wiederum verschiedene Hardware und Software-Stacks zum Einsatz kommen. Oftmals bauen Teams ihre eigenen, proprietären Lösungen, die nur selten in anderen Produkten verwendet werden können. An anderen Stellen setzen Entwickler gerne auf kommerzielle Betriebssysteme wie Windows, in vielen anderen Fällen aber werden Produkte auch schon mal auf Linux-Basis ausgeliefert.

  • Linux kommt schon jetzt in vielen Industriebereichen zum Einsatz. (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)
  • An dem Stand des CIP-Projekts auf der ELCE 2016 ... (Quelle: The Linux Foundation - CC-BY 2.0)
  • ... wird das Software-Design eines Heizkraftwerkes erläutert... (Quelle: The Linux Foundation - CC-BY 2.0)
  • ... und in einem Modellaufbau simuliert. (Quelle: The Linux Foundation - CC-BY 2.0)
  • Aktivitätsübersicht: Auf diese Bereiche will sich das CIP-Projekt fokussieren. (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)
  • Zivile Infrastrukturprojekte stellen besondere Anforderungen an IT-Systeme. (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)
  • Das CIP-Projekt soll in drei festgelegten Phasen starten. (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)
  • Entwicklungsplan für Systeme im Bereich Energieerzeugung (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)
  • In diesem Beispiel sind Windows- und Linux-Systeme im Einsatz. (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)
  • Auch im Schienenverkehr sind IT-Systeme lange in Entwicklung. (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)
Linux kommt schon jetzt in vielen Industriebereichen zum Einsatz. (Quelle: elinux.org - CC-BY-SA 3.0)


Doch selbst wenn die Wahl auf das freie Betriebssystem fällt, beherbergen die Produkte meist unterschiedlich zusammengesetzte Systeme mit unterschiedlichen Kombinationen von Kernel(-Versionen), Paketen und Werkzeugen. "Auch eine Mischung beider Welten ist möglich", sagt Urs Gleim. "Nicht selten finden Sie bei Industrieprodukten auf Rechnern mit Benutzeroberfläche ein Windows, während unter der Haube in der Regel ein Linux läuft". Außerhalb der Industrie ist oft niemandem bewusst, wie weit Linux inzwischen verbreitet ist und wie viele verschiedene Systeme damit bedient werden.

Die Civil Infrastructure Platform soll Einheitlichkeit bringen

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Um dem Wildwuchs auf IT-Systemen in der Industrie zu verringern und Entwicklungsaufwände effizienter zu verteilen, starteten die CIP-Gründungsmitglieder Siemens, Hitachi, Toshiba, Codethink und Plat'Home unter Führung der Linux Foundation ein gemeinsames Projekt zur Erstellung einer einheitlichen Software-Basis für Embedded- und Steuerungssysteme. "Derzeit befinden wir uns noch in der Definitionsphase", sagt Gleim. Ziel sei es zunächst, bei Betriebssystemversion, Werkzeugen und dem Aufbau von Entwicklungsumgebungen eine gemeinsame Basis zu finden und Standards zu schaffen. Die Umsetzung erfolgt dann als Open-Source-Projekt.

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