Over-the-air updates:vijf typische uitdagingen en oplossingen

Kai Hackbarth

Kai Hackbarth is Business Owner Industrial IoT bij Bosch.IO. Hij heeft meer dan 20 jaar ervaring als Evangelist &Product Manager met focus op IoT middleware en device management in verschillende IoT domeinen. Kai behoort tot de "Top 100 IIoT-beïnvloeders" volgens een recent gepubliceerd rapport van Onalytica.

Software-updates zijn een belangrijk onderdeel geworden van ons verbonden dagelijkse leven. Er is meestal niet meer dan een druk op de knop nodig om apps op onze smartphones of software op onze computers up-to-date te houden.

Software-updates spelen ook een steeds grotere rol in het industriële IoT (IIoT). Ze stellen apparaatfabrikanten in staat om bugs op te lossen, de beschikbaarheid van apparaten te garanderen en nieuwe functies en diensten aan hun klanten aan te bieden. Over-the-air updates zijn de beste manier om het hele proces voor iedereen zo efficiënt en gemakkelijk mogelijk te maken. Fabrikanten van apparaten hoeven geen technici te sturen om updates te installeren; klanten zijn niet verplicht om hun spullen mee te nemen naar de winkel.

Het over-the-air (SOTA/FOTA) uitrollen van software- en firmware-updates is zeker handig, maar het is nog steeds een ingewikkeld proces met een aantal factoren waarmee rekening moet worden gehouden. In deze blog bespreken we vijf uitdagingen met betrekking tot SOTA/FOTA en bekijken we enkele mogelijke oplossingen.

Software-updates voor gedistribueerde apparaatvloten

In veel IIoT-gebruiksgevallen worden apparaten over de hele wereld gedistribueerd - soms zelfs op plaatsen die redelijk ontoegankelijk zijn. Denk maar aan al die landbouw- en bouwmachines die normaal gesproken op ruw terrein werken. Handmatige updates zouden in deze scenario's het meest inefficiënt zijn, zo niet helemaal onmogelijk. Over-the-air updates zijn een veel beter haalbare optie, op voorwaarde dat deze updates snel en betrouwbaar aan de doelapparaten kunnen worden geleverd.

Hierbij speelt een content delivery network (CDN) bestaande uit regionaal gedistribueerde servers een belangrijke rol. In plaats van updates vanaf een centrale locatie naar waar dan ook ter wereld te sturen, worden ze geleverd via verschillende geografisch verspreide knooppunten. Dit brengt de toestellen en respectievelijke updates dichter bij elkaar en zorgt ervoor dat nieuwe softwareversies veel sneller geleverd worden. Zelfs grote software-implementaties kunnen met deze methode snel worden uitgevoerd.

Verschillende componenten vereisen compatibele software-updates

Moderne machines en apparaten bestaan ​​uit een groot aantal componenten waarvoor compatibele software-updates nodig zijn. De auto-industrie is daar een goed voorbeeld van:met zoveel aanpassingsmogelijkheden zijn vrijwel geen twee voertuigen hetzelfde. Zelfs twee van hetzelfde model kunnen zeer verschillende kenmerken hebben. Hetzelfde geldt voor sommige huishoudelijke apparaten. Het label kan hetzelfde model wasmachine aangeven, maar zelfs dan kunnen de geïnstalleerde componenten van apparaat tot apparaat verschillen.

Hoe houden fabrikanten de geïnstalleerde componenten bij en zorgen ze ervoor dat ze allemaal de juiste updates krijgen? Eén manier is met een digitale tweeling, dat wil zeggen een virtuele kopie van het product. Digital twins onthullen welke componenten op welke locatie zijn geïnstalleerd, waardoor het een stuk eenvoudiger wordt om apparaten te beheren en software-updates uit te rollen.

Software uitrollen voor een groot aantal apparaten

De geografische spreiding van apparaten is een belangrijke factor als het gaat om software-updates, maar het aantal geïmplementeerde apparaten is ook van belang. Hoe groter de vloot, hoe ingewikkelder de uitrol zal zijn. Maar wat gebeurt er als er een fout optreedt tijdens de update? Fabrikanten hebben een oplossing nodig die hen in staat stelt flexibel op dat soort situaties te reageren en met een redelijke inspanning corrigerende maatregelen te nemen.

Bij Bosch.IO maken we gebruik van campagnebeheer om deze uitdaging aan te gaan. Het idee hier is om de vloot van apparaten op te splitsen in kleinere batches die achtereenvolgens worden bijgewerkt. Als er tijdens de update een probleem opduikt, heeft dit geen gevolgen voor het hele wagenpark. Apparaatfabrikanten kunnen vervolgens het updateproces voor specifieke batches resetten en de fout gericht oplossen. Fabrikanten vertrouwen ook op campagnebeheer om regels vast te stellen voor wanneer een update mag worden uitgevoerd. Dit voorkomt dat software-implementaties de lopende operaties verstoren.

De kosten onder controle houden

Expertpanel:Over-the-air updates voor off-highway machines

Ons expertpanel geeft u een dieper inzicht in de markt voor draadloze updates. Op basis van praktijkvoorbeelden ontdekt u hoe deze updates uitvaltijd en handmatig onderhoud kunnen verminderen.

Software-updates zijn belangrijker dan ooit en komen nu met steeds kortere tussenpozen. Hoewel over-the-air updates handiger en minder tijdrovend zijn, zijn de kosten van het uitrollen van software nog steeds een probleem. Fabrikanten van apparaten moeten hun kosten voor infrastructuur en datatransmissie in de gaten houden.

Delta-updates kunnen daarbij helpen. Dit type update behandelt alleen die delen van de code die daadwerkelijk zijn gewijzigd. Hierdoor hebben apparaatfabrikanten veel kleinere updates en veel minder gegevens om over te dragen. En het maakt het hele updateproces schaalbaarder.

Zorgen voor veilig updaten

Beveiliging is een grote zorg voor over-the-air updates. Fabrikanten van apparaten moeten er zeker van zijn dat alleen vertrouwde code op de apparaten is geïnstalleerd.

Een sleutelbeheersysteem helpt hen daarbij. Het genereert een certificaat waarmee elk softwareartefact zichzelf op het apparaat kan authenticeren. Op deze manier kunnen apparaatfabrikanten er zeker van zijn dat er geen ongeautoriseerde code van derden op het apparaat terechtkomt.