Containerized Software Development for Industrial Environment

Abstract

Opinnäytetyön päätavoitteena oli siirtää agenttisovellus konttiympäristöön ja tutkia sovellusten säiliöinnin ja Industrial Edge -ympäristön etuja. Sovellus kehitettiin käyttäen NodeJS-ajoympäristö, TypeScript-ohjelmointikieli ja pakattiin Docker-konttimoottorin avulla.

NodeJS on JavaScriptin asynkroninen tapahtumapohjainen ajoympäristö, joka mahdollistaa JavaScript-taustaohjelmien kehittämisen. TypeScript on ohjelmointikieli, jota käytetään strict-JavaScript-sovellusten kehittämiseen. Kontti on käyttöjärjestelmän eristetty ympäristö ohjelmakoodin suorittamista varten. Docker on avoimen alustan konttimoottori, joka mahdollistaa sovellusten eristämisen paremman tietoturvan ja skaalauksen sekä nopeamman käyttöönoton ja kehityksen varmistamiseksi. Agentti on syklinen sovellus, jonka tarkoituksena on noutaa tietoja Sinema- ja Sinec NMS -palvelimilta ja ladata ne MindSphereen. Mindsphere on Siemensin kehittämä teollinen IoT-pilvipohjainen käyttöjärjestelmä.

Projektin prosessi jaettiin kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa kehitettiin yksinkertaista sovellusta konseptin todisteeksi ja pakattiin Dockerilla. Sovellus julkaistiin Industrial Edge Managmentiin, josta se asennettiin Industrial Edge-laitteelle. Toisessa vaiheessa olemassa olevaa agenttisovellusta muutettiin toimimaan konttiympäristössä. Se ladattiin ja testattiin Industrial Edge-laitteella ensin valetiedolla, minkä jälkeen se testattiin todellisilla tiedoilla.

Agenttisovellus säiliöitiin, siirrettiin ja testattiin onnistuneesti. Tulevat parannukset voivat kuitenkin sisältää käyttäjäystävällisemmän agentin kokoonpanon, lokien lataamisen MindSphereen ja mahdollisen Industrial Edge-tietoväylien hyödyntämisen.

The main objective of this thesis was to migrate an Agent-application to containerized environment and studying benefits of application containerization and Industrial Edge environment. Application was developed using NodeJS and TypeScript, and packaged with Docker.

NodeJS is an asynchronous event-driven runtime for JavaScript which enables development of JavaScript back-end applications. TypeScript is a programming language that is used for development of strict JavaScript applications. Container is an isolated environment of operating system for running program code. Docker is an open platform containerization engine, which enables isolation of the applications for better security and scaling, quicker deployment and development. Agent is a cyclic application, the purpose of which is to fetch data from Sinema- and Sinec NMS-servers and upload it to the MindSphere.

The process of the project was divided into three parts. In the first part a simple application was developed from scratch as a proof of concept and containerized using Docker. It was published to the IEM from where it was installed to IED. In the second phase the existing agent application was modified to work in containerized environment. It was uploaded and tested on the IED. The uploaded agent application was tested with real data.

Agent application was successfully containerized, migrated and tested. However, future improvements could include more user-friendly agent configuration, logs upload to the MindSphere and possible utilization of the IE data busses.