Tag Archive for: Microsoft Azure

Cloud Data Platform for Shopfloor Management
Benjamin Aunkofer

How Cloud Data Platforms improve Shopfloor Management

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In the era of Industry 4.0, linking data from MES (Manufacturing Execution System) with that from ERP, CRM and PLM systems plays an important role in creating integrated monitoring and control of business processes.

ERP (Enterprise Resource Planning) systems contain information about finance, supplier management, human resources and other operational processes, while CRM (Customer Relationship Management) systems provide data about customer relationships, marketing and sales activities. PLM (Product Lifecycle Management) systems contain information about products, development, design and engineering.

By linking this data with the data from MES, companies can obtain a more complete picture of their business operations and thus achieve better monitoring and control of their business processes. Of central importance here are the OEE (Overall Equipment Effectiveness) KPIs that are so important in production, as well as the key figures from financial controlling, such as contribution margins. The fusion of data in a central platform enables smooth analysis to optimize processes and increase business efficiency in the world of Industry 4.0 using methods from business intelligence, process mining and data science. Companies also significantly increase their enterprise value with the linking of this data, thanks to the data and information transparency gained.

Cloud Data Platform for shopfloor management and data sources such like MES, ERP, PLM and machine data.

Cloud Data Platform for shopfloor management and data sources such like MES, ERP, PLM and machine data. Copyright by DATANOMIQ.

If the data sources are additionally expanded to include the machines of production and logistics, much more in-depth analyses for error detection and prevention as well as for optimizing the factory in its dynamic environment become possible. The machine sensor data can be monitored directly in real time via respective data pipelines (real-time stream analytics) or brought into an overall picture of aggregated key figures (reporting). The readers of this data are not only people, but also individual machines or entire production plants that can react to this data.

As a central data architecture there are dozens of analytical applications which can be fed with data:

– OEE key figures for Shopfloor reporting
– Process Mining (e.g. material flow analysis) for manufacturing and supply chain.
– Detection of anomalies on the shopfloor or on individual machines.
– Predictive maintenance for individual machines or entire production lines.

This solution scales completely automatically in terms of both performance and cost. It looks beyond individual problems since it offers universal and flexible scope for action. In other words, it will result in a “god mode” for the management being able to drill-down from a specific client project to insights into single machines involved into each project.

Are you interested in scalable data architectures for your shopfloor management? Or would you like to discuss a specific problem with us? Or maybe you are interested in an individual data strategy? Then get in touch with me! 🙂

Jaimin Dave

AI Platforms – A Comprehensive Guide

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A comprehensive guide compiled to introduce readers to AI platforms, their types, and benefits. A concluding section to discuss AI platform selection strategy with Attri’s Best of Breed approach to build AI platforms. 

Don’t you think that this century is really fortunate? In my opinion, the answer is yes; we witnessed technological transformations and their miracles that created substantial changes in our lifestyle. While talking about these life-changing technological revolutions, AI or artificial intelligence deserves a front seat due to its incredible contribution and capabilities. Now everyone knows AI has limitless potential simply from creating funny faces in mobile to taking informed and intelligent business decisions. In the last 50 years, we have progressed by leaps and bounds to give machines the ability to understand, help and mimic us.

Artificial intelligence enables machines to imitate human intelligence across a variety of domains ranging from problem-solving and reasoning to General Intelligence and in-depth knowledge representation. With tremendous progress in AI, another enabler came into existence and received attention—AI platforms. AI-platform is a layer that integrates all the tools and processes required to build, deploy and monitor ML models. In this article, we shall go through the various aspects of AI platforms covering a range of topics like AI Platform types, the benefits such platforms entail, selection strategy in detail as well as a brief look into Attri’s industry contribution with an Open AI Platform.

Diving Deeper With AI Platforms

The AI Platform acts as a layer over your current AI infrastructure and integrates all the tools and processes required to develop ML models. It provides you the flexibility to integrate all your ML models under a single roof. With this flexibility, you can create and deploy several ML models over the platform. Further, you can even monitor these models to confirm that they are serving their intended purpose. AI platform makes your AI adoption easy by attaining the following requirements–

  • Use of vast data to develop ML solutions.
  • Ensure transparency and reproducibility within a project
  • Accelerate collaboration and governance within teams
  • Ensure scalability for ever-growing machine learning demands

An ideal AI platform should ensure the following features for better addressing different challenges.

  • Seamless access control: Ensure robust access control to team members in order to conquer the challenge of centralized data access with AI projects.
  • Excellent monitoring: Integrate top-notch observability practices while developing ML models.
  • Data and technology-agnostic integration: Seamless experience to enterprises with infrastructure set up responsibility handed over to platform providers
  • All-inclusive Platform: Single platform to facilitate all underlying tasks from data preparation to model deployment
  • Continuous Improvement: Ability to produce and deploy models as a reproducible package and thereby integrate changes with models that are already in production
  • Rapid Processing: Faster data preparation and powerful visual interfaces

AI Platform Classification

With loads of AI platform providers available in the market, AI platform classification becomes a tough job, as it requires thinking separately on each platform’s offerings, its features, and cost factors. Also, you need to check whether AI solutions are open source AI platforms or proprietary offerings.

We have decided to present an AI platform classification based on its striking features and offerings. With this, we have classified AI platforms across three main classes—

  • AI cloud-based platforms
  • AI conversational platforms
  • No code AI platforms

Cloud based AI Platforms

All major cloud providers offer cloud-based AI platforms to boost businesses with AI capabilities. With cloud AI platforms, enterprises can leverage cloud providers’ matchless technical expertise to overcome affordability and data requirement challenges associated with AI implementation. Cloud-based AI offerings benefit businesses with economic AI solutions, defined and pre-packaged services, lower risks, and modern technology.

Amazon Web Services

AWS offers a comprehensive set of AI solutions to conquer major hurdles in the AI adoption journey of businesses. AWS has been recognized as the topmost cloud AI partner with its broad capable portfolio. AWS pre-trained models cater to diverse use cases like forecasting, recommendations, computer vision, language interpretation, customer engagement, and safety for deploying ML models at scale. Amazon also provides text analytics, NLP, chatbots, and document analysis solutions. Fully managed AWS packages amplify your experience with minimum resource requirements and wizard-based friendly model development experience. Hence, AWS is one of the top cloud AI partners that cater to your AI adoption needs.

Google cloud

 The Google Cloud Platform (GCP) is a Google offering for cloud-driven computing services devised to support multiple use cases such as hosting containerized applications, massive-scale data analytics platforms, and even applying ML and AI for business use cases. Google AI Platform is a Google Cloud offering that helps build, deploy and manage machine learning models in the cloud.

Google leverages enterprise AI experience through its consumer-facing products. Google helps improve customer satisfaction through Contact Center AI. Google offering DialogFlow CX is used to create advanced chatbots that handle customer messaging, response, and voice recognition. Digiflow is applied to create virtual agents for messaging services, mobile apps, and IoT devices.

Google’s Cloud Vision API is beneficial to recognize objects, logos, and landmarks within content or images. Google provides Natural Language API to bring more clarity in content classification, entities, syntax, and sentiments. Further, Google speech API helps in converting audio to text and recognizing 110 languages.

Google’s Cloud ML services facilitate better decision-making with end-to-end ML solutions. Google offers an all-inclusive ML development platform that enables effective decision-making backed by explainable AI, continuous evaluation, data labeling, pipelines, training, and what-if tool. This platform is based on the TensorFlow framework and it enables building predictive models for various scenarios.

Kubeflow is a Cloud-Native and open-source platform that helps you build portable ML pipelines that can be executed on-premises or on the cloud. With this, you can access Google technologies like TPUs, TensorFlow, and TFX tools as you deploy your ML models in production.

For expert ML developers, Google provides an Open Source AI platform with TensorFlow models that are trained for various scenarios. It offers an excellent prediction service using trained models.

Microsoft Azure

Similar to Amazon Web Services, Microsoft Azure ML capabilities are based on its real-time and live applications. Azure provides superior machine learning capabilities to develop, train, and deploy machine learning models through Azure Machine Learning, Azure Databricks, and ONNX.

  • Azure Machine Learning

A Python-based ML service to facilitate automated machine learning.

  • ONNX

An open-source model format enables machine learning through various frameworks and hardware platforms of the user’s choice.

  • Azure Cognitive Search

Formerly known as Azure Search,this is the only cloud search service that allows built-in AI capabilities to explore content effectively at scale. Microsoft empowers the user with cognitive search services like text analytics, translation, document analytics, custom vision, and Azure Machine Learning solutions.

IBM Cloud

IBM has brought Watson studio a data analysis application to accelerate innovation and ML-centric practices in business.  IBM Cloud AI Platform offers 170 services with more emphasis on data-speech conversions and analytics. Watson Studio offers an all-inclusive suite to work with data and train, build and deploy ML models.

An innovative giant IBM also brought AI based learning platform recently to aid academic stakeholder like students, researchers and teachers.

AI Conversational Platforms

Conversational AI opens new doors for automated conversations between an enterprise and its customers. These conversations include messaging or voice-based communication platforms to enable text or audio-based conversation.

Conversational platforms leverage your customer experience with a range of applications such as follow-up, guidance, or the resolution of customer queries and round-the-clock support. These platforms are beneficial to drive more leads, increase conversions by cross-selling and upselling, promotional efforts, customer research, queries resolution and customer feedback handling, etc.

AI technology helps systems to mimic human conversations to a certain level and with great accuracy. An AI offering- Natural Language processing is used to shape these conversations by understanding intent, text, speech, and languages.

Intelligent Virtual Assistants

The intelligent virtual assistants represent an advanced level of Conversational AI and their discussion is incomplete without a mention to Siri and Alexa. Most popular intelligent virtual assistants include Siri by Apple, Alexa by Amazon, Google Assistant, and Bixby by Samsung. While Alexa performs as a voice assistant for the home, Siri and Bixby stand as mobile assistants with numerous operations support like navigation, text-to-speech, response to weather, quick reply, and address search.

SAP Conversational AI

SAP Conversational AI is one of the leading conversational AI platforms. With its friendly UI and multiple versioning, it offers a better experience of mimicking human conversations. SAP Conversational AI Platform uses NLP to facilitate developing chatbot that works more humanely and serves your customers 24*7. Its striking features include—

  • Simple integration
  • NLP capabilities
  • Analytics tools to help you
  • Multi-language support

Clinc

A powerful self-learning Conversational AI Platform enriched with NLP capabilities and machine learning. It secures top position in the Conversational AI Platform list due to its learning from previous conversations and improving responses over time. Its feature set include—

  • No technical expertise required
  • Self-learning abilities
  • NLP capabilities

Kore.ai

An enterprise-grade Conversational AI Platform to cater to your consumer as well as staff needs. It helps to build a virtual chatbot for any suitable platform without compromising the safety and security standards. Its major features cover—

  • The high degree of customization for chatbots
  • Comprehensive analytics with FAQs and alerts
  • Simple integration with ML models and channels
  • Flexible deployment
  • Supported with a multi-pronged NLP engine

Mindmeld

It is an excellent option as a Deep-Domain Conversational AI Platform with NLP capabilities. It can be used for both text-based and voice-based virtual assistants. This platform effectively caters to multiple industries and their numerous use cases. Check its striking features list—

  • Open-source platform
  • NLP capabilities
  • Supports discovering on-demand video or music
  • Quick chat-based transactions

No Code AI Platforms

As discussed above, AI platform classification necessitates platform considerations from various perspectives. We are introducing another category of AI platforms—No Code AI Platforms. The motivation behind introducing these platforms is to encourage enterprise AI adoption while keeping AI implementation costs low and minimizing dependencies on skilled professionals. Many IT giants are now offering no-code AI Platforms to enterprises for their AI adoption.

Google ML Kit

Google ML Kit comes with Android and iOS and it facilitates the integration of functions with lesser codes or with minimum knowledge of machine learning algorithms. This open source AI Platform supports different features such as text recognition, face detection, and landmark recognition.

RapidMiner Studio

RapidMiner Studio enables powerful data analytics with drag and drop features. Rapidminer Studio allows easy integration with databases, warehouses, social media for easy data access by authorized persons.

ML Platform Selection Strategy

Having discussed so many types of ML platforms, their features, and offerings, the next question is–how to select the best ML Platform for an enterprise AI adoption. Well, to answer this Million-Dollar question, we need to consider a few key aspects, such as

  • Who will use and benefit from the AI Platform? It is required to find out AI platform users here, the data science team, analytics team, developers, and how the platform will benefit each stakeholder.
  • The next aspect is to explore the skill levels of AI platform users, are they competent to handle ML development and analytics requirements with years of experience
  • Proficiency of users with programming languages
  • The next point in finalizing the AI platform strategy is to conclude code-first or code-free approaches to streamline AI workflows. This aspect can be studied by thinking about different attributes such as data preparation ease, feature engineering automation, ML algorithms, Model Deployment ease, and platform integration aspects.

Once you come up with answers to these queries, you will be able to finalize the best AI Platform Selection strategy for your enterprise. It can be a unique cloud platform, or even it can be a hybrid solution with a “best-of-breed” approach.

All-in-one platform strategy involves getting one end-to-end platform for the entire AI project lifecycle from raw data prep to ETL to building and operationalizing models followed by monitoring and governance of systems.

The best-of-breed approach allows using the preferred and custom tools for each phase of the lifecycle and aligning these tools together to build a customized platform solution for AI adoption.

This approach offers an excellent AI platform solution for organizations looking for flexible, inexpensive, change-oriented AI solutions and having a DIY spirit. With this mix-and-match approach, you can combine APIs offered by different cloud platforms and deliver AI solutions that cater to your AI use cases. Organizations using the best-of-breed approach are more comfortable with technology shifts with their abilities to use, adopt and swap out tools as requirement changes.

Business Process AI Transformation Simplified With Attri’s Open AI Platform

At Attri, we provide AI platform solutions to diverse industry verticals. With our flagship Open AI Platform, we heighten your AI adoption experience with a rich array of platform features like—

  • Customizable best-of-breed architecture
  • Utilize existing infrastructure
  • AI as a platform solution
  • Reduced effort in migrating to a new technology
  • Centralized Monitoring and Governance
  • Explainable and Responsible AI

We help you achieve your business process transformation goals with our unique AI offerings such as Open AI Platform  and Open AI solutions.

Our AI platform assures multiple benefits to your enterprise while keeping AI adoptions costs low and ensuring faster AI implementations. We can summarize the benefits of Attri Open AI Platform as under–

No efforts in reinventing complete AI suites

Attri’s AI Platform integrates multiple AI services and eliminates the need for reinventing complete AI suites. The platform delights enterprises with scalability, the ability to reuse current infrastructure, and customizable architecture.

Accelerated Go To Market

Attri’s Open AI Platform ensures accelerated GTM with a sincere approach to testing, reviewing, and finalizing reference templates for different industries.

No vendor lock-in

With Open AI Platform, we bring client-friendly policies such as no vendor lock-in and flexibility to choose their preferred tools and technology.

High reliability

We keep our AI Platform highly reliable with a comprehensive testing approach. We also meet the growing requirements of enterprises by ensuring high scalability with our open AI platform.

Get connected with us for your enterprise AI adoption requirements.

Know more about our Open AI Platform…

Benjamin Aunkofer

Moderne Business Intelligence in der Microsoft Azure Cloud

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Google, Amazon und Microsoft sind die drei großen Player im Bereich Cloud Computing. Die Cloud kommt für nahezu alle möglichen Anwendungsszenarien infrage, beispielsweise dem Hosting von Unternehmenssoftware, Web-Anwendungen sowie Applikationen für mobile Endgeräte. Neben diesen Klassikern spielt die Cloud jedoch auch für Internet of Things, Blockchain oder Künstliche Intelligenz eine wichtige Rolle als Enabler. In diesem Artikel beleuchten wir den Cloud-Anbieter Microsoft Azure mit Blick auf die Möglichkeiten des Aufbaues eines modernen Business Intelligence oder Data Platform für Unternehmen.

Eine Frage der Architektur

Bei der Konzeptionierung der Architektur stellen sich viele Fragen:

  • Welche Datenbank wird für das Data Warehouse genutzt?
  • Wie sollten ETL-Pipelines erstellt und orchestriert werden?
  • Welches BI-Reporting-Tool soll zum Einsatz kommen?
  • Müssen Daten in nahezu Echtzeit bereitgestellt werden?
  • Soll Self-Service-BI zum Einsatz kommen?
  • … und viele weitere Fragen.

1 Die Referenzmodelle für Business Intelligence Architekturen von Microsoft Azure

Die vielen Dienste von Microsoft Azure erlauben unzählige Einsatzmöglichkeiten und sind selbst für Cloud-Experten nur schwer in aller Vollständigkeit zu überblicken.  Microsoft schlägt daher verschiedene Referenzmodelle für Datenplattformen oder Business Intelligence Systeme mit unterschiedlichen Ausrichtungen vor. Einige davon wollen wir in diesem Artikel kurz besprechen und diskutieren.

1a Automatisierte Enterprise BI-Instanz

Diese Referenzarchitektur für automatisierte und eher klassische BI veranschaulicht die Vorgehensweise für inkrementelles Laden in einer ELT-Pipeline mit dem Tool Data Factory. Data Factory ist der Cloud-Nachfolger des on-premise ETL-Tools SSIS (SQL Server Integration Services) und dient nicht nur zur Erstellung der Pipelines, sondern auch zur Orchestrierung (Trigger-/Zeitplan der automatisierten Ausführung und Fehler-Behandlung). Über Pipelines in Data Factory werden die jeweils neuesten OLTP-Daten inkrementell aus einer lokalen SQL Server-Datenbank (on-premise) in Azure Synapse geladen, die Transaktionsdaten dann in ein tabellarisches Modell für die Analyse transformiert, dazu wird MS Azure Analysis Services (früher SSAS on-premis) verwendet. Als Tool für die Visualisierung der Daten wird von Microsoft hier und in allen anderen Referenzmodellen MS PowerBI vorgeschlagen. MS Azure Active Directory verbindet die Tools on Azure über einheitliche User im Active Directory Verzeichnis in der Azure-Cloud.

https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/reference-architectures/data/enterprise-bi-adfQuelle:

Einige Diskussionspunkte zur BI-Referenzarchitektur von MS Azure

Der von Microsoft vorgeschlagenen Referenzarchitektur zu folgen kann eine gute Idee sein, ist jedoch tatsächlich nur als Vorschlag – eher noch als Kaufvorschlag – zu betrachten. Denn Unternehmens-BI ist hochgradig individuell und Bedarf einiger Diskussion vor der Festlegung der Architektur.

Azure Data Factory als ETL-Tool

Azure Data Factory wird in dieser Referenzarchitektur als ETL-Tool vorgeschlagen. In der Tat ist dieses sehr mächtig und rein über Mausklicks bedienbar. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit z. B. über Python oder Powershell orchestriert und pipeline-modelliert zu werden. Der Clue für diese Referenzarchitektur ist der Hinweis auf die On-Premise-Datenquellen. Sollte zuvor SSIS eingesetzt werden sollen, können die SSIS-Packages zu Data Factory migriert werden.

Die Auswahl der Datenbanken

Der Vorteil dieser Referenzarchitektur ist ohne Zweifel die gute Aufstellung der Architektur im Hinblick auf vielseitige Einsatzmöglichkeiten, so werden externe Daten (in der Annahme, dass diese un- oder semi-strukturiert vorliegen) zuerst in den Azure Blob Storage oder in den auf dem Blob Storage beruhenden Azure Data Lake zwischen gespeichert, bevor sie via Data Factory in eine für Azure Synapse taugliche Struktur transformiert werden können. Möglicherweise könnte auf den Blob Storage jedoch auch gut verzichtet werden, solange nur Daten aus bekannten, strukturierten Datenbanken der Vorsysteme verarbeitet werden. Als Staging-Layer und für Datenhistorisierung sind der Azure Blob Storage oder der Azure Data Lake jedoch gute Möglichkeiten, da pro Dateneinheit besonders preisgünstig.

Azure Synapse ist eine mächtige Datenbank mindestens auf Augenhöhe mit zeilen- und spaltenorientierten, verteilten In-Memory-Datenbanken wie Amazon Redshift, Google BigQuery oder SAP Hana. Azure Synapse bietet viele etablierte Funktionen eines modernen Data Warehouses und jährlich neue Funktionen, die zuerst als Preview veröffentlicht werden, beispielsweise der Einsatz von Machine Learning direkt auf der Datenbank.

Zur Diskussion steht jedoch, ob diese Funktionen und die hohe Geschwindigkeit (bei richtiger Nutzung) von Azure Synapse die vergleichsweise hohen Kosten rechtfertigen. Alternativ können MySQL-/MariaDB oder auch PostgreSQL-Datenbanken bei MS Azure eingesetzt werden. Diese sind jedoch mit Vorsicht zu nutzen bzw. erst unter genauer Abwägung einzusetzen, da sie nicht vollständig von Azure Data Factory in der Pipeline-Gestaltung unterstützt werden. Ein guter Kompromiss kann der Einsatz von Azure SQL Database sein, der eigentliche Nachfolger der on-premise Lösung MS SQL Server. MS Azure Snypase bleibt dabei jedoch tatsächlich die Referenz, denn diese Datenbank wurde speziell für den Einsatz als Data Warehouse entwickelt.

Zentrale Cube-Generierung durch Azure Analysis Services

Zur weiteren Diskussion stehen könnte MS Azure Analysis Sevice als Cube-Engine. Diese Cube-Engine, die ursprünglich on-premise als SQL Server Analysis Service (SSAS) bekannt war, nun als Analysis Service in der Azure Cloud verfügbar ist, beruhte früher noch als SSAS auf der Sprache MDX (Multi-Dimensional Expressions), eine stark an SQL angelehnte Sprache zum Anlegen von schnellen Berechnungsformeln für Kennzahlen im Cube-Datenmodellen, die grundlegendes Verständnis für multidimensionale Abfragen mit Tupeln und Sets voraussetzt. Heute wird statt MDX die Sprache DAX (Data Analysis Expression) verwendet, die eher an Excel-Formeln erinnert (diesen aber keinesfalls entspricht), sie ist umfangreicher als MDX, jedoch für den abitionierten Anwender leichter verständlich und daher für Self-Service-BI geeignet.

Punkt der Diskussion ist, dass der Cube über den Analysis-Service selbst keine Möglichkeiten eine Self-Service-BI nicht ermöglicht, da die Bearbeitung des Cubes mit DAX nur über spezielle Entwicklungsumgebungen möglich ist (z. B. Visual Studio). MS Power BI selbst ist ebenfalls eine Instanz des Analysis Service, denn im Kern von Power BI steckt dieselbe Engine auf Basis von DAX. Power BI bietet dazu eine nutzerfreundliche UI und direkt mit mausklickbaren Elementen Daten zu analysieren und Kennzahlen mit DAX anzulegen oder zu bearbeiten. Wird im Unternehmen absehbar mit Power BI als alleiniges Analyse-Werkzeug gearbeitet, ist eine separate vorgeschaltete Instanz des Azure Analysis Services nicht notwendig. Der zur Abwägung stehende Vorteil des Analysis Service ist die Nutzung des Cubes in Microsoft Excel durch die User über Power Pivot. Dies wiederum ist eine eigene Form des sehr flexiblen Self-Service-BIs.

1b Enterprise Data Warehouse-Architektur

Eine weitere Referenz-Architektur von Microsoft auf Azure ist jene für den Einsatz als Data Warehouse, bei der Microsoft Azure Synapse den dominanten Part von der Datenintegration über die Datenspeicherung und Vor-Analyse übernimmt.https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/solution-ideas/articles/enterprise-data-warehouseQuelle: 

Diskussionspunkte zum Referenzmodell der Enterprise Data Warehouse Architecture

Auch diese Referenzarchitektur ist nur für bestimmte Einsatzzwecke in dieser Form sinnvoll.

Azure Synapse als ETL-Tool

Im Unterschied zum vorherigen Referenzmodell wird hier statt auf Azure Data Factory auf Azure Synapse als ETL-Tool gesetzt. Azure Synapse hat die Datenintegrationsfunktionalitäten teilweise von Azure Data Factory geerbt, wenn gleich Data Factory heute noch als das mächtigere ETL-Tool gilt. Azure Synapse entfernt sich weiter von der alten SSIS-Logik und bietet auch keine Integration von SSIS-Paketen an, zudem sind einige Anbindungen zwischen Data Factory und Synapse unterschiedlich.

Auswahl der Datenbanken

Auch in dieser Referenzarchitektur kommt der Azure Blob Storage als Zwischenspeicher bzw. Staging-Layer zum Einsatz, jedoch im Mantel des Azure Data Lakes, der den reinen Speicher um eine Benutzerebene erweitert und die Verwaltung des Speichers vereinfacht. Als Staging-Layer oder zur Datenhistorisierung ist der Blob Storage eine kosteneffiziente Methode, darf dennoch über individuelle Betrachtung in der Notwendigkeit diskutiert werden.

Azure Synapse erscheint in dieser Referenzarchitektur als die sinnvolle Lösung, da nicht nur die Pipelines von Synapse, sondern auch die SQL-Engine sowie die Spark-Engine (über Python-Notebooks) für die Anwendung von Machine Learning (z. B. für Recommender-Systeme) eingesetzt werden können. Hier spielt Azure Synpase die Möglichkeiten als Kern einer modernen, intelligentisierbaren Data Warehouse Architektur voll aus.

Azure Analysis Service

Auch hier wird der Azure Analysis Service als Cube-generierende Maschinerie von Microsoft vorgeschlagen. Hier gilt das zuvor gesagte: Für den reinen Einsatz mit Power BI ist der Analysis Service unnötig, sollen Nutzer jedoch in MS Excel komplexe, vorgerechnete Analysen durchführen können, dann zahlt sich der Analysis Service aus.

Azure Cosmos DB

Die Azure Cosmos DB ist am nächsten vergleichbar mit der MongoDB Atlas (die Cloud-Version der eigentlich on-premise zu hostenden MongoDB). Es ist eine NoSQL-Datenbank, die über Datendokumente im JSON-File-Format auch besonders große Datenmengen in sehr hoher Geschwindigkeit abfragen kann. Sie gilt als die zurzeit schnellste Datenbank in Sachen Lesezugriff und spielt dabei alle Vorteile aus, wenn es um die massenweise Bereitstellung von Daten in andere Applikationen geht. Unternehmen, die ihren Kunden mobile Anwendungen bereitstellen, die Millionen parallele Datenzugriffe benötigen, setzen auf Cosmos DB.

1c Referenzarchitektur für Realtime-Analytics

Die Referenzarchitektur von Microsoft Azure für Realtime-Analytics wird die Referenzarchitektur für Enterprise Data Warehousing ergänzt um die Aufnahme von Data Streaming.

Diskussionspunkte zum Referenzmodell für Realtime-Analytics

Diese Referenzarchitektur ist nur für Einsatzszenarios sinnvoll, in denen Data Streaming eine zentrale Rolle spielt. Bei Data Streaming handelt es sich, vereinfacht gesagt, um viele kleine, ereignis-getriggerte inkrementelle Datenlade-Vorgänge bzw. -Bedarfe (Events), die dadurch nahezu in Echtzeit ausgeführt werden können. Dies kann über Webshops und mobile Anwendungen von hoher Bedeutung sein, wenn z. B. Angebote für Kunden hochgrade-individualisiert angezeigt werden sollen oder wenn Marktdaten angezeigt und mit ihnen interagiert werden sollen (z. B. Trading von Wertpapieren). Streaming-Tools bündeln eben solche Events (bzw. deren Datenhäppchen) in Data-Streaming-Kanäle (Partitionen), die dann von vielen Diensten (Consumergruppen / Receiver) aufgegriffen werden können. Data Streaming ist insbesondere auch dann ein notwendiges Setup, wenn ein Unternehmen über eine Microservices-Architektur verfügt, in der viele kleine Dienste (meistens als Docker-Container) als dezentrale Gesamtstruktur dienen. Jeder Dienst kann über Apache Kafka als Sender- und/oder Empfänger in Erscheinung treten. Der Azure Event-Hub dient dazu, die Zwischenspeicherung und Verwaltung der Datenströme von den Event-Sendern in den Azure Blob Storage bzw. Data Lake oder in Azure Synapse zu laden und dort weiter zu reichen oder für tiefere Analysen zu speichern.

Azure Eventhub ArchitectureQuelle: https://docs.microsoft.com/de-de/azure/event-hubs/event-hubs-about

Für die Datenverarbeitung in nahezu Realtime sind der Azure Data Lake und Azure Synapse derzeitig relativ alternativlos. Günstigere Datenbank-Instanzen von MariaDB/MySQL, PostgreSQL oder auch die Azure SQL Database wären hier ein Bottleneck.

2 Fazit zu den Referenzarchitekturen

Die Referenzarchitekturen sind exakt als das zu verstehen: Als Referenz. Keinesfalls sollte diese Architektur unreflektiert für ein Unternehmen übernommen werden, sondern vorher in Einklang mit der Datenstrategie gebracht werden, dabei sollten mindestens diese Fragen geklärt werden:

  • Welche Datenquellen sind vorhanden und werden zukünftig absehbar vorhanden sein?
  • Welche Anwendungsfälle (Use Cases) habe ich für die Business Intelligence bzw. Datenplattform?
  • Über welche finanziellen und fachlichen Ressourcen darf verfügt werden?

Darüber hinaus sollten sich die Architekten bewusst sein, dass, anders als noch in der trägeren On-Premise-Welt, die Could-Dienste schnelllebig sind. So sah die Referenzarchitektur 2019/2020 noch etwas anders aus, in der Databricks on Azure als System für Advanced Analytics inkludiert wurde, heute scheint diese Position im Referenzmodell komplett durch Azure Synapse ersetzt worden zu sein.

Azure Reference Architecture BI Databrikcs 2019

Azure Reference Architecture – with Databricks, old image source: https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/solution-ideas/articles/modern-data-warehouse

Hinweis zu den Kosten und der Administration

Die Kosten für Cloud Computing statt für IT-Infrastruktur On-Premise sind ein zweischneidiges Schwert. Der günstige Einstieg in de Azure Cloud ist möglich, jedoch bedingt ein kosteneffizienter Betrieb viel Know-How im Umgang mit den Diensten und Konfigurationsmöglichkeiten der Azure Cloud oder des jeweiligen alternativen Anbieters. Beispielsweise können über Azure Data Factory Datenbanken über Pipelines automatisiert hochskaliert und nach nur Minuten wieder runterskaliert werden. Nur wer diese dynamischen Skaliermöglichkeiten nutzt, arbeitet effizient in der Cloud.

Ferner sind Kosten nur schwer einschätzbar, da diese mehr noch von der Nutzung (Datenmenge, CPU, RAM) als von der zeitlichen Nutzung (Lifetime) abhängig sind. Preisrechner ermöglichen zumindest eine Kosteneinschätzung: https://azure.com/e/96162a623bda4911bb8f631e317affc6