Die Datenflut im Griff

Antriebstechnik

Festplattenmotoren – Für das Motorenentwicklungszentrum von PM DM sind Festplattenmotoren eines der Kerngeschäfte. Und das wird auch in Zukunft so bleiben, gerade wegen der gewaltigen Datenmenge, die Industrie 4.0 mit sich bringt.

10. April 2018

Ein spezielles Einsatzfeld für Antriebe liegt in der Festplattenindustrie. Kaum irgendwo anders sind die Anforderungen an lange Lebensdauer und hohe Präzision so hoch wie dort. In diesem Bereich hat sich der japanische Anbieter Minebea mit dem deutschen Ableger PM DM in Villingen-Schwenningen einen hohen Marktanteil erkämpfen können.

FDB-Motoren sind besondere Elektromotoren, deren Lagertechnologie nicht aus Kugeln besteht, sondern aus Flüssigkeiten in Form von spezifischen Ölen. Fluid Dynamic Bearings nennt die Fachwelt diese Art der Lagerung. In den letzten 15 Jahren haben sich Motoren mit diesem Lagersystem hauptsächlich in der Festplattenindustrie etabliert. Den positiven Eigenschaften dieser ganz speziellen Antriebstechnologie ist es zu verdanken, dass die Festplattenhersteller ihre Speicherkapazitäten immer weiter steigern konnten und heute bei bis zu 12 Terabyte pro Festplatte stehen. Eine bessere Antriebslösung gibt es derzeit nicht.

Bereits in die Entwicklungsphase sind zahlreiche Testläufe integriert, um einen optimalen Rundlauf und Planlauf zu gewähren sowie den nicht wiederholbaren Schlag so niedrig wie möglich zu halten. Der Lagerspalt zwischen Welle und Buchse liegt im unteren einstelligen Mikrometerbereich. In diesem Spalt zirkuliert ein Spezialöl. Die Buchse selbst besteht aus einem speziellen Material, um Verschleiß und Reibung vorzubeugen, wodurch sich die Lebensdauer erheblich verlängert. Zudem muss die Bauteilequalität und -genauigkeit höchsten Standards für die Massenproduktion entsprechen. Die Fertigung solcher Motoren erfordert ein hohes Maß an Präzision und findet in Reinräumen statt.

Datenspeicher als Anwendung

Motoren, die den hohen Anforderungen in Festplatten gerecht werden, sind krisensicher, und PM DM möchte sich damit auch in anderen Marktsegmenten etablieren. Die Aussichten für Festplattenmotoren sind gut, denn überall rollt die Datenflut und die Nachfrage nach Speicherkapazität ist ungebrochen: Laut den Analysten der International Data Corporation (IDC) soll sich die weltweit generierte digitale Datenmenge bis zum Jahr 2025 verzehnfachen.

Die Rede ist von über 160 Zettabyte, eine Zahl mit 21 Nullen. Ob autonomes Fahren oder intelligente persönliche Assistenten, Machine-to-Machine-Technologien oder das Internet of Things (IoT), Daten bilden das Nervensystem einer digitalen Welt.

Während bis dato die Endverbraucher, vor allem aus dem Entertainmentbereich, die größte Quelle der weltweit generierten Daten darstellten, wird eine Verlagerung hin zu den Unternehmen prognostiziert. Sie werden demzufolge im Jahr 2025 bis zu 60 Prozent der globalen Datenmenge erzeugen. Heute liegt dieser Wert bei etwa 30 Prozent. Die Analysten sind sich einig, dass die Big-Data-Ära längst begonnen hat und die Datenflut in vollem Gange ist.

Der technische Fortschritt wird entscheidend dafür sein, wie die Komplexität dieser riesigen Datenmengen zu erfassen und darüber hinaus vollständig zu nutzen sein wird. Dabei wird die Datenspeicherung ganz sicher eine grundlegende Rolle einnehmen.

Ansammlung von Festplatten

Es gibt viele Möglichkeiten, Daten zu archivieren und abrufbar zu machen. Bei den öffentlichen Gegenüberstellungen, welches Medium das sicherste und geeignetste ist, steht die Cloud für eine Langzeitspeicherung unbestritten auf Rang eins. Aber die Cloud ist nicht irgendein Dampf-Luft-Gemisch, das über allem schwebt und Daten aufsaugt wie ein Staubsauger, sondern eine Ansammlung von Servern, deren Herzstück Festplatten sind.

Aufgrund der Preise pro Terabyte aber auch der durchschnittlichen Lebensdauer des Speichers von zehn Jahren eignen sich herkömmliche Solid State Discs (SSD) nur bedingt für die Langzeitspeicherung. Der eigentliche Einsatz dieser Art von Festplatte ist das schnelle Laden von Daten wie Betriebssystemen, sie sorgen also für eine schnelle Datenübertragung. Offensichtlich hat die SSD für den Endverbraucher in vielen Computern und Peripheriegeräten die klassische Hard Disc Drive (HDD) verdrängt, aber die vermeintliche Ablöse findet nur in einigen Bereichen statt. In der Diskussion über den technischen Fortschritt geht es aber sowieso nicht darum, welcher Typ der bessere ist, sondern welche Rollen den beiden Speichermedien in der Zukunft zugesprochen werden. Jedes für sich hat seinen Platz.

Aber eins steht fest: Die gute alte Festplatte, jahrzehntelang erprobt, unermüdlich im Einsatz, ist als Langzeitspeichermedium nicht wegzudenken. Die wenigen Hersteller von Festplatten und deren Komponenten, dazu zählt auch PM DM, sind stetig mit der Weiterentwicklung beschäftigt. Die Anforderungen an den Antrieb, die jetzt schon an der Grenze des technisch Machbaren liegen, steigen weiter an.

Eine neue Aufzeichnungstechnik soll in den kommenden Jahren die Kapazität von Festplatten weiter erhöhen. Microwave Assisted Magnetic Recording (MAMR) soll in sieben bis acht Jahren zu einer Speicherkapazität von bis zu 40 Terabyte in einem einzigen 3,5-Zoll-Laufwerk führen. Auch die Technik Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR), an der derzeit intensiv geforscht wird, sorgt für einen enormen Speicherplatz auf Festplatten. Solche Festplatten werden vor allem als Datenlager für Big-Data-Anwendungen in Servern positioniert und nicht in Desktop-PCs.

Neue Ansätze der Nutzung

Die Hersteller von Festplatten investieren bereits enorme Summen für die Zukunft. Der wahre Wert der Daten wird heute noch massiv unterschätzt. Die wirklich spannenden Anwendungsmöglichkeiten liegen in der Datenanalyse, neuen Geschäftsmodellen, neuen Denkweisen und neuen Ökosystemen in Branchen wie Robotik und Machine-Learning und in ihrem Potenzial für Wirtschaft und Gesellschaft.

Die Analysten von IDC schätzen, dass bis 2025 knapp 20 Prozent der Daten in der globalen Datensphäre kritisch für unseren Alltag sein werden, knapp zehn Prozent sehr kritisch. Es wird erwartet, dass jeder Mensch auf der Welt mit Internetzugang im Schnitt 4.800 Mal pro Tag mit vernetzten Geräten und Systemen interagiert.

Der Anteil der globalen Daten, die einer Datenanalyse unterzogen werden, sollen um den Faktor 50 bis auf 5,2 Zettabyte im Jahr 2025 an steigen. Ein Viertel der Datenmenge wird aus Mobil- und Echtzeitdaten bestehen. Davon kommt der größte Anteil aus dem IoT. Die Chancen, die sich durch den Wert der Daten für Unternehmen auftun, sind gewaltig, und es heißt, sie zu nutzen. mk

Auf einen Blick

Die Precision Motors Deutsche Minebea GmbH (PM DM) in Villingen-Schwenningen ist das Moto-renentwicklungszentrum des japanischen Kon-zerns MinebeaMitsumi Group. Hier werden außer Spindelmotoren für Computerfestplatten auch elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren und Lüfter entwickelt. Das im Jahr 2000 errichtete Forschungszentrum wurde 2004 erweitert und dort sind mehr als 350 Mitarbeiter beschäftigt.

Erschienen in Ausgabe: 03/2018