Seminar ThingsBoard Intensivseminar – Datenmodell, Rule Engine und Automatisierung

Das fünftägige Intensivseminar bündelt Datenmodellierung, Verarbeitung und Systemintegration. Entitäten, Digital Twins, Telemetrie, Attribute, Relations, Rule Engine, TBEL, berechnete Felder, Alarme, REST API, WebSockets, Platform Integrations, Versionierung und automatisierte Bereitstellung werden zu einer vollständigen Daten- und Orchestrierungsplattform verbunden.

Inhaltsverzeichnis

• Lernziele und fachliche Einordnung.
• Schrittweise Seminarinhalte.
• Praxisübungen und Laborszenarien.
• Zielgruppe und Voraussetzungen.
• Didaktik und Arbeitsweise.

Lernziele

• Ein tragfähiges Entitäts-, Beziehungs- und Digital-Twin-Modell für komplexe IoT-Lösungen entwickeln.
• Daten mit Rule Engine und TBEL modular, sicher und performant verarbeiten.
• Calculated Fields, Alarme und Zustandsautomaten konsistent in den Datenfluss integrieren.
• REST API, WebSockets und Platform Integrations fehlertolerant automatisieren.
• Lösungsartefakte versionieren, testen, bereitstellen, zurückrollen und betrieblich überwachen.

Schrittweise Seminarinhalte

1. Domänenmodell und Digital-Twin-Zielbild

Schwerpunkt: reale Objekte, Devices, Assets, Customers, Profile, Zustände, Identifikatoren, Datenhoheit, Lebenszyklen und Abfragebedarfe.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Domänenmodell und Digital-Twin-Zielbild“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von reale Objekte, Devices, Assets, Customers, Profile, Zustände, Identifikatoren, Datenhoheit, Lebenszyklen und Abfragebedarfe modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein abgestimmtes fachliches und technisches Datenmodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

2. Telemetrie, Attribute und Relations

Schwerpunkt: Zeitreihen, Attribute Scopes, Datentypen, Einheiten, Qualitätskennzeichen, Hierarchien, Relation Types, Relation Queries und Namenskonventionen.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Telemetrie, Attribute und Relations“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Zeitreihen, Attribute Scopes, Datentypen, Einheiten, Qualitätskennzeichen, Hierarchien, Relation Types, Relation Queries und Namenskonventionen modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen verbindlichen Daten-, Attribut- und Beziehungskatalog dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

3. Rule-Engine-Nachrichten und Routing

Schwerpunkt: Message Type, Payload, Metadata, Originator, Filter, Routing Labels, Subchains, Queue, Fehlerpfade und modulare Verträge.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Rule-Engine-Nachrichten und Routing“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Message Type, Payload, Metadata, Originator, Filter, Routing Labels, Subchains, Queue, Fehlerpfade und modulare Verträge modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine wartbare Rule-Chain-Architektur dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

4. TBEL, Transformation und Enrichment

Schwerpunkt: Datentypen, Funktionen, Bedingungen, Einheiten, Normalisierung, Zeitstempel, Attribute, Latest Values, Relations, Nullwerte und Ressourcenlimits.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „TBEL, Transformation und Enrichment“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Datentypen, Funktionen, Bedingungen, Einheiten, Normalisierung, Zeitstempel, Attribute, Latest Values, Relations, Nullwerte und Ressourcenlimits modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine sichere Transformations- und Anreicherungsbibliothek dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

5. Persistenz und berechnete Felder

Schwerpunkt: Save Timeseries, Save Attributes, TTL, Derived Values, Abhängigkeiten, Aggregation, Rechenreihenfolge, Rückberechnung und Datenqualität.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Persistenz und berechnete Felder“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Save Timeseries, Save Attributes, TTL, Derived Values, Abhängigkeiten, Aggregation, Rechenreihenfolge, Rückberechnung und Datenqualität modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine konsistente Speicher- und Berechnungsstrategie dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

6. Alarme und Zustandsautomaten

Schwerpunkt: Schweregrade, Create und Clear Conditions, Hysterese, Propagation, Quittierung, Korrelation, Drosselung, Eskalation und Benachrichtigung.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Alarme und Zustandsautomaten“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Schweregrade, Create und Clear Conditions, Hysterese, Propagation, Quittierung, Korrelation, Drosselung, Eskalation und Benachrichtigung modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen vollständigen Alarm- und Zustandsprozess dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

7. REST API und Authentisierung

Schwerpunkt: JWT, Token, Rollen, Entity CRUD, Telemetrie, Attribute, Relations, Alarme, Pagination, Entity Query, Rate Limits und Audit.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „REST API und Authentisierung“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von JWT, Token, Rollen, Entity CRUD, Telemetrie, Attribute, Relations, Alarme, Pagination, Entity Query, Rate Limits und Audit modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine abgesicherte API-Automatisierungsbasis dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

8. WebSockets und Echtzeitintegration

Schwerpunkt: Subscription Commands, Timeseries, Attributes, Alarms, Reconnect, Heartbeat, Backpressure, Sessionzustand, Datenverarbeitung und Clientfehler.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „WebSockets und Echtzeitintegration“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Subscription Commands, Timeseries, Attributes, Alarms, Reconnect, Heartbeat, Backpressure, Sessionzustand, Datenverarbeitung und Clientfehler modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen stabilen Echtzeit-Abonnementprozess dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

9. Platform Integrations und Konverter

Schwerpunkt: Integrationsmuster, Uplink, Downlink, Gerätmapping, Metadaten, Datenkonverter, Commands, Timeouts, Retry, Duplikate und Dead Letter.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Platform Integrations und Konverter“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Integrationsmuster, Uplink, Downlink, Gerätmapping, Metadaten, Datenkonverter, Commands, Timeouts, Retry, Duplikate und Dead Letter modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine robuste externe Integrationsstrecke dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

10. Idempotenz und Orchestrierung

Schwerpunkt: Joiner-Mover-Leaver, Provisionierung, Änderungen, Retry, Checkpoints, Teilzustände, Kompensation, Korrelation, Wiederaufnahme und Audit.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Idempotenz und Orchestrierung“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Joiner-Mover-Leaver, Provisionierung, Änderungen, Retry, Checkpoints, Teilzustände, Kompensation, Korrelation, Wiederaufnahme und Audit modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen fehlertoleranten Ende-zu-Ende-Automatisierungsworkflow dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

11. Version Control und Solution Lifecycle

Schwerpunkt: Artefaktinventar, Export, Import, IDs, Abhängigkeiten, Git, Umgebungsparameter, IoT Hub, CI/CD, Freigaben, Rollback und Release Notes.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Version Control und Solution Lifecycle“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Artefaktinventar, Export, Import, IDs, Abhängigkeiten, Git, Umgebungsparameter, IoT Hub, CI/CD, Freigaben, Rollback und Release Notes modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine kontrollierte Delivery- und Versionskette dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

12. Tests, Performance und Governance

Schwerpunkt: Testdaten, Unit-nahe Skripttests, Rule-Chain-Debugging, API- und Contract Tests, Lasttest, Regression, Monitoring, Security Review und Dokumentation.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Tests, Performance und Governance“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Testdaten, Unit-nahe Skripttests, Rule-Chain-Debugging, API- und Contract Tests, Lasttest, Regression, Monitoring, Security Review und Dokumentation modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen produktionsreifen Entwicklungs- und Betriebsstandard für Datenautomatisierung dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Modellierung einer komplexen Anlagen- und Gerätehierarchie mit Digital-Twin-Zuständen.
• Aufbau einer modularen Rule Engine mit TBEL, Enrichment, Persistenz und Alarmierung.
• Implementierung eines berechneten Kennwerts mit Aggregation und Rückberechnung.
• Entwicklung eines API- und WebSocket-Clients mit Retry und Wiederaufnahme.
• Konfiguration einer Platform Integration mit Uplink- und Downlink-Konverter.
• Versionierter Export, Testimport, Freigabe und Rollback eines Lösungspakets.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: IoT- und Datenarchitektur, Rule-Engine-Entwicklung, Systemintegration, Softwareentwicklung, DevOps und technische Plattformadministration.

Voraussetzungen: Gute ThingsBoard-Grundkenntnisse, JSON, Datenmodellierung, Programmier- oder Skriptingpraxis sowie Verständnis von APIs und Messaging.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Demonstrationen, strukturierte Konfigurationsschritte, praktische Übungen und kontrollierte Fehlerfälle vertieft. Jede Übung verwendet definierte Ausgangswerte, Prüfpunkte und Dokumentationsanforderungen. Dadurch entstehen nachvollziehbare Abläufe, die sich auf Entwicklungs-, Test- und Produktionsumgebungen übertragen lassen.