Neue Idee – neuer IT-Betrieb - neue Zähne

Heraeus Kulzer digitalisiert den Auftragsprozess mit AWS

| Autor / Redakteur: Christine Koppelt, Martin Eigenbrodt,Oliver Tigges* / Ulrike Ostler

Bei Heraeus Kulzer geht niemand auf dem Zahnfleisch und kein Zahn bröckelt; denn das Dentalunternehmen digitalisierte und optimierte: Alle Zähne passen.
Bei Heraeus Kulzer geht niemand auf dem Zahnfleisch und kein Zahn bröckelt; denn das Dentalunternehmen digitalisierte und optimierte: Alle Zähne passen. (Bild: AWS)

Das Dentalunternehmen Heraeus Kulzer entwickelt mithilfe von „Innoq“ eine Cloud-basierte Plattform, um Bestellungen im Dentalbereich digital abzuwickeln und die Kunden schneller zu beliefern.

Das international agierende Dentalunternehmen Heraeus Kulzer hat einen 3D-Scanner entwickelt, der Gebissabdrücke von Patienten in wenigen Sekunden erfasst. Bis dato war es jedoch nicht möglich, auf Grundlage der Scans Zahnersatz automatisch in Auftrag zu geben.

Das Unternehmen hat deshalb nach einer Möglichkeit gesucht, die Auftragsdaten direkt an ein Dentallabor zu übermitteln. Insbesondere ist es darauf angekommen, die neue Anwendung für unterschiedliche Benutzergruppen im täglichen Einsatz intuitiv und effizient bedienbar zu machen.

Die Planung

Technisch haben die Verantwortlichen von Beginn an genaue Vorstellungen gehabt: Die Anwendung soll sich für ein weltweites Rollout eignen und später von der internen IT-Abteilung betreut werden. Das Team hat sich ehofft, die Anwendung flexibel an die Kundenrückmeldungen anpassen und erweitern zu können.

Zuerst ist die Inbetriebnahme in der Region Nordamerika vorgesehen gewesen, die Markteinführung in weiteren Regionen ist zu einem späteren Zeitpunkt möglich. Zuletzt hat es gegolten, die Anwendung auf große und stark schwankende Datenmengen auszulegen, da sich weder das Nutzerverhalten noch die Menge der generierten Daten genau hat abschätzen lassen.

Die technische Umsetzung

Das Beratungsunternehmen Innoq hat Heraeus Kulzer dabei unterstützt, die Anwendung mithilfe von Amazon Web Services (AWS) zu konzipieren und zu realisieren. Der Dentalspezialist hatte sich dafür entschieden, das Projekt mittels einer Cloud-Infrastruktur umzusetzen, um die interne IT zu entlasten.

AWS ist in zwölf Regionen vertreten, was es Heraeus Kulzer ermöglicht hat, die Anwendung zu skalieren und international auszuweiten. Innoq hat das Projekt mit Microservices und „Spring Boot“ realisiert, um die Anwendung einfach erweitern und nachvollziehbar gestalten zu können.

Mit Spring Boot können die IT-Verantwortlichen schnell eine leichtgewichtige Web-Anwendung erstellen, die darüber hinaus gut für die Produktion in einem Cloud-Kontext vorbereitet ist. Die Microservices-Architektur ermöglicht es, zusätzliche Dienste künftig einfach zu integrieren, da sich Login, Benutzerverwaltung und Design wiederverwenden lassen.

Die Einführung von Mikroservices

Die Microservices werden auf „AWS-Beanstalk“-Instanzen mit vorgeschaltetem Load Balancer installiert, der über automatische Skalierungsmöglichkeiten verfügt. Die Skalierbarkeit der Anwendung sollte jedoch nicht durch zustandsbehaftete (stateful) Sessions gefährdet werden.

Innoq hat deshalb auf „JSON Web Token“ (JWT) gesetzt sowie auf Zustandslosigkeit, sprich die Eigenschaft eines Systems, mehrere Anfragen als voneinander unabhängige Transaktionen zu behandeln. Zusätzlich hat das Team eine so genannte Continuous-Delivery-Pipeline aufgebaut, die für eine hohe Geschwindigkeit beim Entwickeln und eine gleichbleibende Qualität der Software sorgt.

Für die Datenhaltung kommen „AWS S3“ und „AWS RDS“ zum Einsatz. Die Daten der 3D-Scans werden in AWS S3 gespeichert und auch direkt von dort wieder heruntergeladen. Das macht die Anwendung gegenüber den möglicherweise stark schwankenden Datenmengen robuster. Für den Versand von Systembenachrichtigungen via E-Mail kommt AWS SES, der E-Mail-Dienst von Amazon, zum Einsatz.

Die Cloudifizierung

Mittels „AWS Cloudformation“-Templates konnte Innoq das Setup der Infrastruktur automatisieren. Dadurch ist die AWS-Infrastruktur für das IT-Team bei Heraeus Kulzer nachvollziehbar und handhabbar. Manuelle Eingriffe in das System sind selten notwendig. Die Automatisierung umfasst auch den Einsatz einer „AWS VPC“ mit verschiedenen Subnetzen, um die Anwendung auf Netzwerkebene abzusichern.

Die hohe und stark schwankende Last für die Infrastruktur stellte die Akteure vor eine Herausforderung. In Spitzenzeiten müssen mehrere Gigabyte Modelldaten pro Stunde verarbeitet und sicher gespeichert werden. Aus diesem Grund wurde die Anzahl der Server dynamisch an die jeweilige Last angepasst („autoscaling“).

Auch waren für Heraeus Kulzer Konzepte und Methoden für Backup und Restoring genauso wichtig wie ein Monitoring- und Überwachungsservice. Beides hat das Team implementiert.

Digitalisiert und optimiert

Unternehmen müssen ihre Anwendungen auch nach der Inbetriebnahme flexibel an Rückmeldungen des Marktes anpassen können. Dies betrifft sowohl den technischen Funktionsumfang einer Anwendung als auch ihre Skalierbarkeit. Heraeus Kulzer kann mit einer neuen, zentralen Internet-Plattform nun alle eingehenden Aufträge des 3D-Scanners in der neuen Web-Oberfläche der Plattform entgegennehmen. Restaurationen lassen sich auf Basis des 3D-Modells umgehend herstellen.

Die Microservice-basierte, zustandslose Anwendungsarchitektur des neuen Produktes ermöglicht in Verbindung mit verschiedenen AWS-Diensten hohe Skalierbarkeit. Auch bietet die Anwendung die Flexibilität, Services zu erweitern, ohne langfristige finanzielle Verpflichtungen eingehen zu müssen.Die Plattform vereinfacht es erheblich, Bestellvorgänge abzuwickeln und Kronen und Brücken herzustellen. Der Service senkt Kosten und Zeit und optimiert damit den Produktionsprozess.

Zusätzliche manuelle Schritte, etwa das Anlegen neuer Aufträge, werden ebenso vereinfacht. Zahnärzte können Abformungen nun selber einscannen und als Auftrag mitsamt dem 3D-Modell elektronisch über die neue Plattform an das Labor schicken. Das Labor kann so schon nach wenigen Minuten mit der Fertigung beginnen, und nicht erst nach Tagen. Der Versand der Gipsabrücke, die früher beim Transport oft zerbrochen ist, fällt weg, und der gesamte Prozess ist für den Anwender besser nachvollziehbar.

* Christine Koppelt, Martin Eigenbrodt und Oliver Tigges arbeiten bei Innoq.

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