Voraussetzung für die erfolgreiche Nutzung von Daten ist, dass diese vernetzt vorliegen – und hier kommt das Internet der Dinge / Internet of Things IoT ins Spiel! Der Name ist Programm: Dinge werden über das Internet miteinander verbunden – und können dadurch Reaktionen auslösen oder gemeinsam für Auswertungen genutzt werden. Wichtig ist, dass nicht einfach nur Technologie implementiert wird, sondern diese intelligent genutzt wird, um das bestmögliche Ergebnis für das Unternehmen zu liefern.
IoT ist eine Voraussetzung zum Erreichen von Industrie 4.0 und muss daher bei der möglichen Umsetzung von Digitalisierungs-, Industrie 4.0 oder Revolutions-Projekten mit beachtet werden. Ziel von IoT ist grundsätzlich die Vernetzung von Daten, um durch deren Verknüpfung und Nutzung einen Unternehmens- & Kunden-Mehrwert zu erreichen.
Das Internet der Dinge Internet of Things, IoT ist im weitesten Sinne wörtlich zu nehmen: Dinge sind „über das Internet“ miteinander verbunden. Dabei steht der Begriff Internet nicht nur für das Internet im herkömmlichen Sinne, sondern auch für Netzwerke oder andere Verbindungen. Es entsteht daher ein digitales Netzwerk aus unterschiedlichen „Dingen“, die miteinander verbunden sind. Das gilt sowohl für den privaten Bereich Konsumenten als auch für den industriellen Bereich Unternehmen. Wichtig ist dabei, dass
Diese intelligente Vernetzung mittels IoT ermöglicht, dass Dinge miteinander und auch mit dem Menschen interagieren und dass Daten automatisch vom Ding jegliches vernetzungsfähiges Gerät erfasst und übertragen werden können. Es werden Teile der realen Welt in Daten abgebildet und innerhalb eines Netzwerks verknüpft. Dies ermöglicht, dass
Erst durch die Vernetzung der Dinge und die Übertragung von Daten entsteht ein nutzbares und dezentralisiertes Big Data für den jeweiligen Anwendungsfall. Dieser kann entweder im Konsumenten-Bereich oder im Industrie-Bereich liegen. In beiden Fällen können durch dezentralisierte Daten ein tatsächlicher Mehrwert bzw. eine Komfort-Erhöhung für den Konsumenten oder die Industrie erreicht werden.
Das Internet der Dinge IoT ist ein genereller Begriff, der sowohl den Konsumenten- als auch den Industrie-Bereich abdeckt. Für den Industrie-Bereich gibt es jedoch noch den zusätzlichen, enger gefassten Begriff des industriellen Internets der Dinge Industrial Internet of Things, IIoT. Heutzutage nutzt im Konsumentenbereich praktisch jeder unbewusst das IoT oder ist Teil davon, z.B. durch Nutzung von Smartphones. Auch im Industrie-Bereich ist bei der Anschaffung neuer Maschinen das IoT nicht wegzudenken. Maschinen werden digital über Touchscreen gesteuert, zeichnen Daten auf und können diese Daten über offene Schnittstellen ans Netzwerk oder ans Internet häufig über WLAN-/LAN-Verbindung übertragen.
Das IoT und auch das IIoT sind universell einsetzbar und daher branchenunabhängig. Es findet neben Automobil, Logistik und Produktion in immer mehr Branchen Einzug.
Das Internet der Dinge setzt voraus, dass
Ohne eindeutige Identifikation der Dinge können Daten zwar aufgezeichnet aber nicht eindeutig zugeordnet werden. Dadurch können diese Daten nicht weiterverarbeitet werden.
Beispielsweise: im Haus sind 15 Temperatursensoren eingebaut, 3 davon im Wohnzimmer. Es reicht mir also weder zu sagen: „Temperatursensor hat angeschlagen“ welcher im Haus? noch „Temperatursensor im Wohnzimmer hat angeschlagen“ welcher im Wohnzimmer?. Kann ich aber sagen: „Temperatursensor 1“ hat angeschlagen! Dies sagt mir genau, dass es der Sensor oberhalb vom Ofen ist und ich kann daraus schließen, dass das Feuer im Ofen gerade ausgeht. DANN macht Datenaufzeichnung Sinn!
Über die Schnittstelle zum Netzwerk wird die ortsunabhängige Auswertung von Daten erst möglich. Die aufgezeichneten Daten werden an einen zentralen Ort übertragen und können von dort durch den Nutzer mittels dafür vorgesehener Software ausgewertet werden, sowohl im Konsumenten- als auch im Industrie-Bereich. Erst durch diese ortsunabhängige Aufzeichnung wird auch die datenbasierte Steuerung und Regelung ermöglicht.
Der Verbau von Sensorik ermöglicht eine Zustandsüberwachung all der Geräte, in denen diese verbaut ist. Das können Industrie-Maschinen, Smartphones, Kühlschränke o.ä. sein. Sensoren können in diesem Sinne alle Geräte sein, wo kleine Computer und/oder Software eingebaut/eingebettet ist und dadurch eine Datenaufzeichnung ermöglicht wird.
Ist Aktorik in Geräten verbaut, kann diese entweder manuell angesteuert oder automatisch auf definierte, mittels Sensorik gemessene Werte reagieren.
Vernetzungsfähige Geräte mit ihren eingebetteten Computern bzw. Software können fast immer auch mittels Computer bzw. Software bedient werden. Rein manuelle Prozesse, die nicht mittels Computer bzw. Software gesteuert werden können, können nur schwer digital abgebildet werden. Beispiel: manuelles Knopfdrücken – man kennt nicht die Frequenz der Vorgänge und kann auch nicht die Zusammenhänge zwischen Knopf drücken und anderen Parametern erkennen.
Die Technik bleibt nicht stehen, sondern entwickelt sich weiter, sehr rasant sogar! Wichtig ist bei allen vorher genannten Voraussetzungen daher auch, dass die angewendeten Geräte, Sensorik, Aktorik, usw. langfristig gedacht und damit erweiterbar bzw. veränderungsfähig sind.
Werden neue, technisch sinnvolle Datenformate implementiert, sollte die Möglichkeit des Upgrades bestehen. Wird ein neuer Speicherort, z.B. Cloud, angelegt, sollten dort auch direkt die Daten gespeichert werden können ohne Umweg. Wird Echtzeit-Verarbeitung gewünscht oder eine engere Datenaufzeichnung, sollte auch dies gemacht werden können.
Auch die Bereiche Cloud/Edge Computing, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen wirken natürlich direkt auf die Funktionalität und Auslegung von Systemen, die „standardmäßig notwendig“ sind.
IoT wird in immer mehr Produkten integriert – weil dadurch ganz neue Geschäftsmodelle und Möglichkeiten greifbar werden und man neue Trends nicht verschläft. Vernetzung und Daten sind in naher Zukunft unerlässlich!
Das Geschäftsmodell „XXX-as-a-Service“ ist ohne IoT und andere Technologien, wie z.B. Cloud Computing nicht denkbar. Immer mehr Software wird daher als „Software-as-a-Service“ angeboten. Es gibt aber auch vermehrt das Bestreben, Maschinen, Transport oder sonstige Produkte „as-a-Service“ für Unternehmen bereitzustellen. Denkbar ist dies nur mit Verknüpfung und Netzwerk via IoT.
Das Service-Geschäft mit Remote Zugriff = Möglichkeit, Fehlerdiagnosen von Maschinen via Remote-Zugriff durchzuführen. Nicht ohne Vernetzung und Schnittstellen möglich. Daher werden Smart Services von immer mehr Firmen umgesetzt, weil dieser Ansatz flexibler und anpassungsfähiger ist als die herkömmlichen Ansätze für den Service.
Das Service-Geschäft mit der Datenauswertung = Möglichkeit, dass die Datenauswertung beim Maschinenhersteller stattfindet und dieser dem Betreiber der Anlage Bescheid gibt, wenn die Daten abweichen und eine Reaktion / Wartung o.ä. notwendig ist
Im gleichen Atemzug mit IoT und Industrie 4.0 wird immer auch die Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung von Prozessen angesprochen. Mit Fokus auf den veränderten Prozess wird dies auch normalerweise erreicht. Man darf jedoch nicht nur kurzfristig denken, sondern muss Investitionen in Software/Hardware/neue Geräte langfristig denken. Daher sollte man bei der Verwendung von Dingen zur Datenaufzeichnung und Vernetzung folgendes mit beachten:
Ist dies nicht gegeben, muss die Hardware mit eingebetteter Software bzw. Computer alsbald ausgetauscht werden durch ein neues Modell, das die Funktion wieder erfüllt. Dies ist nicht ressourcenschonend.
Ist ein Teile-Austausch/Reparatur der Geräte möglich oder müssen Geräte vollständig ersetzt werden nach einer gewissen Nutzungsdauer? Nur einer Reparatur-Variante ist ressourcenschonender und langfristig trotz allem auch meist günstiger für den Anwender.
Im Konsumentenbereich ist das Internet der Dinge schon ziemlich greifbar. Stichworte wie „Smart Home“ und „Smart City“ werden immer mehr und umfassen immer mehr Möglichkeiten für die Umsetzung. All dies wird durch die Anwendung von internetfähigen und oft auch mobilen „Sensoren“ ermöglicht, wie z.B. Mobiltelefone mit installierten Apps, Navigationsgeräte, Kühlschränke, Fernseher, …
Im Konsumentenbereich liegt der Fokus auf der Weiterentwicklung der Dinge, um den Komfort Nutzer- & Bedienfreundlichkeit für den Bediener und Nutzer zu erhöhen. Dabei hilft die in den Geräten verbaute „Sensorik“ sowie die zugehörigen Apps und Steuerungs-Möglichkeiten. Es gibt einerseits die Möglichkeit, dass Sensoren den Eintritt eines Ereignisses melden oder sogar direkt darauf reagieren. Heutzutage ist daher vieles beim Thema Smart Home schon Realität, wie z.B.
Die Liste der Beispiele kann noch beliebig verlängert werden. Immer ist Sensorik dafür verantwortlich, dass etwas gemessen wird und dass diese Daten übertragen werden, um nachfolgend eine Reaktion auszulösen – meist entweder eine Mitteilung oder eine automatische Regelung.
Wichtig beim Thema IoT und Vernetzung ist immer das Thema Sicherheit der Daten. Wie kann ich meine eigenen Daten schützen und worauf muss ich achten? Diese Themen sollten frühzeitig bedacht und langfristig geplant werden, um keine bösen Überraschungen zu erleben.
Wie schon beschrieben, ist IoT eine technologische Voraussetzung für die Umsetzung von Industrie 4.0. Die Vernetzung und zentrale Speicherung bzw. Verarbeitung von Daten sind notwendig, um Daten tatsächlich auswerten und komplexe Zusammenhänge unternehmensübergreifend herstellen zu können. Die Implementierung von Industrie 4.0 ist noch mit weiteren Technologien, wie z.B. Big Data, Cloud und künstlicher Intelligenz, verbunden und soll letztlich zur Fähigkeit führen, dass Maschinen und Prozesse sich autonom steuern können Industrie 4.0.
Das Industrial Internet of Things IIoT wird HIER ausführlich beschrieben – in seiner Komplexität, Herangehensweise und Herausforderungen.
Internet of Things IoT Definition & Beispiele 03.04.2021
Why IoT Projects Fail, Beecham Research, 2020
Industrial Internet Consortium 11.04.2021
What is IoT? 11.04.2021
Carina Hambrock ist Technikerin und begeistert von Digitalisierung in den unterschiedlichen Facetten. Sie liebt es, neue Techniken und Technologien genauso wie auch neue Menschen und Sichtweisen kennenzulernen. Sie ist Herausgeber von my-digital-revolution.com und vernetzt dort praktisches Wissen von sich selbst und anderen , um möglichst alle zum Verständnis und zur erfolgreichen Umsetzung von Digitalisierung und digitaler Revolution zu befähigen.