IoT

Das Netz der Dinge erobert die Industrie

Das Internet of Things (IoT) setzt sich in der Unternehmens­praxis durch. Vor allem Standortlogistik und Produktion ­profitieren von der Technologie. Standards könnten die ­Verbreitung weiter beschleunigen.

  • Mann ruft über Tablet-PC IoT-Symbole ab

    Vom Vormarsch der IoT-Anwendungen profitieren vor allem Branchen wie die Logistik.((Bild: Gettyimages/iStock))

  • Joerg Schuler, Airbus

    Joerg Schuler, Airbus-Cyber-Security-Experte, fordert: „Vor allem produzierende Unternehmen brauchen eine angemessene Sicherheitsarchitektur, wenn sie IoT-Technologien einsetzen wollen.“ ((Bild: Airbus))

  • André Käber, CEO Leogistics

    André Käber, CEO Leogistics: „Auf Basis von IoT-­Technologien können Zeit- und Performance-Verluste in der logistischen Kette aufgespürt werden.“ ((Bild: Leogistics))

  • Dr. Alexander Willner, Fraunhofer Fokus

    Dr. Alexander Willner, Fraunhofer Fokus: „Mit einer IoT-Vernetzung über den Standard OPC UA over TSN sind in Europa zukunftsfähige Lösungen möglich." ((Bild: Fraunhofer Fokus))

  • Max Hille, Crisp Research

    Max Hille, Senior Analyst bei Crisp Research, berichtet aus der Praxis: „Internet-of-Things-Vorhaben sind meist business-getrieben.“ ((Bild: Crisp Research))

IoT-Lösungen halten in der Industrie und im Handel verstärkt Einzug: Zu diesem Schluss kommen die Marktforscher von PAC in der Studie „Das Internet der Dinge im deutschen Mittelstand 2019“. Vor allem im verarbeitenden Gewerbe führen demnach aktuell mit 40 Prozent die meisten Unternehmen ein neues IoT-Projekt ein. Die befragten 161 Unternehmen sehen den größten Investitionsbedarf bei der IT-Sicherheit und der Konnektivität. Deutlich ist, dass IoT viele andere neue Technologien und Konzepte wie Industrie 4.0, den Digitalen Zwilling oder Augmented Reality voranbringt. Viel spielt sich auf IoT-Plattformen ab, deren Landschaft aus gut 600 Angeboten sich noch immer nicht nennenswert konsolidiert hat.


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Laut einer Studie von Crisp Research und Lufthansa Industry Solutions unter 129 Entscheidungsträgern kommen über 60 Prozent des Budgets für IoT-Projekte nicht unmittelbar aus der IT. „Dass die Fachbereiche eine größere finanzielle Verantwortung übernehmen, zeigt, dass die Vorhaben meist business-getrieben sind“, meint Max Hille, Senior Analyst beim Marktforschungsunternehmen Crisp Research. Zugleich sei aber auch eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen IT und Fachabteilungen erfolgsentscheidend. Hier hakt es in der Praxis demnach immer noch häufig. „IoT hat eine Doppelpräsenz in den Unternehmen: Einmal als Differenzierungsmerkmal in Richtung Kunden mit neuen Produkten und Geschäftsmodellen, zum anderen als Technologie für Effizienzsteigerungen in den Prozessketten“, konstatiert Hille mit Blick auf die Vielfältigkeit der Projekte. Bleibt die Frage nach der besten Herangehensweise an die Technologie. „In der Praxis bewährt sich ein Konzept von ‚buy and create IoT‘. Dabei wird auf Grundkonfigurationen einer bestehenden Basislösung aufgesetzt – aus Kosten- und Standardisierungsgründen muss nicht alles neu erfunden werden. Trotzdem ist Innovationsbereitschaft und das Entwickeln individueller Lösungen gefragt“, berichtet der Marktanalyst.

Die Logistik profitiert erheblich vom IoT

Ein Bereich, der vom IoT besonders massiv profitieren kann, ist natürlich die Logistik. Viele Unternehmen verpulvern viel Zeit damit, dass der genaue Lagerort von Bauteilen oder Produkten nicht immer nachvollziehbar ist. IoT-Technologie ermöglicht die Ausstattung mit Sensorik, die nicht nur den Standort preisgibt, sondern auch bei der Überwachung von verschiedenen Parametern hilft. Dazu zählt das Messen von Temperatur, Druck oder Feuchtigkeit – Faktoren, die darüber entscheiden, ob ein Produkt im korrekten Zustand seinen Zielort erreicht. Mehr Transparenz in der Supply Chain hilft, Probleme schneller zu lösen.
Aber auch intern lässt sich die Werkslogistik durch Hardware-Terminals und Kamerasysteme automatisieren und Logistikpartner können in den Prozess mit einbezogen werden. „Durch Sensorik und IoT-Technologien entstehen viele neue Messpunkte, die eine andere Sicht auf vorhandene Logistikabläufe erlauben. Prozesse lassen sich so erstmals von Anfang bis zum Ende visualisieren: Damit können Zeit- und Performance-Verluste in der logistischen Kette aufgespürt werden“, sagt André Käber, CEO des Logistikspezialisten Leogistics. Mit Technologien zur Standortbestimmung und Echtzeit-Tracking sowie -Visualisierung könnten Unternehmen zudem exakt wissen, wo genau sich ein Transport oder ein Produkt befindet. Bisher seien jedoch die wenigsten Unternehmen auf den Umgang mit den unterschiedlichen Hardware-Daten aus Sensoren und anderen Edge-Devices vorbereitet.

Die Standardisierung ist auf einem guten Weg

Im Logistikbereich werden Themen wie KI und Machine Learning in Verbindung mit IoT immer wichtiger. „Lernende Systeme machen deutlich, wo Wege zu lang sind und wie sich die Prozesse verändern lassen, die speziell aus Sicht des Kunden zu lange dauern“, meint Käber. Vor allem aber könnten gerade Kamera-systeme mit KI-basierter Bildverarbeitung zur Automatisierung beitragen, beispielsweise indem sie Nummernschilder oder Labels von Lkws und Nummern von Containern oder Paletten erfassen. So lassen sich automatisch weitere Schritte einleiten, wenn klar ist, dass Ware angekommen oder ein Fahrzeug zum Beladen bereit ist. Auch Simulations-Tools, die Echtzeitdaten nutzen, werden immer bedeutsamer für schlanke Prozesse. „Die Echtzeitdaten sind die Basis dafür, dass Unternehmen anhand einer Simulation genau wissen, wie lange sie ihren Produktionsfluss am Laufen halten können, wenn sich ein Lkw verspätet“, so Käber.

„Standardisierung ist dann essentiell, wenn es um Interoperabilität geht“, stellt Dr. Alexander Willner fest, der das IIoT Center am Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme (Fokus) leitet. Das Thema Standards für Industrial IoT ist vor allem mit Blick auf den Manufacturing-Bereich schon weit gediehen. Beispielsweise haben sich alle wichtigen Industrieausrüster, inklusive des „Platzhirschs“ Siemens, im letzten Jahr endlich zum Standard „OPC UA over TSN“ bekannt. Mit den begleitenden OPC UA Companion Specifications ist man auch schon weit gekommen, berichtet Willner. In verschiedenen Arbeitsgruppen wurden bereits mehrere Mannjahre investiert, um für unterschiedlichste Hersteller zu definieren, was – vereinfacht gesagt – eine Schraube oder ein Roboter ist oder was ein Fließband kann. „Diese Informationen müssen standardisiert werden, damit wirklich alle Dinge miteinander kommunizieren können“, erklärt der Experte. Die gute Nachricht lautet also: „Wer im Bereich Indus-trie 4.0 auf IoT-Vernetzung mit OPC UA over TSN setzt, der kann sich in Europa weitgehend sicher sein, eine zukunftsfähige Lösung zu haben“, so Willner. Weltweit ist das noch nicht entschieden, der Trend gehe aber Richtung OPC UA.

Das Ziel des Internet of Things in der Fertigung lautet, möglichst sämtliche „Dinge“ in Echtzeit zu vernetzen, um neue, künftig auf Künstliche Intelligenz (KI) basierende Formen der Fabriksteuerung zu nutzen. Essentiell für das Thema IoT in diesem Umfeld ist das sogenannte „Edge Computing“: Denn aus Gründen der Datensicherheit und -hoheit sowie der Echtzeitfähigkeit besteht ein großes Interesse, die Daten innerhalb der Fabrik zu verarbeiten, möglichst dort, wo sie entstehen. Dezentrale Cloud-Edge-Infrastrukturen sind deshalb im Kommen. Dafür bauen Anbieter wie Amazon oder Microsoft derzeit Infrastrukturen auf, um so nah wie möglich an die Quelle der Daten zu rücken. Zunehmend werden also dezentrale Hardware-Schränke in der Fertigung oder als Container vor der Fabrik stehen, für deren Betrieb oft externe Infrastrukturanbieter sorgen.

Industrial IoT erfordert mehr Sicherheit

Das Fraunhofer Fokus gründet dafür gerade das Edge Computing Consortium Europe. Anbieter wie das Start-up German Edge Cloud könnten dafür sorgen, dass die Industrie nicht auf Lösungen z. B. US-amerikanischer Anbieter angewiesen ist, sondern dass europäische Alternativen entstehen. Insgesamt bleiben also noch einige Herausforderungen für das Internet der Dinge in der Industrie. „Die größte Hürde für Unternehmen ist die Sicherheit, denn im Kern steht IIoT für die Vernetzung und damit die Öffnung von Netzwerken“, sagt Alexander Willner. An zweiter Stelle sieht er das Thema Interoperabilität.

Insbesondere produzierende Unternehmen brauchen eine angemessene Sicherheitsarchitektur, wenn sie IoT-Technologien einsetzen wollen: Es reicht nicht aus, sich auf nur eine Sicherheitstechnologie zu verlassen, stellt Airbus-Cyber-Security-Experte Joerg Schuler fest. Stattdessen sollten mehrere Strategien genutzt werden, um zwei bis drei Abwehr-Level zu etablieren. „Vor allem müssen auch die Verbindungspunkte geschützt werden. So sollte beispielsweise das WLAN mittels Network-Segmentation in verschiedene Bereiche unterteilt werden. Außerdem ist es ratsam, mit einer Management-Software genau zu überwachen, wie sich einzelne Devices verhalten, mit wem sie Verbindung aufnehmen und Daten austauschen“, so Schuler. Dabei helfen Protected Management Frames, die die Integrität des Netzwerk-Management-Verkehrs sicherstellen. Auch Layer- 2-Firewalls mit Deep Packet Inspection sind wesentlich für den Schutz der WLAN-Verbindungen: Sie analysieren den Netzwerk-Traffic in Echtzeit und stoßen automatisiert Reaktionen auf Angriffe an.

Mit Blick auf die IoT-Cloud-Angebote selbst gilt aus Sicht des Experten: Viele der Industrie-Clouds im Markt sind in puncto Sicherheit verlässlich und verfügen über eine sehr gut integrierte Security. „Unternehmen sollten jedoch immer darauf achten, dass die Plattformen bekannte und bewährte Protokolle verwenden, anstatt eigene Wege zu gehen“, rät Schuler. Sonst wird es deutlich schwieriger, Sicherheitslösungen für die Produktion zu implementieren.

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