Strategie für das Internet of Things

Mehr Mut für IoT-Experimente

Die Strategie für das Internet of Things (IoT) wird zum Überlebensmerkmal vor allem für produzierende ­Unternehmen. Energiearme Übertragungsarten, IoT-Platt­formen und Blockchain treiben die Entwicklung voran.

Mehr Mut für Experimente

Insbesondere Unternehmen, die Produkte entwickeln und produzieren, sind potentielle Kandidaten für IoT-Technologien.

Durch das Zusammenspiel von Cloud, Big Data Analytics, billigem Speicher und günstiger Sensorik ist die Idee des intelligenten, ins Internet der Dinge eingebundenen Produkts sehr viel greifbarer geworden. Weil sowohl die finanzielle Hemmschwelle als auch der Aufwand immer geringer werden, gilt es für alle Branchen, über mögliche Spielräume nachzudenken. „Die Anzahl an Anwendungsfällen hat sich deutlich erhöht und die Unternehmen sind sehr aufgeschlossen dafür, IoT im Jahr 2018 voranzutreiben. 72 Prozent planen Projekte und 68 Prozent haben bereits Budget allokiert“, berichtet Mark Alexander Schulte, Consultant bei IDC.

Zugleich räumte mehr als ein Drittel der Unternehmen Startschwierigkeiten ein. Für die IDC-Studie „IoT: Trends in Deutschland 2018“ sprach das Marktforschungsinstitut mit 444 Unternehmen aus acht Branchen. Aus Sicht der Analysten folgt derzeit auf die erste Phase der Vernetzung mit Schwerpunkt auf den internen Prozessen nun die zweite Evolutionsstufe, die sich durch eine gereifte Herangehensweise auszeichnet. Im Vordergrund stehen demnach die IoT-basierte Weiterentwicklung der eigenen Produkte sowie Ökosysteme, die sich um die neu entstehenden Daten bilden.

Es gibt drei grobe Stoßrichtungen, wenn über das Internet der Dinge nachgedacht wird: Geht es um neue Geschäfts- oder Ertragsmodelle, sollen die Produkte smart werden oder will man Wertschöpfungsprozesse intelligenter und effektiver machen? „Insbesondere Unternehmen, die Produkte entwickeln und produzieren, sind potentielle Kandidaten für IoT-Technologien“, sagt Prof. Werner Bick, Generalbevollmächtigter der ROI Management Consulting AG. Es lasse sich jedoch keine pauschale Aussage treffen, wie IoT Nutzen bringen kann. „Es kann beispielsweise durchaus sein, dass IoT in einem Unternehmen als Bestandteil von Industrie 4.0 wichtig ist, um Ausschussraten zu reduzieren, IoT für smarte Produkte wiederum nicht sinnvoll nutzbar ist“, erklärt Bick.

Die Vernetzung von Informationen verändert die Welt


Die Analysen des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS) ergaben, dass IoT neben dem produzierenden Umfeld mit den Schwerpunkten Condition Monitoring und Predictive Maintenance auch im Facility Management für die automatisierte Überwachung von Gebäuden und Anlagen eine zunehmend wichtige Rolle spielen wird. „Beim Facility Management lassen sich z. B. ohne großen Kostenaufwand die Eigenheiten eines Gebäudes durch Analysen von Sensordaten besser kennenlernen, beispielsweise wie sich Temperaturen verändern“, erklärt René Dünkler, zuständig für Technologie-Marketing des Bereichs Lokalisierung und Vernetzung am Fraunhofer IIS. Großes Potential sieht man zudem im Bereich der Smart Citys. „Es ist nicht zu unterschätzen, was an neuen Geschäftsmodellen durch mehr und verteilte Informationen kommt“, ist sich Dünkler sicher.

Auch im Agrarbereich wird das Internet der Dinge wichtiger. Hier entstehen etwa in den USA neue, nicht unbedingt ethische Geschäftsmodelle, indem die vernetzten landwirtschaftlichen Nutzgeräte Daten über die Bodenbeschaffenheit zurückspielen, woraus dann Rückschlüsse gezogen werden können, um erfolgreich an den Börsen mit Lebensmittelpreisen z. B. für Zucker oder Soja spekulieren zu können.

Klar ist: Je hochwertiger die Güter, desto wichtiger wird das Thema Produktintelligenz. In manchen Industrien ist diese Botschaft schon vor einiger Zeit angekommen. So gehörten Turbinenbauer zu den ersten, die ihre Produkte „as a Service“ anboten: Die Turbine wird per Stunde Flugzeit vermietet statt verkauft. „Hinter der Idee von ‚Everything as a Service‘ steht die Überzeugung, dass derjenige, der ein Produkt entwickelt und herstellt, am meisten darüber weiß und die optimale Nutzung über die gesamte Lebenskette hinweg sicherstellen kann“, so Bick. Dafür brauchen Unternehmen alle Daten, die im Betrieb anfallen.

Der „digitale Zwilling“ ist untrennbar mit dem Internet of Things verbunden, denn nur, indem das Produkt Daten über sich selbst erhebt und versendet, kann der Anbieter eines Services ein stets aktuelles Abbild von Zustand und Nutzungsverhalten gewinnen und Rückschlüsse aus diesen Informationen ziehen – beispielsweise ob eine Wartung außerhalb der Reihe ansteht, um größere Verschleißschäden zu verhindern. „Indem Unternehmen solche Daten aus dem Betrieb analysieren, lernen sie immer mehr dazu, können ihre Produkte miteinander vergleichen und die Erkenntnisse wiederum in die Entwicklung einfließen lassen. Sie sind damit zugleich sehr weit und tief in den Kundenprozessen drin und dadurch weniger austauschbar“, meint der Experte.

Smart Products im Internet der Dinge sind deshalb ein Weg, wie Lieferanten von Bauteilen sich zu Wertschöpfungspartnern weiterentwickeln und schließlich neue Geschäftsmodelle ableiten können. Als Beispiel nennt Bick die Bosch-Rexroth-Tochter Hägglunds in Schweden. Sie hat ihre Mühlenantriebe mit Sensorik ausgestattet und überwacht damit den Gesamtzustand der Anlage rund um die Uhr. Im Störfall kann remote eingegriffen werden oder ein Fachmann schaltet sich zu und erklärt dem Mitarbeiter vor Ort, wie ein Problem gelöst werden kann. Künftig wird man auch hier nur die Leistung und nicht die Anlage selbst verkaufen. „Damit hat der Hersteller in seinem Markt ein komplett neues Spielfeld aufgemacht. Hier bekommen alle anderen Anbieter, die das nicht können, perspektivisch ein Problem: Wir reden also von Disruption“, konstatiert Werner Bick.

Ein Spaziergang ist die IoT-Einführung dennoch nicht. „Der größte Hemmschuh ist die Komplexität des Themas. Die Entscheidungsträger tun sich schwer, nicht nur die Technologie mit Sensorik, Hardware, Connectivity und IoT-Plattformen, sondern auch deren Zusammenspiel zu überblicken“, erklärt Schulte. Dass viele Anbieter IoT-Labs zum Erkunden der Technologie aufgebaut haben, sei deshalb sinnvoll. Rund die Hälfte der Befragten will in 2018 ein solches Lab nutzen. Als weitere Hürde macht Schulte den Mangel an ganzheitlichen Lösungen aus. Die Unternehmen hätten gerne eine schlüsselfertige Lösung, die es in meisten Fällen nicht gebe.

Kostengünstige Sensorik


Für eine noch schnellere Verbreitung von IoT-Konzepten werden Technologien wie Low Power Wide Area Networks (LP WAN) sorgen. Zu deren Anbietern zählen derzeit LoRa, Sigfox und Mioty, das vom Fraunhofer IIS entwickelt wurde. Ein kleiner, mit einem Gateway verbundener Empfänger sammelt mithilfe einer Antenne die Daten von sehr vielen günstigen Sensoren, die sich im Umkreis von mehreren Kilometern befinden können. „Im Unterschied zu mobilfunkbasierten Lösungen ist das LP WAN wesentlich energieeffizienter“, erklärt Dünkler. Auch die Sensorik sei heute günstig zu haben, dazu zählen etwa Sensoren, die Temperatur, Druck, Schaltzustände (ein/aus), Luftdruck oder -feuchtigkeit und Schadstoffe messen. Insgesamt sei eine große Anzahl an vernetzen Sensoren schon aus Kostengründen mit Mobilfunk nicht machbar, schließlich kann nicht für jeden Sensor eine eigene SIM-Karte angeschafft werden. Sensorik und Gateway sind Teil des sogenannten Edge Computing. Hier können Informationen vorverarbeitet und es kann entschieden werden, was in die Cloud weitergeleitet wird oder was aufgrund von Echtzeitanforderungen direkt unter den Edge-Devices ausgetauscht wird. Insbesondere bei autonomen Sensoren müssen teilweise dort schon Informationen ausgewertet werden.

Anders als bei RFID-Technologie oder auch beim normalen WLAN lassen sich die Daten mit Mioty über große Reichweiten übertragen. „Dafür sorgt ein spezielles Verfahren, das sogenannte Telegram Splitting. Indem das Signal aufbereitet, aufgesplittet und dann übertragen wird, ist das Verfahren robust auch in schwierigen Umgebungen und über lange Distanzen“, erklärt Dünkler. Zugleich gilt die Übertragung als sicher. Mit seinem Projekt geht das Fraunhofer IIS in Richtung Standardisierung. „Ein LP-WAN-Standard verringert die Hürden in der Breite. Unternehmen setzen verstärkt dann auf eine Technologie, wenn sie einen klaren Kosten-Nutzen-Effekt hat und nicht proprietär ist“, so Dünkler. Im Mai will das European Telecommunications Standards Institute ETSI Standards für die sogenannten Low Throughput Networks veröffentlichen, die dann einbezogen werden sollen.

Kalkulierte Risiken zulassen


Etwa ein Drittel der Unternehmen wird der IDC-Studie zufolge in diesem Jahr Edge Computing nutzen, 27 Prozent wollen dabei auf LP WAN setzen. „Je zeitkritischer die Ergebnisse sind, die aus der Datenana­lyse gezogen werden, desto näher sollten sie am Ver­arbeitungspunkt erhoben werden“, nennt der Berater eine wichtige Erkenntnis. Immer mehr Datenverarbeitung wird deshalb auf Gateways und in Mini­rechenzentren vor Ort stattfinden. Damit befeuert Edge Computing allerdings die Sicherheitsdebatte, die gerade im IoT-Bereich extrem kritisch ist. „Die Absicherung von Gateways wird besonders ernst genommen und steht bei den Anwendern an zweiter Stelle nach dem Schutz der IoT-Endpunkte“, sagt Schulte.

Bei vielen Technologieprojekten verspricht man sich von schnellen Erfolgen viel, auch um die Anwender mitzunehmen. Doch die sonst viel gepriesenen „Quick Wins“ hält Bick bei IoT nicht für ausschlaggebend. „IoT ist eine langfristige Aufgabe, da ist ein Strohfeuer weniger wichtig als die Frage, wie man sich strategisch positioniert. Ein guter Ausgangspunkt ist zu schauen, wo die größten Schmerzpunkte im Unternehmen liegen“, so der Digitalisierungsexperte. So habe ein Unternehmen, das immer wieder Ausfälle seiner internen Fördertechnik verzeichnete, die sogar die Produktion lahmlegten, alle Förderkatzen mit Sensoren versehen. Über die Analyse der Sensordaten fand man schließlich eine Korrelation heraus: Sobald die Temperatur über 80° Celsius anstieg, fiel das System aus.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 05/2018. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Schuld war die Sonneneinstrahlung durch eine Dachluke, an der die Förderkatzen vorbeifuhren. Auch wenn solche Höhepunkte möglich sind, gelte es, nach übergreifenden Strategien zu suchen, meint Bick: „Eine größere Hürde für Digitalisierungsprojekte und speziell IoT-Projekte ist das Controlling, das in den meisten Unternehmen nicht bereit ist, eine gewisse Fehlertoleranz zu entwickeln und kalkulierte Risiken zuzulassen, die bei diesen Themen notwendig sind – schließlich bewegt man sich auf Neuland.“

Bildquelle: Thinkstock/Moodboard

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