Internet of Things (IoT) im Mittelstand

Effizienz als Ziel

Das Internet of Things (IoT) hat längst begonnen, die industrielle Produktion – auch im Mittelstand – zu erobern. Allerdings ist dies erstmal nur der Anfang einer Entwicklung, deren Rasanz drastisch zunimmt und schon bald darüber entscheidet, inwieweit die durch IoT erzielbaren Effizienzen in den Betrieben erreicht werden. Das (Produktions-) Management ist gefordert. Das Internet of Things wird oft mit elektroni­schen Geräten unterschiedlichster Anwen­dungsgebiete in Verbindung gebracht. Ein Beispiel ist das Trendthema Smart Home, wo verschiedene Sensoren und Aktoren mit Logiken verbunden werden. Aktoren wan­deln elektrische Signale in mechanische Bewegung um. Die Logik mit klassischen WENN-DANN-Abläufen realisiert eine Ba­sisstation (Gateway). Wie ein Dashboard zur Steuerung von Maschinen aussieht, zeigt nachfolgende Abbildung:

Abb.: Dashboard einer vernetzten Produktion mittels IoT in Echtzeit, N+P Informationssysteme GmbH

Auswertung von Maschinenzuständen

Durch das Monitoring von Maschinenzustän­den und Störungen lassen sich Schwachstel­len, Engpässe und Fehlerquellen in der Pro­duktion erkennen und helfen so die Effizienz zu steigern. Die erfassten Werte standen bis vor wenigen Jahren nur den Herstellern im Zuge einer Wartung bzw. eines Service zur Verfügung. Mittels IoT sind diese Daten nun auch für das Unternehmen nutzbar und kön­nen zur Verbesserung der Produktionsabläu­fe und der Verringerung von Ausfallzeiten genutzt werden.

Darstellung von Sensordaten

Maschinen, die Teile unter bestimmten Be­dingungen fertigen müssen, erfordern eine Überwachung, Darstellung und Aufzeich­nung von z. B. Temperatur oder Luftfeuchte. Ein passendes Gateway kann diese Informa­tionen aufnehmen und an eine IoT-Plattform senden. Ein Abruf erfolgt auf den verschie­densten Endgeräten.

Live-Monitoring

Mit der Nutzung eines Industriegateways lassen sich Live-Daten aus Maschinen oder Geräten abgreifen und Produktionsmengen sichtbar machen. Heute verfügen Maschi­nen, Anlagen oder Geräte bereits ab Werk über fest verbaute Sensoren. Diese Sensor­werte bieten die Grundlage um Maschinen­zustände, z. B. Störungen, Standzeiten oder Produktionszeiten aller Maschinen und An­lagen, in einem Dashboard visuell darstellen zu lassen.

Retrofit: Nachrüstung alter Maschinen möglich

Bei der Informationsbereitstellung von Sen­sordaten wird in zwei Arten unterschieden: Die integrierte Sensorik, welche bereits ab Werk verbaut wurde, und in die eigene Sensorik. Letztere kann im Zuge einer Ge­neralüberholung oder eines Pilotprojektes in Maschinen und Anlagen nachgerüstet wer­den. Diese Aufrüstung wird als Retrofit bezeich­net. Durch diesen Schritt werden alte Ma­schinen smart und die ermittelten Werte der verbauten Sensoren von einer IoT-Box (Ga­teway) verarbeitet sowie zur weiteren Nut­zung bereitgestellt.

Kommunikation der Geräte untereinander

Je nach Anwendungsgebiet und Branche kann die Art der Kommunikation (Connec­tivity) zwischen den vernetzten Objekten differenzieren. Details zu den Übertragungs­möglichkeiten bei IoT-Lösungen sind in der aufgeführten Tabelle gegenübergestellt.

Der Ansatz in Szenarien zu denken, ist in vie­lerlei Hinsicht vorteilhaft. Anfangs ist vielen beteiligten Personen nicht klar, was alles mit IoT machbar ist. Szenarien oder auch Use Cases helfen hier die technischen Zusam­menhänge von Maschinen und Anlagen so­wie die Komplexität, die dabei in der Natur des Internet of Things liegt, zu verstehen.

5G wird einen neuen Schub geben

Erste 5G-Inseln könnte es schon 2019 geben; bis 2022 ist jedoch nicht mit einer halbwegs flächendeckenden Verfügbarkeit in Deutsch­land zu rechnen. Das IoT wächst aber den­noch und ist nicht unausweichlich vom Funkstandard 5G abhängig, der eher für datenintensive und tendenziell auch energi­eintensive Anwendungen geeignet ist.

Bei der Einführung von IoT-Projekten steht in der Regel die möglichst schnelle Umsetzung im Vordergrund. Aber die Einfallstore für Hacker und Cyber-Kriminelle dürfen deshalb nicht zu weit offen stehen.

Hier handelt es sich um

  • die Endgeräte,
  • die App auf dem mobilen Gerät,
  • das Backend der IoT-Lösung,
  • sowie die Übertragungswege.

Wer seine IoT-Lösung in einem privaten IP-Netzwerk betreibt, kann diese so isolie­ren und segmentieren, dass die Komponen­ten keine Verbindung mit anderen Netzen oder dem Internet besitzen. Beim Start ist zu raten, in kleinen Schritten zu beginnen; zunächst also mit kleinen Projekten anzufangen und zu schauen, ob diese funk­tionieren und Erfolge bringen.

Siehe hierzu:

Welche Vorteile bietet IoT im Mittelstand? – 6 Punkte, die Sie bei der IoT-Einführung als mittel­ständiges Unternehmen wissen sollten von N+P Informationssysteme GmbH, Meerane

https://www.nupis.de/de/

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Über den Autor

Christian Adam, Lösungsarchitekt IoT, N+P Informationssysteme GmbH, Meerane