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:
