Internet der Dinge (IoT)

Mit dem Eintritt in das moderne Industriezeitalter der Industrie 4.0 hat die Technologie die Landschaft der Fertigung drastisch verändert. Während Menschen einst jeden technischen Schritt des Fertigungsprozesses ausführen mussten, sind viele Werkzeuge heute „intelligent“ genug, um ziemlich eigenständig zu arbeiten. Diese Werkzeuge sind meist in der industriellen Umgebung verteilt oder als Komponenten in größeren, komplexeren Maschinen integriert. Dies wird als Internet der Dinge oder kurz IoT bezeichnet.

Was ist das IoT?

Der Grund, warum Menschen heute Werkzeuge so viel leichter bedienen können, liegt darin, dass diese Maschinen über Sensoren und Programme verfügen, die sich über das Internet mit anderen Geräten verbinden können. Da diese Geräte über eine Internetverbindung miteinander verbunden sind, anstatt zusammengelötet oder eingesteckt zu sein, können sie über große Entfernungen hinweg innerhalb von Sekundenbruchteilen kommunizieren. Dieser sofortige Informationsaustausch ist in Umfang und Komplexität weitaus größer, als ein Mensch es mit manuellen Methoden versuchen könnte.

Die ersten Anwender der IoT-Technologie brachten Radio-Frequency-Identification-(RFID)-Sensoren an Geräten an. Diese Technologie dürfte bekannt sein, da sie beispielsweise derzeit in Mitarbeiterausweisen sowie Debit- und Kreditkarten verwendet wird. IoT-Technologien haben seitdem sowohl bei der Beschleunigung der Fertigung als auch bei der Anhebung der theoretischen Obergrenze für technologische Innovationen große Fortschritte gemacht. Sensoren und Prozessoren werden häufig direkt in die Hardware von Geräten integriert, um eine einfache Einrichtung zu ermöglichen.

Ist das Internet ein Ding?

Nicht ganz! Das Internet ist kein Gerät, sondern ein Netzwerk, auf das wir mithilfe von Geräten wie Computern oder Mobiltelefonen zugreifen können. Dieses Netzwerk ist überall und jederzeit vorhanden, da es aus vielen Wegen potenzieller Kommunikation besteht, die den sofortigen Informationsfluss ermöglichen.

Wir können auf dieses allgegenwärtige Netzwerk zugreifen und seine gebündelte Reichweite und Rechenleistung auf höchster Ebene nutzen. Das Internet ermöglicht es Geräten, sich auf bestimmte „Frequenzen“ einzustellen, auf denen Daten unabhängig vom physischen Standort oder Zeitrahmen sofort ausgetauscht werden können. Wenn Sie sich eine Minute Zeit nehmen, könnten Sie wahrscheinlich mindestens ein Dutzend verschiedene Dinge oder Geräte nennen, die in praktisch allen Branchen mit dem IoT interagieren, vom Gesundheitswesen über die Instandhaltung von Infrastrukturen bis hin zur Luft- und Raumfahrt.

Wenn du dir ein Gerät vorstellen kannst, das das Internet nutzen kann, kannst du dir ein Thing vorstellen!

Der Trick besteht darin, zu entscheiden, was man in ein Thing verwandeln sollte. Das Ziel ist nicht, irgendwann alles mit einem eigenen Gerät zu automatisieren. Stattdessen geht es darum, herauszufinden, welche Aspekte deines Geschäfts durch Automatisierung und Querverweise optimiert werden könnten.

Okay, aber es gibt so viele Things! Können wir das nicht weiter aufschlüsseln und ihnen unterschiedliche Namen geben, um es einfacher zu machen?

Arten von IoT-Geräten

Es gibt vier Arten von Geräten, wie von der Internet Engineering Task Force (IETF) definiert:

Gerät-zu-Gerät

Dies ist ein Gerät, das so funktioniert, als wäre es mit einem anderen Gerät in einem geschlossenen Kreislauf, und die beiden interagieren nur miteinander.

• Z. B. eine intelligente Glühbirne, die mit einem bestimmten Lichtschalter verbunden ist.

Gerät-zu-Cloud

Dies ist der heute am häufigsten verwendete Typ, bei dem ein Gerät eine Anwendungshosting-Dienstleistung verbindet, die Daten sicher außerhalb Ihres eigenen Servers speichert. Das Speichern Ihrer Daten in der Cloud bedeutet, dass Sie nahezu unbegrenzten Speicherplatz haben und dass auf Ihre Daten überall sofort zugegriffen werden kann.

• Z. B. Gmail-Konten können von jedem Gerät aus über die Cloud aufgerufen werden.

Gerät-zu-Gateway

Dieser Typ wird hauptsächlich für tragbare IoT-Geräte verwendet und umfasst ein miteinander verbundenes Gateway zum Internet durch den Dienstanbieter. Er ermöglicht einen zeitweiligen Internetzugang für Geräte, die nicht ständig in Echtzeit mit anderen Systemen synchronisiert sein müssen.

• Z. B. Ein Smartphone mit WLAN und einem Datentarif kann Informationen aktualisieren, sobald Sie sie abrufen.

Back-End-Datenaustausch

Dieser Typ ist hauptsächlich für IIoT-Technologien relevant. Er ermöglicht es Benutzern, erweiterte Daten aus Data Warehouses im Zentrum von Anwendungsdienstanbietern abzurufen.

• Z. B. Dritten den Zugriff auf Ihre persönlichen oder geschäftlichen Daten zur Zusammenstellung und Analyse zu ermöglichen.

Also, wo ist der Haken?

Die größte Sorge für Nutzer von IoT-Geräten ist die Cybersicherheit. Da die Geräte mit dem Internet verbunden sind, sind sie anfällig für Cyberangriffe, die Daten stehlen oder beschädigen können. Daher sollten Sie Ihre Systemplanung regelmäßig aktualisieren und technologische Verbesserungen genau im Auge behalten.

Als IoT-Geräte auf dem Verbrauchermarkt populär wurden, waren sie teuer. Eine vollständige Google-Home- oder Alexa-Ausstattung für ein Einfamilienhaus konnte Hunderte von Dollar kosten, zusätzlich zu einer kontinuierlichen, teuren Wartung. Dasselbe galt für den Fertigungsbereich — zumindest eine Zeit lang.

Mit der Weiterentwicklung der Technologie sind die Kosten gesunken, und die Gesamtwirkung von Investitionen in IoT-Technologie besteht darin, dass die Kosten im Laufe der Zeit aufgrund einer höheren Qualitätskontrolle, Verarbeitungsgeschwindigkeit und sofortigen Kundenkommunikation sinken. Auf dem heutigen Markt profitieren sowohl neue als auch etablierte Unternehmen von Enterprise-Resource-Planning-Systemen (ERPs). Die Kosten sollten nicht an erster Stelle stehen, da die Vorteile des IoT die Investitionskosten fast sofort decken (und noch mehr!).

Interoperabilität ist ein wachsendes Problem in der IoT-Technologie, da immer mehr Geräte für die automatisierte Verarbeitung entwickelt werden. Interoperabilität bezeichnet die Fähigkeit zur Kommunikation zwischen IoT-Geräten, die auf völlig unterschiedlichen Verarbeitungsframeworks basieren. Wenn IoT-Daten zusammengestellt werden, um einen Überblick über den gesamten Wartungsprozess des Systems zu geben, stoßen manchmal Geräte, die auf eine bestimmte Weise programmiert sind, auf Probleme bei der Interaktion mit neuerer IoT-Ausrüstung mit einer anderen internen Architektur. Deshalb müssen Sie, wenn Sie beginnen, Ihren Fertigungsprozess mithilfe von IoT zu automatisieren, die Einschränkungen Ihrer internen Systeme besprechen.

Was ist mit IoT im großen Maßstab?

Immer mehr Hersteller aller Art nutzen IoT-Technologie, um die Produktion zu beschleunigen und Prozesse für eine höhere Qualitätskontrolle zu automatisieren. Folglich haben Führungskräfte erkannt, dass sie nicht über genügend Personal verfügten, um Tausende einzelner Datenpunkte von all den verschiedenen IoT-Geräten zu interpretieren. Um dieses Problem zu lösen, haben Hersteller in datenbasierte Architekturen investiert, die aggregierte Daten über Systeme von IoT-Anwendungen zusammenführen und ausgeben. Dieses Netzwerk miteinander verbundener Things, das speziell für die Datenanalyse eingesetzt wird, ist als Industrial Internet of Things (IIoT) bekannt.

Das Internet der Dinge wächst mit jeder neuen Erfindung und Weiterentwicklung der Technologie rasant. Was bedeutet das also für die zukünftigen Things des Internets? Nun, wir haben schnell erkannt, dass IoT riesig ist und bestimmte Geräte mit anderen Geräten innerhalb bestimmter Netzwerke integriert werden können, um ein Mega-System zu bilden. Da diese Situationen sehr unterschiedlich sind, fallen sie häufig in verschiedene Branchenkategorien, wie Fertigung, Luft- und Raumfahrt, Bergbau, Schienenverkehr und andere.