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Internet of Things in der Industrie

14.06.2018 Industrial Services

Was sich hinter Internet of Things verbirgt

Der Begriff Internet of Things beschreibt die vollständige Vernetzung sämtlicher Geräte und Alltagsgegenstände in einem IP-basierten Netzwerk. Die Stärke dieses Konzepts liegt darin, dass vormals nur lokal verfügbare Informationen nun überall bereitstehen und weiterverarbeitet werden können. Dazu müssen Objekte zumindest eindeutig identifizierbar sein. Zur Erfassung der Informationen dienen beispielsweise Sensoren oder Kameras. Stehen darüber hinaus auch Aktoren zur Verfügung, dann können ausgehend von der Information auch Aktionen realisiert werden. Diese Handlungen können sich auf das ursprüngliche Objekt genauso beziehen wie auf ein ganz anderes an einem beliebigen Standort.

Der Begriff Industrie 4.0 beschreibt die Implementierung dieses Datenaustauschs, jedoch speziell bezogen auf die Anwendung in der industriellen Produktion. Durch die Vernetzung von Maschinen und Planungssystemen können Aufträge nahezu selbstständig abgewickelt werden. Intelligente Maschinen sind untereinander und mit dem Manufacturing Execution System (MES) verbunden und optimieren eigenständig ihren Betrieb. Neben Daten vom Shopfloor werden dazu auch Informationen aus anderen Systemen von Logistik, Einkauf oder Vertrieb integriert.

Anwendungen in der Industrie

Eine der weit verbreitetsten industriellen Anwendungen des Internet of Things ist wohl Predictive Maintenance. Dabei geht es darum, den Zustand von Maschinen laufend genau zu ermitteln, um den optimalen Zeitpunkt für eine Wartung zu bestimmen. Dazu erfassen Sensoren verschiedenste Parameter und untersuchen deren Korrelationen. So lassen sich alle für die Instandhaltungsarbeiten erforderlichen Ressourcen besser planen. Dadurch eröffnen sich aber noch weitere Möglichkeiten: Die Analyse der Daten zeigt, welche Parameter anzupassen sind, damit Stillstände oder die Produktion von Ausschuss vermieden werden können.

Für die Integration des Menschen kommen häufig Geräte zum Einsatz, die in Echtzeit Informationen aus den vernetzten Systemen bereitstellen. Das können Tablets oder Smartphones sein, aber auch Datenbrillen, die die natürliche Wahrnehmung ergänzen (Augmented Reality) oder den Benutzer ganz in eine virtuelle Umgebung (Virtual Reality) versetzen. Auf unserem Blog haben wir einen Beitrag über den Einsatz von Augmented Reality und Virtual Reality in der Industrie  

Ein bereits heute im Automobilbau eingesetztes Gerät ist der Datenhandschuh. Der Handschuh kann beispielsweise durch integrierte Sensoren überwachen, ob der Werker das richtige Bauteil ausgewählt hat und ob er die vorgeschriebenen Arbeitsschritte zu dessen Montage befolgt. Eine Datenbrille kann gleichzeitig zusätzliche Informationen wie Anzugsmomente für Schrauben anzeigen. Doch nicht nur in der Produktion, auch in der Produktentwicklung, in der Logistik und im Service wird die Technologie eingesetzt. Kundendienstmitarbeiter können die Arbeitsschritte für Reparaturarbeiten bereits in einer virtuellen Umgebung erlernen, bevor das Produkt real zur Verfügung steht. Gleiches gilt für die Erprobung von Produktdesign oder Fertigungsanlagen in frühen Entwicklungsphasen.

Ebenso wie die Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie setzen auch die Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau nicht nur für die eigenen Prozesse auf die die IoT-Technologie. Diese High-Tech-Unternehmen rüsten auch ihre Produkte mit der Technologie aus. So können von Sensoren erfasste Echtzeitdaten über den Ressourcenverbrauch von Fertigungsmaschinen ganz neue Einblicke in die zugrundliegenden Kostenstrukturen ermöglichen. In unserem Ausblick auf die Luftfahrt im Jahr 2050 können Sie außerdem nachlesen, wie das Internet of Things nicht nur die Entwicklung und Fertigung von Luftfahrzeugen, sondern auch Ihr persönliches Flugerlebnis in Zukunft verändern kann.

Potenziale des Internet of Things

Die industrielle Anwendung des Internet of Things verspricht eine nochmalige Steigerung des Automatisierungsgrades in der Produktion, die gleichzeitig flexibler und effizienter wird. Der Informationsfluss tritt gleichberechtigt neben den Materialfluss. Kommt eine der beiden Ressourcen ins Stocken, dann kommt die Produktion zum Stehen. Gelingt aber die Vernetzung, dann können Unternehmen ihre Prozesse noch stärker auf den Kunden ausrichten und gleichzeitig die Komplexität auf einem beherrschbaren Niveau halten. Der Mensch als Fehlerquelle in der Produktion kann zunehmend ausgeschlossen werden und Entwicklungszyklen verkürzen sich durch die Möglichkeit der Parallelisierung von Entwicklungsaktivitäten. Auch kann die Arbeit flexibler gestaltet werden, bei einer gleichzeitigen Verbesserung der Servicequalität für den Kunden. So können hoch spezialisierte Techniker von der Zentrale aus ihren Kollegen in der ganzen Welt zur Seite stehen. Über Headset, Kamera und Display werden die notwendigen Informationen ausgetauscht. Beim Anlagenbauer Linde ist das bereits Realität. Komplexe aber oft zu wiederholende Handgriffe kann ein Industrieroboter außerdem von der Eingabe eines Mitarbeiters über den Datenhandschuh erlernen.

Hürden für die Implementierung des Internet of Things

Doch bis es so weit ist, ist noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten. Mehr Teilnehmer am Netzwerk, die noch intensiver Daten austauschen, bringen die Infrastruktur an ihre Grenzen. Neben dem Bedarf an die Netzwerkkapazität steigt auch der Energiebedarf der Objekte. Denn während Barcodes oder RFID-Tags auch ohne ständige Energieversorgung Aufschluss über die Identität des Trägerobjekts geben können, benötigen Sensoren und Aktoren eine dauerhafte Energieversorgung. Mobil werden sie nur durch den Rückgriff auf die nach wie vor unzureichende Batterietechnik.

Es gibt noch einen zweiten Themenkomplex, der einem Einsatz des Internet of Things auf breiter Basis im Weg steht: Die Organisation. Es lassen sich nämlich nur solche Prozesse wirkungsvoll durch das Internet of Things unterstützen, die auch definiert sind. Daher gilt es für einen erfolgreichen Einsatz der Vernetzung nicht nur Bereichs- sondern auch Unternehmensgrenzen zu überwinden. Fehlende industrieübergreifende Standards und Protokolle für die Kommunikation der Objekte stellen dementsprechend bislang ein großes Hemmnis dar. Auch Sicherheitsbedenken sowie hohe Investitionen lassen Unternehmen bei der Umsetzung zögern. Dass sich Hacker über schlecht gesicherte vernetzte Geräte die Kontrolle über die eigene Produktion verschaffen könnten, zählt wohl zu den Albtraumszenarios eines jeden Unternehmers.

Ein Blick in die Zukunft

Um die Potentiale des Internet of Things ausschöpfen zu können, sollten Unternehmen sich einer dualen Taktik bedienen. Statt sich einseitig auf die Optimierung ihrer aktuellen Prozesse zu konzentrieren, gilt es auch zu prüfen, welche neuen Geschäftsmodelle sich aus den technischen Möglichkeiten ergeben können. Für die Umsetzung sollten sich die Unternehmen Unterstützung holen, denn um IoT-Projekte zu einem erfolgreichen Abschluss zu führen, braucht es Branchen- und Prozesswissen, genauso wie Implementierungs-Knowhow.

Genau mit dieser Expertise verschafft ARTS seinen Partnern aus Luft- und Raumfahrt, Maschinen- und Anlagenbau sowie dem Schienenfahrzeug- und Automobilbau einen Vorsprung auf dem Weg zum wirklich vernetzten Unternehmen. Sie können mit uns zusammen die Industrie der Zukunft mitgestalten. In unserer ARTS Stellenbörse finden Sie zahlreiche Positionen, die es Ihnen erlauben, Ihre Fähigkeiten optimal einzusetzen und Ihren Interessen zu folgen.

Quellen: BINE | CIO | com! | Computerwoche | HBR | Industrie-Wegweiser | Vogel | itelligence | Microsoft | T-Systems | The Washington Post | Wikipedia

About the Author
Marc BouzaÏd | Managing Director of ARTS Solutions SARL
Marc BouzaÏd
Managing Director of ARTS Solutions SARL

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