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Internet of Things: Alles wird smarter!

Immer größere Teile unseres Alltags werden vom Internet der Dinge beeinflusst, das weit über trendige Consumer-Wearables wie Apple Watch oder Google Glass hinausgeht. Aber was steckt eigentlich hinter den verschiedenen Buzzwords, die in aller Munde sind?

Smart Factory, Smart Home, Smart Products, Smart Logistics, Smart Grids: Immer größere Teile unseres Alltags werden vom Internet der Dinge beeinflusst, das weit über trendige Consumer-Wearables wie Apple Watch oder Google Glass hinausgeht.
Insbesondere für industriell geprägte Nationen wie Deutschland führt das Internet of Things zu neuen Geschäftsmodellen und einer Revolution der Fertigung – Stichwort Industrie 4.0.  

Aber was steckt eigentlich hinter den ganzen Buzzwords, die in aller Munde sind?
Was ist noch Vision und was bereits Realität? Welches Potenzial bietet die Digitalisierung für den produzierenden Mittelstand und welche Hindernisse gilt es von Seiten der Wirtschaft und der Politik zu überwinden?

Internet of Things, M2M, CPS … - was ist was?

Der Begriff "Internet der Dinge" (Internet of Things oder kurz IoT) ist gar nicht so neu:
Bereits 1991 sprach Mark Weiser in seinem Aufsatz „The Computer for the 21st Century“ von der Vision, dass der PC als Gerät mehr und mehr verschwindet und durch intelligente Gegenstände des Alltags ersetzt wird. Ob Hundehalsband, das selbständig den nächsten Impftermin beim Tierarzt vereinbart, oder „mitdenkende“ Maschinen in der Fabrik der Zukunft: Das Ziel ist, dass smarte Geräte den Alltag einfacher machen, ohne aufzufallen oder abzulenken. Möglich wird dies durch miniaturisierte eingebettete Sensoren und Prozessoren, die die verschiedenen Gegenstände nicht nur mit dem Internet, sondern auch untereinander vernetzen.

Ein Teilausschnitt des Internet of Things ist die Smart Factory, eine intelligente Fabrik, in der die Produktion mit modernster Kommunikationstechnik verzahnt wird – nach Dampfmaschine, Fließband und elektronischer Steuerung die sog. vierte industrielle Revolution .
Allein in Deutschland hängen rund 15 Millionen Arbeitsplätze direkt und indirekt von der produzierenden Wirtschaft ab. Um das Potenzial der Digitalisierung für den Standort Deutschland zu nutzen, treibt die Bundesregierung die Informatisierung der Industrie als Teil der Digitalen Agenda unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ voran, gemeinsam mit Wirtschaftsverbänden, Gewerkschaften und Wissenschaftlern.

Technologische Grundlage sind Cyber-physische Systeme (CPS), die die physische und die digitale Welt miteinander verbinden: Durch die intelligente Vernetzung mechanischer bzw. elektronischer Komponenten (Sensoren, Aktoren etc.) mit Software und IT (z.B. Apps und ERP-Systeme) steuern Produkte und Maschinen alle nötigen Arbeitsschritte selbständig, von der Logistik bis zur Produktion.

Der automatisierte Datentransfer zwischen Endgeräten wie Maschinen, Robotern, Fahrzeugen oder Stromzählern untereinander sowie mit einer zentralen Leitstelle erfolgt in Echtzeit über das Internet (Machine-to-Machine-Kommunikation oder kurz M2M). Was sich auf den ersten Blick sehr technisch anhört, ist in vielen Bereichen bereits Realität, beispielsweise bei der Fernwartung oder Lieferungsverfolgung.

Industrie 4.0 made in Germany

Bis zum Jahr 2020 sollen weltweit rund 50 Milliarden Geräte ins IoT eingebunden sein – ein weites Feld nicht nur für konsumentennahe Produkte, sondern auch für B2B-Anwendungen. Einer McKinsey-Studie zufolge hat das Internet der Dinge in der Produktion sogar das größte wirtschaftliche Potenzial (3,7 Billionen Dollar) durch höhere Produktivität, mehr Energieeffizienz und sicherere Arbeitsplätze.

Die Optimierungsmöglichkeiten betreffen die gesamte Wertschöpfungskette, von der  Idee über die Entwicklung, Fertigung, Nutzung und Wartung bis hin zum Recycling. Der Materialfluss wird verbessert, Fehler frühzeitig erkannt und Maschinenstillstände durch vorausschauende Instandhaltung vermieden („Predictive Maintenance“). 

Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen bieten „smarte“ Produktionsverfahren große Chancen, beispielsweise im Bereich der Einzelfertigung : Maßgeschneiderte Produkte nach individuellen Kundenwünschen unterscheiden sich beim Aufwand – und damit beim Preis – künftig kaum noch von großen Losgrößen.

Ein Positionspapier des BITKOM sieht Deutschland als Vorreiter der digitalisierten Produktion und prognostiziert bis 2025 allein für die sechs Branchen Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Automobilbau, chemische Industrie, Landwirtschaft sowie Informations- und Kommunikationstechnologie ein zusätzliches

Auch die deutschen Unternehmen selbst nehmen die neuen Möglichkeiten der industriellen Produktion als Chance wahr (91 %) und erwarten im Schnitt eine Produktivitätssteigerung von über 20 Prozent. Gleichzeitig fühlen sich aber nur sechs von zehn Unternehmen in Deutschland auf Industrie 4.0 gut vorbereitet. Ein Widerspruch in sich?

Jede Menge Hausaufgaben für Politik und Wirtschaft

Es gibt mittlerweile viele deutsche Projekte, die zeigen, dass das Thema Industrie 4.0 in den Unternehmen angekommen ist. Nichtdestotrotz tut sich Deutschland im Vergleich zu Innovations-Epizentren wie dem Silicon Valley schwerer und zeigt sich zurückhaltender: Derzeit investieren deutsche Unternehmen nur 14 Prozent ihres jährlichen Forschungsetats in das Thema Industrie 4.0 – US-Firmen geben hier mehr als doppelt so viel Geld aus.

„Wirtschaft und Politik dürfen nicht aufeinander warten, sondern es muss von beiden Seiten mutig agiert werden. Die Industrie ist gefordert, eine Vision zu definieren und danach zu handeln, die Politik muss die hierfür benötigte, detaillierte Infrastruktur erbringen“, so Dr. Uwe Dumslaff, Corporate Vice President und CTO Capgemini Deutschland in einem Interview mit dem Handelsblatt Journal.

Ein großer Vorteil der vierten industriellen Revolution ist, dass der Übergang schrittweise (evolutionär) erfolgen kann. Studien gehen davon aus, dass in den kommenden zehn Jahren rund 40 bis 50 Prozent des Maschinenparks ausgetauscht werden (zum Vergleich: Im Rahmen der dritten industriellen Revolution wurden in den 70er Jahren rund 90 Prozent des Maschinenparks modernisiert).

Wichtige Handlungsfelder:

  • Big Data: Um die komplette Wertschöpfungskette und den gesamten Lebenszyklus eines Produkts digital abzubilden, müssen Unternehmen künftig riesige Datenmengen sammeln, speichern, auswerten und darauf aufbauend Entscheidungen treffen. Das intelligente Handling von Big Data wird damit eine große Herausforderung für den Erfolg der Smart Factory. Grob geschätzt wird derzeit nur rund ein Prozent der in der Produktion anfallenden Daten genutzt – ein enormes brachliegendes Potenzial!
     
  • Cloud & Datenschutz: Datenspeicherung und kollaborative Anwendungen in der Cloud treten zunehmend an Stelle von „on premise“-Lösungen. Der Abwehr von Hackerangriffen und dem Schutz von Unternehmens- und Kundendaten kommt deshalb wachsende Bedeutung bei.
     
  • Standards: Der intensive Austausch von Daten bedeutet mehr Schnittstellen. Kurz gesagt: Alle Komponenten eines CPS müssen dieselbe Sprache sprechen. Einheitliche Normen und Standards sowie transparente und offene Verfahren sind Grundvoraussetzung für funktionierendes M2M und IoT.
     
  • Know-how: Die Digitalisierung stellt Produkte, Geschäftsbeziehungen und Wertschöpfungsketten auch auf eine neue technologische Basis. Die intelligente Integration von Software (und damit IT-Know-how) entwickelt sich zu einer Kernkompetenz in den Unternehmen und erfordert von den Mitarbeitern neue Fähigkeiten sowie neue Spezialisten. Auch Enterprise Ressource Planning kommt hier eine Schlüsselrolle zu, denn die Zusammenführung und Auswertung aller Daten durch flexible ERP Systeme bildet das Rückgrad aller Geschäftsprozesse

Gerne beraten wir Sie bei der Integration Ihres ERP-Systems in Ihre Industrie-4.0-Strategie!

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