IoT - Internet of Things

Was ist das IoT?

Der Begriff Internet of Things (Internet der Dinge) bezieht sich auf die zunehmende Vernetzung von physischen Objekten, die miteinander und mit dem Internet verbunden sind und Daten austauschen können. Diese „Dinge“ reichen von einfachen Haushaltsgeräten bis hin zu hochkomplexen Industriemaschinen. Angeschlossene Geräte verwenden eingebaute Sensoren, um Daten zu sammeln und mit anderen Geräten und Systemen über das Internet auszutauschen, wobei Reaktionen ausgelöst werden können.

Inhalt

Kurze Geschichte des IoT

Das Konzept vernetzter Geräte an sich ist schon ziemlich alt: Bereits Ende der 1830er Jahre, als die ersten elektrischen Telegraphen entwickelt wurden, begannen Maschinen, miteinander zu kommunizieren. Als das erste vernetzte Smart Appliance in der Vor-Internet –Ära gilt ein Getränkeautomat von 1982. Er wurde an der Carnegie Mellon University so modifiziert, dass die Studierenden über das lokale Ethernet der Universität die Info abrufen konnten, welche Getränke vorrätig sind und ob das gewünschte Getränk gekühlt ist.

Eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Entwicklung des eigentlichen IoT war die Erfindung des World Wide Web 1989 durch den britischen Wissenschaftler Tim Berners-Lee, den der Wunsch nach einem erleichterten Informationsaustausch angetrieben hatte. Als erstes IoT-Gerät gilt ein Toaster, der im Jahre 1990 online ein- und ausgeschaltet werden konnte.

1999 war es dann, dass der Begriff "Internet der Dinge" zum ersten Mal ausgesprochen wurde. Kevin Ashton, Unternehmer und Mitbegründer des Auto-ID Centers am MIT und Experte für Sensoren- und Identifikationstechnologien bezeichnete damit passive RFID-Tags. Das IoT als technologische Infrastruktur begann sich in den 2000er Jahren zu entwickeln. Bereits 2000 stellte LG einen smarten Kühlschrank vor, der die Besitzer darüber informieren konnte, sobald Vorräte zur Neige gingen.

Welche Bedeutung kommt dem IoT zu?

Ein einfaches Beispiel für IoT: Ein Sensor, eingebaut in einem Smart Home Element, misst die Außentemperatur und fährt daraufhin die Heizung hoch. Abends kommt der Hausbesitzer in ein angenehm temperiertes Haus, ohne dass er aktiv eingreifen musste.

Das Internet der Dinge hat sich in wenigen Jahren zu der wichtigsten Technologie des 21. Jahrhunderts entwickelt. Es ermöglicht eine nahtlose Kommunikation zwischen Menschen, physischen Dingen und Prozessen. Mittlerweile können wir eine Vielzahl von alltäglichen Gegenständen über eingebaute Geräte mit dem Netz verbinden, z. B. Autos, Haushaltsgeräte oder auch das Babyphone. Bereits im Jahre 2018 soll es Schätzungen zufolge 7 Milliarden IoT-Geräte auf der Welt gegeben haben. Die Prognosen für die Zukunft variieren sehr stark, je nach Studie. In 2025 soll es weltweit 25, 75 oder sogar 200 Milliarden IoT-Geräte geben. (Quellen: Techjury sowie Infineon)

Dank Mega-Datenpools (Cloud, Big Data) und mobiler Technologien können Geräte beständig Daten sammeln und teilen, ohne dass ein menschliches Wesen beteiligt sein muss. Jede Interaktion kann aufgezeichnet, überwacht und angepasst werden. IoT kann das tägliche Leben und Arbeiten erleichtern. Es verspricht viele positive Veränderungen für Gesundheit, Sicherheit, wirtschaftliche Prozesse und die Leistungsfähigkeit der Industrie. Auch liegt Hoffnung darin, dass das IoT Antworten auf globale Umwelt- und humanitäre Fragen bieten kann.

Was ist das Industrial Internet of Things (IIoT)?

Im industriellen Bereich werden IoT-Technologien besonders bei der Instrumentation und Steuerung von Sensoren und Geräten angewendet, die mit Cloud-Technologien ausgestattet sind. Anders gesagt, findet eine intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen statt. Mit IoT und der sogenannten M2M, der Kommunikation von Maschine zu Maschine, können enorme Vorteile bei der Automatisierung und Steuerung erreicht werden:

• Verbessertes Instandhaltungsmanagement (Asset Performance Management): Dank Analysen und Machine Learning können Ausfälle rechtzeitig erkannt und die Maschine gewartet werden, bevor es überhaupt zum Ausfall kommt (= intelligente, da vorausschauende Wartung)
• Flexible Produktion: Je komplexer ein Produkt, desto mehr Unternehmen können involviert sein, die Schritt für Schritt zum Produkt beitragen. Intelligent vernetzt können Schritte besser justiert und die Auslastung der Maschinen besser geplant werden.
• Optimierte Logistik: Mit Zugang zu allen nötigen Daten können Algorithmen ideale Lieferwege berechnen. Intelligent vernetzte Logistik spart Zeit und Ressourcen.
• Intelligente Versorgungsketten: Z. B. können Maschinen selbstständig den Bedarf an Material melden. Ein smarter Warenfluss kann Versorgungslücken vermeiden.
• Effizienzsteigerung durch Datenanalyse: Daten zum Ablauf des Materialeingangs usw., der Produktion und zum Zustand eines Produktes werden zusammengeführt und ausgewertet. So ergeben sich beispielsweise Hinweise, die Produktion zu optimieren.

Als in den 1970er Jahren die Informationstechnologie in die Unternehmen einzog, war der Computer die zentrale Technologie. Mit Desktop-PCs, Office-IT und ersten computergestützten Automatisierungen wurde die Industrie revolutioniert. Das Industrial IoT wird auch Industrie 4.0 genannt, bzw., die Vierte Welle der industriellen Revolution. Jetzt ist das Internet die zentrale Technologie. Sie erlaubt eine zunehmend weltweite Vernetzung über Unternehmens- und Ländergrenzen hinweg. Mit IoT, der M2M-Kommunikation und smarter werdenden Produktionsstätten wird so die Industrie erneut revolutioniert.

Welche Branchen verwenden das IoT?

Einzelhandel

IoT kann Daten-, Analyse- und Marketingprozesse standortübergreifend zusammenführen. So kann die Verwaltung des Warenbestandes erleichtert, die Versorgungskette optimiert, die Kundenzufriedenheit verbessert und nicht zuletzt eine Senkung der Betriebskosten erreicht werden. Ein intelligentes Regal zum Beispiel ist mit Gewichtssensoren ausgestattet und sammelt RFID-basierte Daten, die Warnungen auslösen können, bevor das Regal leer ist.

Fertigung

IoT ermöglicht eine gute Sicht auf Produktions-, Prozess- und Produktdaten in ihrer Gesamtheit und gegenseitigen Abhängigkeit und erlaubt Optimierung in vielerlei Hinsicht, siehe oben Industrial Internet of Things

Transport und Logistik

IoT kann generell die Effizienz und Zuverlässigkeit und damit die Servicequalität verbessern, Ausfallzeiten reduzieren und insgesamt die Kundenzufriedenheit erhöhen. Dank IoT-Sensordaten können LKWs, Schiffe, Züge etc. je nach Wetterbedingungen, Fahrzeug- oder Fahrerverfügbarkeit und Verkehrslage koordiniert und beispielsweise umgeleitet werden.

Die Ware selbst, sofern mit Sensoren ausgestattet, kann verwaltet, verfolgt, und ich Echtzeit überwacht werden. So können zum Beispiel temperaturempfindliche Produkte wie Medizin, Nahrungsmittel oder Pflanzen geschützt werden. Allgemein im Verkehrswesen spielt auch Geofencing eine große Rolle. Es handelt sich gewissermaßen um festgelegte „geographische Zäune“ (engl. fence = Zaun). Bei Autovermietern beispielsweise kann festgelegt werden, in welchem Bereich sich das vermietete Fahrzeug bewegen darf, und innerhalb welcher Grenzen es abgestellt werden muss.

Gesundheitswesen

In Krankenhäusern oder medizinischen Versorgungszentren ist die intelligente Anlagenüberwachung und Nachverfolgbarkeit von Instrumenten und Inventar von großem Vorteil. Mit IoT-Sensoren ausgestattet, kann bei Bedarf z. B. ganz schnell der nächste Rollstuhl verortet werden. Neben der ordnungsgemäßen Nutzung sind IoT-Daten auch für die Rechnungslegung physischer Werte wichtig.

Darüber hinaus gewinnen in Echtzeit erfasste Daten aus dem Internet of Medical Things (IoMT) immer mehr an Bedeutung. Sogenannte Wearebles können Schlaf, Bewegung und sonstige Gewohnheiten des Patienten überwachen. Die analysierten Daten präzisieren Diagnosen und individuelle Behandlungspläne. Diese Daten können nicht zuletzt auch zur Sicherheit des Patienten beitragen.

Verwaltungsebene und öffentlicher Sektor

IoT-Anwendungen können z. B. von staatlichen Versorgungsunternehmen genutzt werden, um Verbraucher über Ausfälle oder Unterbrechungen der Strom- oder Wasserversorgung zu informieren. Daten über die Schwere eines Ausfalls können genutzt werden, um Versorgungsanlagen schneller wieder herzustellen.

Probleme wie Verkehrsüberlastung und Stadtverkehr im Allgemeinen, die wirtschaftliche Entwicklung auf Kommunen- oder Landesebene und die öffentliche Sicherheit sind Bereiche, bei denen IoT-Prozesse Hilfe, Erleichterung und Optimierung bringen können. Bereits jetzt werden IoT-Sensoren in Straßenlaternen und sonstigen Verkehrsanlagen oder Wasserzählern eingesetzt.

Branchenübergreifend: Sicherheit

Nicht nur Sachwerte können überwacht werden. IoT kann auch die Sicherheit an Arbeitsplätzen verbessern. Beispiele sind Kraftwerke, Chemieanlagen, Minen, Öl- und Gasfelder, die für die Arbeitnehmer potenzielle Risiken bereithalten. Mit Sensoren ausgestattete Geräte können Angestellte rechtzeitig warnen, bevor die Gefahr eintritt. Im Notfall sind Menschen dank IoT-verbundener Geräte auch besser zu finden bzw. zu retten. Weiter oben wurde die Bedeutung von IoT im Gesundheitswesen für u. A. Analysen, Remote-Überwachung und Diagnostik angesprochen.

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