Per IIoT zu mehr Effizienz und neuen Geschäftsmodellen

Die Vernetzung von Maschinen, Gegenständen und Assets macht aus Fabriken „Smart Factories“, die sich in letzter Konsequenz auf der Basis intelligenter Technologien selbst steuern. Aber was steckt hinter Begriffen wie „Industrial Internet of Things (IIoT)“ und „Industrie 4.0“? Und was daran ist so revolutionär, dass sie die industrielle Landschaft auch in Deutschland fundamental verändern werden? › von Ekrem Yigitdoel

Für uns ist es längst eine Selbstverständlichkeit, dass wir „always on“, also ständig mit dem Internet verbunden, sind: Unser Smartphone hilft uns, von A nach B zu kommen, verbindet uns von jedem beliebigen Punkt dieses Planeten mit unseren Kollegen, unseren Freunden oder unserer Familie. Wir sehen nach, wie das Wetter wird, kaufen mit dem Smartphone ein, checken unsere E-Mails oder besorgen uns ein Ticket für Flugzeug, Bus oder Bahn. Es gibt nur Weniges, was wir nicht per Smartphone – oder den heimischen PC – über das Internet erledigen könnten.

Das Internet der Dinge (englisch „Internet of Things“, IoT) überträgt dieses Always-On auf die Kommunikation zwischen den Dingen: Im IoT sind Gegenstände untereinander oder mit zentralen Rechnern vernetzt. Durch enorme Fortschritte in der Digitalisierung profitieren auch Anwender von Maschinen und Anlagen von neuen Entwicklungen wie schnellerem Datenaustausch, Big-Data-Analysen und neuen Geschäftsmodellen.

Eins der zukunftsträchtigsten Projekte, das auf der Vernetzung von „Dingen“ beruht, ist das autonome Fahren. Es hängt entscheidend von der Fähigkeit von Fahrzeugen und Fahrzeugteilen ab, untereinander sowie mit zentralen Rechnern zu kommunizieren. Bis wirklich autonome Fahrzeuge auf dem Markt sind, die ihre Passagiere sicher transportieren, werden Experten zufolge aber noch gut 20 Jahre ins Land gehen.

IIoT ist eher Strategie als bloße Technologie

Zu einem echten Geschäftsmodell wird das Internet der Dinge in der Industrie, die es unter dem Begriff IIoT (Industrial Internet of Things) behandelt hat und voran treibt. Das IIoT, auf Deutsch oft einfach als „Industrie 4.0“ bezeichnet, ist eher ein strategisches Konzept mit weitreichenden Folgen, als bloß ein weiteres Anwendungsszenario von IoT.

Unternehmen, die konsequent auf die Vernetzung von Maschinen, Anlagen und Assets setzen, werden produktiver sein, weil sich Maschinenlaufzeiten optimieren und Daten aus der Produktion gewinnbringend einsetzen lassen. Die Kosten für Betrieb und Unterhalt werden sinken, weil Maschinen gewartet und repariert werden, bevor sie ausfallen. Die Kunden schließlich werden zufriedener sein, weil sich ihre Wünsche schneller und individueller (in letzter Konsequenz bis Losgröße Eins) befriedigen lassen.

Vernetzung der Produktion

Rein technisch umfasst das IIoT die Vernetzung von Produktionsanlagen, Maschinen und Assets, zum Beispiel Fahrzeuge und Geräte, über das Internet. Es nutzt dieselben Technologien wie das nicht-industrielle IoT oder das autonome Fahren. Dazu gehören Sensoren, die ihre Umgebung wahrnehmen oder messen und diese Messwerte an eine zentrale Stelle schicken, an der sie verarbeitet werden. Ein Sensor kann ein Fühler sein, der die Temperatur von Maschinenöl misst, ein künstliches „Ohr“, das auf die Geräusche beim Betrieb einer Maschine hört, oder ein Erschütterungssensor, der die Vibrationen einer Fertigungsanlage aufzeichnet.

Bei all diesen Aktivitäten entstehen Daten, die wahlweise über Netzwerkverbindungen an Rechner in der Cloud geschickt oder direkt vor Ort („Edge“) verarbeitet werden. Die Auswertung dieser Daten hat unmittelbare Folgen, wenn sie von einem bestimmten Normalzustand abweichen: das kann zum Beispiel ein Alarm bei Fehlfunktion sein, die Benachrichtigung des Servicepersonals bei einem drohenden Maschinenausfall oder das direkte Abschalten einer Maschine bei Überhitzung.

Die Daten lassen sich zudem betriebswirtschaftlich nutzen, beispielsweise, um anhand von Kennzahlen den Lebenszyklus („Lifecycle“) einer Maschine vorauszuberechnen, die Effizienz einer Produktionsweise zu verbessern oder die bessere Auslastung von Baumaschinen zu organisieren.

Plattformökonomie: Service schlägt Produkt

Strategisch ist für Unternehmen mit dem IIoT sogar ein Paradigmenwechsel bei den Geschäftsmodellen möglich. Um zu verstehen warum, ist ein kleiner Ausflug in die sogenannte Plattformökonomie nötig: Die Top Five der wertvollsten Unternehmen der Welt besteht ausschließlich aus Technologieunternehmen: neben Apple sind das Alphabet (Der Mutterkonzern hinter Google), Microsoft, Amazon und Facebook.

Entscheidend für dieses Ranking aber ist etwas anderes: All diese Unternehmen sind Plattformanbieter: Apple unterhält einen der weltgrößten Marktplätze für mobile Apps, Amazon ist die weltgrößte Handelsplattform, Facebook handelt mit den Daten seiner Nutzer. Google, Amazon und Microsoft gehören zu den weltgrößten Cloud-Anbietern, mit denen sie Unternehmen eine Plattform für neue Geschäftsmodelle bieten.

Das Geschäft besteht bei allen nach wie vor zu einem guten Teil darin, eigene Produkte zu verkaufen oder einen Raum für Werbung zu bieten. Zusätzlich zum Verkauf „physischer Assets“ setzen sie aber immer mehr auf die „Vermittlung zwischen Angebot und Nachfrage“, auf das sogenannte Matchmaking. Plattformen agieren als Intermediäre, die zwei oder mehr Marktteilnehmer mithilfe digitaler Technologie verbinden.

Aus der Sicht von Anwenderunternehmen haben Plattformen einen entscheidenden Vorteil: Sie lassen sich als vollentwickelte Infrastruktur nutzen, ohne dass Unternehmen diese selbst aufbauen oder warten müssen. Das ist eine enorme finanzielle und organisatorische Entlastung und schafft skalierbare Möglichkeiten für neue Geschäfte.

Plattformen werden mehr und mehr zum zentralen Geschäftsmodell der digitalen Ökonomie. Sie erweitern bestehende oder schaffen ganz neue Märkte. Das gilt auch für das Industrial Internet of Things: Statt handfester Produkte verkaufen die erfolgreichsten Unternehmen der Welt immer mehr ihre Plattformen und Services.

IIoT und Sicherheit

Bleibt die Kardinalsfrage nach der Sicherheit von Industrie 4.0: Sie stellt sich in Zeiten einer umfassenden Vernetzung nahezu beliebiger Gegenstände, Maschinen und Assets völlig neu. Schon die bloße Zahl – das Marktforschungsunternehmen Gartner rechnet bis 2020 vorsichtig mit mehr als 20 Milliarden vernetzter Geräte – zeigt die Dimension. Jedes dieser Geräte bietet zumindest theoretisch eine Angriffsfläche für Attacken auf die Netzwerke. Die Aufgabe, das IIoT und die Daten zu schützen, die dort produziert werden, wird durch die Vielfalt der Geräte und Netzwerktechnologien noch schwieriger.

Es gibt keine einfache Antwort auf diese Herausforderung, aber Experten sind sich einig darüber, dass moderne Technologien für Vernetzung und Datenanalyse nicht nur Teil des Problems sind, sondern zugleich auch Teil der Lösung: Richtlinien („Policies“), die die Übermittlung und den Austausch von Daten verbindlich und mit IT-Einsatz regeln. Verschlüsselungsmechanismen, die Daten bei der Übertragung vor fremdem Zugriff schützen; künstliche Intelligenz, die auch bei der sogenannten Intrusion Detection, also der Entdeckung von Eindringlingen hilft – das alles sind Basismaßnahmen, die jedes Unternehmen ergreifen sollte, eingebettet in eine agile und dynamische Sicherheitsstrategie, die ihre eigene Wirksamkeit ständig überprüft und verbessert. jbi ‹

Autor: Ekrem Yigitdoel ist Vice President Platform Delivery bei Voith.

Die Voith Group ist ein weltweit agierender Technologiekonzern. Mit Anlagen, Produkten, Serviceleistungen und digitalen Anwendungen beliefert das Unternehmen die Märkte Energie, Öl und Gas, Papier, Rohstoffe und Transport & Automotive. Gegründet 1867, erzielt der Konzern heute mit mehr als 19.000 Mitarbeitern 4,2 Milliarden Euro Umsatz. Mit Standorten in über 60 Ländern der Welt ist es eines der großen Familienunternehmen Europas.