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Das Industrie 4.0 Magazin www.it-production.com Quelle: © chesky / Fotolia.com SONDERTEIL: INTERNET OF THINGS (IOT) Ausgabe Juli+August 2018

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DasIndustrie 4.0Magazin

www.it-production.com

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SONDERTEIL:INTERNET OF THINGS (IOT)Ausgabe Juli+August 2018

Titel_ePaper_iot_SAP 2009 27.06.2018 14:08 Seite 1

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INTERNET OF THINGS |

Das Jahr 2018 könnte das Jahr desIoT-Durchbruchs in Deutschlandwerden. Laut der neuen IDC-Stu-

die ‘Internet of Things in Deutschland 2018’planen 72 Prozent der befragten Unterneh-men, in diesem Jahr mindestens ein neuesIoT-Projekt umzusetzen. Bereits einge-plante Budgets machten dies auch finan-ziell möglich. Der Anlagen- und Maschinen-

bau hat mit 78 Prozent zusammen mit derFinanzindustrie besonders große Ambitio-nen. Über alle Branchen hinweg geht es beiden IoT-Initiativen vor allem um die Opti-mierung von internen Prozessen und Ab-läufen. Effizienz, Kosten und Qualität sollenstetig verbessert werden. Der nächsteSchritt wäre, das IoT auch in Produkte undServices zu integrieren. Doch, um IoT-Pro-

jekte Realität werden zu lassen, bedarf eseines durchdachten Technologieplans.Klaus Löckel ist Managing Director Euro-central bei Dassault Systèmes und emp-fiehlt, auf die Unterstützung eines erfahre-nen IoT-Dienstleisters zu setzen – „beson-ders auch im Hinblick auf das Thema Si-cherheit“. Anschließend müsse das Unter-nehmen ein Geschäftsmodell entwickeln,

Tipps für erfolgreiche IoT-ProjekteStummen Geräten das Sprechen beibringen

Der Gedanke hinter dem Internet of Things ist im Grunde einfach: Ansonsten ‘stumme’ Ge-räte werden mittels Sensorik und Datenübertragung zum Sprechen gebracht. Das Potenzialim Ansatz ist enorm, wenn etwa Maschinen, Halbzeuge und fertige Produkte ihren Produ-zenten Hinweise darauf liefern, was sich künftig besser machen ließe. Der Aufbau einerIoT-Anwendung ist nicht trivial und oft fehlt es an Erfahrung. Doch werden einige Leitlinienberücksichtigt, können aufwendige Projekte selbst im Mittelstand gelingen.

Bild:

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k.com

PROJEKTIERUNG

82 IT&Production 7+8/2018

082_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:26 Seite 82

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das verschiedene Aspekte berücksichtigt.„Welche Prozesse sind Teil des Projekts, mitwelchen Technologien wird der IoT-Daten-fluss verwaltet, welche Technologie ist fürKunden und Mitarbeiter einfach zu erlernenund anzuwenden? Denn ohne Menschengeht es nicht“, führt Löckel weiter aus.Dabei sind Führungskräfte gefragt, die si-cherstellen, dass bei der digitalen Transfor-mation alle mitgenommen werden. Es gilt,Ängste zu nehmen und Potenzial zu entde-cken und auszubauen. „Erst die Kombina-tion von menschlichem Know-how undmaschineller Intelligenz führt IoT-Projektezum Erfolg. Der schnelle Wurf gelingt dabeiden wenigsten Unternehmen. Es sind diekleinen Schritte, die zum Erfolg führen.“Werden folgende fünf Ratschläge berück-sichtigt, lassen sich selbst ambitioniertePläne verwirklichen.

Sorgfältige Plattformwahl

Als Schnittstelle zwischen den vernetztenGeräten und den Systemen, in denen IoT-Daten gespeichert werden, muss eine IoT-Plattform verschiedene Anforderungen er-füllen. Auch künftige Use Cases sollen des-halb mitgedacht werden. Reicht es aus, dassdie Plattform vernetzte Objekte und Kon-nektivität verwaltet? Oder sollte sie auchApplikationen sowie Verarbeitung und Re-porting der Daten steuern können? Sollenzusätzlich noch Advanced-Analytics-Funk-tionen wie Cluster-Analysen oder MachineLearning darstellbar sein? Der IDC-Studiezufolge hat bereits jedes fünfte Unterneh-men eine IoT-Plattform im Einsatz. Für dasJahr 2018 planen 51 Prozent der Befragten,eine solche zu implementieren. Dabei schät-zen sie vor allem Sicherheitsfunktionen (47Prozent), die einfache Integration andererSysteme (39 Prozent), die Datenaufnahmeund regelbasierte Weiterleitung (38 Pro-zent), die Überwachung und Diagnose vonIoT-Geräten (37 Prozent) und die einfacheVisualisierung für Daten (36 Prozent). DieAuswahl des Anbieters sollte also äußerstsorgfältig erfolgen. „Die Plattform muss alleProzessbeteiligten miteinander verbindenund ihnen Zugriff auf den gleichen, stets ak-tuellen Datenbestand ermöglichen. Nur sokönnen beispielsweise Erfahrungen aus derFertigung zügig in die Produktentwicklungzurückgespielt oder Materialanforderungenautomatisch an die Supply Chain weiterge-geben werden“, erläutert Klaus Löckel: „Die

Softwareplattform sollte einem holistischenAnsatz folgen, der alle Prozesse innerhalbeines Unternehmens betrifft.“

Innovationen im IoT-Lab

Die Innovationskultur im eigenen Unter-nehmen kann über IoT-Labs besonders ge-fördert werden. Sie bieten aus Sicht derIDC eine gute Chance, gemeinsam mit An-bietern an Prototypen und Use Cases zu ar-beiten. In dieser geschützten, firmeninter-nen Umgebung fühlen sich Mitarbeiter si-cher und können einen Blick über den Tel-lerrand wagen. Durch dieses Experimentie-ren lässt sich leichter ein Konzept für denRollout entwickeln. Das sehen auch die Un-ternehmen so: 38 Prozent der Befragtenwollen im Laufe des Jahres das IoT-Labeines Plattformanbieters nutzen.

Dauerhaften Prozess aufgesetzt

Zunächst kann es für Unternehmen sinn-voll sein, Know-how in IoT-Projekten auf-zubauen, die auf interner Ebene ansetzen– etwa zur Effizienz- oder Prozessverbes-serung. Werden hier Erfolge verbucht,sollten sich Unternehmen nicht daraufausruhen, sondern diese weiter betrei-ben, beispielsweise zur Entwicklungneuer Geschäftsmodelle. IDC empfiehlt,hier die vielfältigen Möglichkeiten wieVernetzung bestehender Produkte, Ent-

wicklung neuer Produkte mit IoT-Funktio-nen oder datenbasierter Services aufBasis von IoT-Daten auszuloten. In Hin-blick auf die Customer Journey könnteman sich vor Augen halten, dass eine IoT-Anwendung eine besonders personali-sierte Kundenansprache ermöglicht.

Analyseort je nach Use Case

Steigende Datenvolumina führen dazu, dassdie Übertragung in das Datacenter immerschwieriger wird. Kosten steigen und Ent-scheidungen werden zeitlich verzögert.Neben der Art der Verbindung muss des-halb vor allem überlegt werden, mit wel-chem Computing-Modell die Daten über-tragen werden sollen. In der IDC-Studiewird zwischen Core, Egde und Endpoint un-terschieden. Core Computing beinhaltet alleDatenverarbeitungsprozesse, die in einemDatacenter stattfinden. Dieser zentralisierteAnsatz – egal, ob in der Cloud oder im eige-nen Rechenzentrum – ist im Moment derweitverbreitetste, stößt aber aufgrund dersteigenden Informationsmenge zunehmendan Grenzen. Edge Computing ist die Ebene,die zwischen den IoT-Endgeräten und demDatacenter liegt, hier aggregieren und ana-lysieren Gateways oder Server in der Nähedes Entstehungsorts die Daten. Dieses Mo-dell nutzen aktuell 14 Prozent der befragtenUnternehmen, für 2018 planen weitere 32Prozent den Einsatz. Analysen können aber

| INTERNET OF THINGSPROJEKTIERUNG

83IT&Production 7+8/2018

Komponenten einer IoT-Anwendung

Bild: Dassault

Systemes D

eutschlan

d GmbH

083_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:26 Seite 83

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Klaus Löckel, ManagingDirector Eurocentral beiDassault Systèmes

auch direkt in einem vernetzten Endpointstattfinden. IDC prognostiziert, dass 2019 40Prozent der Daten in der Nähe des vernet-zen Objekts verarbeitet werden. Dennochmuss jedes Unternehmen unter der Berück-sichtigung von Faktoren wie Latenzzeit,Bandbreite und Standort der IoT-Geräteentscheiden, welches Modell geeignet ist.„Je zeitkritischer die Analyse ist, desto nähersollte sie am vernetzten Objekt stattfinden“,heißt es in der Studie.

Blockchain als mögliche Lösung

Was die Sicherheit im IoT angeht, liegenGroßunternehmen meist deutlich vorne.Sie sind nicht nur bei der Umsetzungweiter, sondern messen dem Thema IoT-Security deutlich höheren Stellenwertbei. In der Studie empfiehlt IDC die Absi-cherung proaktiv anzugehen und nichtals Hemmnis für die Umsetzung zu sehen.Denn: „Das Risiko von der Konkurrenz mitinnovativen und neuen Angeboten über-holt zu werden, ist gerade im Mittelstandeinfach zu groß.“ Zu den innovativenKonzepten, um die IoT-Sicherheit zu ver-bessern, zählt auch die Blockchain. Dabeihandelt es sich um eine dezentrale Da-tenbank aus Transaktionsdatensätzen.Diese Liste wird chronologisch linear umsolche Datensätze erweitert, woher auchder bildhafte Name stammt. Entwickeltund bekannt wurde dieses webbasierteBuchhaltungssystem im Rahmen derKryptowährung Bitcoin. Nur neun Prozentder Befragten haben von Blockchainnoch nichts gehört – generell bestehtgroßes Interesse an den neuen Möglich-

keiten. Überzeugt von den Vorteilen wol-len 38 Prozent der befragten Unterneh-men die Blockchain-Technologie im Laufedes Jahres 2018 in ihre IoT-Initiativen ein-binden. Aus Sicht von IDC sollte die Ent-scheidung über den Einsatz aber nichtaus Gründen eines aktuellen Hypes ge-troffen werden. Vielmehr sollten Unter-nehmen prüfen, ob Blockchain-Lösungensinnvoll sind, um Daten zu sichern undKontrollketten einfacher zu überprüfen.„Evaluieren Sie jedoch genau, ob bei-spielsweise der erhöhte Ressourcenbe-darf an Rechen- und Speicherleistungdurch Blockchain wirklich gerechtfertigtist. Der Einsatz von Blockchain ist nichtfür jeden Use Case sinnvoll“, gibt IDC inder Studie zu bedenken.

Tatkraft gefordert

Die aktuelle Marktentwicklung legt nahe,dass es gerade für deutsche Unterneh-men wichtig sein dürfte, IoT-Pläne anzu-gehen. Die Phase der Visionen ist bei vie-len Firmen längst der Phase der Umset-zung gewichen. Um die digitale Transfor-mation erfolgreich zu durchlaufen, ist esentscheidend, aktuelle Trends auf ihrmögliches Potenzial für das eigene Un-ternehmen zu prüfen. Unterstützung lie-fern dabei auf Wunsch die Anbieter star-ker Tools mit ihrem Wissen. �

Die Autorin Judith Knappe ist Redakteurin bei der Storymaker GmbH.

www.3ds.com/de

INTERNET OF THINGS | PROJEKTIERUNG

84 IT&Production 7+8/2018

Mit der neuen Datenschutzverordnungsind alle für dieses Thema sensibilisiert.Wie sieht es im Kontext von IoT-Projek-ten damit aus? Wie schätzen Sie das ein?Klaus Löckel: Gerade im Rahmen derProduktentwicklung werden ‘Privacy byDesign’ und ‘Privacy by Default’ neue ge-setzliche Richtlinien vorgeben. Unterneh-men sollten dies nicht als Zwang, son-dern als Chance sehen, sich vom Wett-bewerb zu differenzieren und neue Kun-den zu gewinnen, die dem IoT bisherskeptisch gegenüberstanden.

Welche Anwendungsbereiche des IoTsind für Unternehmen besonders interes-sant?Löckel: Neben Connected Industry gewin-nen auch die Felder Smart City, wie wir esmit unserer 3Dexperience City adressieren,oder Smart Energy, wie z.B. unsere Initiativerund um das Life Cycle Tower (LCT) ONEGebäude im österreichischen Dornbirn anBedeutung. Zu guter Letzt darf das ThemaConnected Car nicht fehlen. Die OEMs pro-fitieren von neuen Geschäftsfeldern undder Endkunde nutzt die Vorteile von War-tungsinformationen in Echtzeit, dynami-schen Verkehrsinformationen oder auchdem Streamen von Musik. IoT-Projekte er-obern nach und nach alle Branchen.

Was passiert, wenn Unternehmen aktu-elle Trends wie IoT-Fähigkeit verschlafen?Löckel: Unternehmen lassen sich nicht überNacht IoT-ready gestalten. Eine umfas-sende digitale Vernetzung muss gut ge-plant und schrittweise umgesetzt werden.Hier besteht gerade für gewachsene Unter-nehmen die Gefahr, gegenüber Start-upsins Hintertreffen zu geraten. Gerade inDeutschland stecken viele IoT-Projektenoch in den Kinderschuhen. Die Gründedafür sind vielschichtig, aber eines ist si-cher: Solange die Auftragsbücher noch gutgefüllt sind, werden sich nur wenige Ent-scheider an tiefgreifende Umwälzungen inihrem Unternehmen wagen. Dabei könntensie sich, wie bereits beschrieben, großeVorteile zunutze machen.

Bild: Dassault Systemes Deutschland GmbH

Eine IoT-Anwendung ohne Datensicherheit ergibt wenig Sinn. ICC hat untersucht, mit welchen Mittelnmittlere und große Unternehmen ihre Applikationen absichern.

Bild: Dassault Systemes Deutschland GmbH

144741_Dassault Systemes Deutschland GmbH_RSPI_I40_ITP 09.07.2018 15:17 Seite 84

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INTERNET OF THINGS |

Eine IT-Plattform bildet in der Regeldas Rückgrat der IoT-Anwendun-gen und -Services, die Unterneh-

men aller Größen derzeit weltweit ent-wickeln und anbieten. Bei der Auswahldes passenden Grundgerüstes stehenUnternehmen allerdings vor drei wesent-lichen Herausforderungen: Unternehmenkönnen heute für die Umsetzung ihrer

Anwendungen aus einer wohl unüber-schaubaren Vielzahl von Plattformenwählen. Zudem ist die Wahl der IoT-Plattform eine strategische Entscheidungzur eigenen Wertschöpfungstiefe imSinn von Make or Buy. Drittens ist keineam Markt verfügbare IoT-Plattform per-fekt, jeder Zuschlag ist mit kompliziertenAbwägungen verbunden.

Aus dem Stand 450 Anbieter

Während der Begriff IoT-Plattform vor ei-nigen Jahren nur ein Schlagwort war,können Unternehmen heutzutage ausüber 450 realen Lösungen wählen. Es istzu erwarten, dass diese Zahl weiter an-steigen wird, denn zahlreiche weitereAnbieter versuchen aus unterschiedli-

Systemauswahl

Viele Unternehmen setzen aktuell eigene Internet of Things-Anwendungen mit ganzunterschiedlichen Zielen auf. Die zum Einsatz am besten passende Plattform zu fin-den, ist auf dem IoT-Markt alles andere als einfach. mm1 Consulting unterstützt Un-ternehmen bei diesem Prozess mit einem Mix aus Methode und Toolset.

IMPLEMENTIERUNG

86 IT&Production 7+8/2018

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Mit Methode und Toolset zur IoT-Plattform

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chen Ausgangspositionen heraus, an diesemwachsenden Markt zu partizipieren. Hierzugehören IT-basierte ‘Hyperscaler’ ebensowie industriebranchenspezifische Anbieter,Startups und Telekommunikations-Unter-nehmen. Für das Jahr 2021 wird der Umsatzmit IoT-Plattformen auf 1,7 Milliarden US-Dollar geschätzt (IoT Analytics 2016). Gleich-zeitig deuten die Ergebnisse einer laufendenStudie des Beratungshauses mm1 Consultingdarauf hin, dass kaum ein produzierendesUnternehmen den gesamten Markt im Blickhat. Dieses Überblickswissen kann Firmendavor bewahren, bei der strategischenPlattformwahl daneben zu greifen. Um eindatengetriebenes Produktangebot wie denvielzitierten vernetzten Kühlschrank anbie-ten zu können, müssen entscheidende Auf-gaben auf jeder Ebene des IoT-Stacksdurchgeführt werden: Things & Device Ma-nagement, Konnektivität & Kommunikation,Daten, Informationen, und Use Cases. IoT-Plattformen versprechen verschiedene Auf-gaben auf verschiedenen dieser Ebenen zuübernehmen und weitgehend zu automati-sieren. Insofern geht die Entscheidung füreine bestimmte IoT-Plattform einher mit derEntscheidung für eine bestimmte eigeneWertschöpfungstiefe, oder, mit anderenWorten, für Make or Buy auf den verschie-denen Ebenen des IoT-Stacks.

Einige sind schon weiter

Vorreiter wie Caterpillar und Sennheisergehen bereits weiter und sehen IoT-Platt-formen auch im Zusammenhang mit derEntscheidung über die Wertschöpfungs-breite, insbesondere bei einer Servitisie-rungsstrategie. Die Auswahl der IoT-Platt-form ist komplex, weil die Unterschiedevielfältig sind, beispielsweise in der techni-schen Ausrichtung, den angebotenen Funk-tionen, den unterstützten Technologien, derSkalierbarkeit und der Preisgestaltung. Hinzukommt, dass die Marketingmaterialien derAnbieter dem Entwicklungsstand der Platt-formen oft weit voraus sind. So kommt esvor, dass viele Unternehmen mitten in derIoT-Implementierung feststellen, dass für ihrVorhaben zentrale Technologien nicht aus-reichend unterstützt werden, die Plattform-kosten explodieren oder sie wettbewerbs-kritische Daten an einen Plattformanbieterweitergegeben haben oder dies tun sollen.Eine solche Fehlentscheidung hat schonviele Projekte scheitern lassen und zieht

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nicht selten einen Plattformwechsel nachsich, der sechs- bis siebenstellige Mehrkos-ten und monatelange Verzögerungen derMarkteinführung verursacht. Um dieses Ri-siko so gut es geht zu reduzieren, hat sich inder Praxis eine Evaluation der Plattform aufBasis von 60 bis 80 kritischen Parameternund einer systematischen Anforderungsana-lyse bewährt. Das Beratungsunternehmenmm1 ist darauf spezialisiert, Unternehmenbei dieser Aufgabe zu unterstützen.

Methode und Toolset

Die Entscheidungsreichweite sowie die Ein-satzszenarien unterschiedlichen mit ihrenspezifischen Anforderungen erfordern einindividuelles Vorgehen bei der Wahl derPlattform. Die Unternehmensberatungschlägt eine Methode mit drei Schritten vor,die sich an der übergeordneten IoT-Strate-gie eines Unternehmens orientiert. Im erstenSchritt wird das Zielbild für den IoT-Markt-angang festgelegt. Dabei geht es um diefunktionsübergreifende (Produktmanage-ment, Finance, IT, CDO etc.) Ausarbeitungeiner Use-Case-Roadmap und Festlegungder angedachten Fertigungstiefe. Daraufaufbauend werden Kriterien wie funktional,kommerziell oder operativ für die Plattfor-mauswahl festgelegt. Im zweiten Schrittwird die Plattform-Vorauswahl im Sinn desLonglist/Shortlist-Ansatzes getroffen. An-schließend werden die Auswahlkriterienwieder funktionsübergreifend gewichtetund Lösungsszenarien erstellt. Diese An-wendungsfälle werden in Schritt drei mitBlick auf die im engerem Kreis verbliebenenIoT-Plattformen konkretisiert. Hier geht esum zentrale Fragen wie die Kosten, die Fea-ture-Abdeckung und so weiter. Schließlichfolgt die funktionsübergreifende Bewertungder Plattformen aus der Shortlist entlangder zuvor erarbeiteten Auswahlkriterien.Den gesamten Prozess unterstützt die Bera-tungsfirma mit einem eigenen Toolset. Mitdiesem Instrument können UnternehmenAnforderungen an eine IoT-Lösung formulie-ren und Produkte auswählen. �

Der Autor Tiemo von Hinckeldey ist Senior Consultant bei der

Unternehmensberatung mm1 Consulting.

www.mm1.de

087_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:35 Seite 87

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Bild: ©Bank Phrom/Unsplash.com/Kontron Europe GmbH

Im industriellen Einsatz gibt es heutekaum noch eine Maschine, die nichtüber eine Softwaresteuerung ver-

fügt. Die Maschinen sind vernetzt undsenden ihre Daten an die jeweiligenLeitstände oder Kontrollräume oderübermitteln sie zu Analyse an Rechen-zentren oder in die Cloud. Die Übermitt-lung erfolgt dabei oft von Edge- oderFog Devices in den Maschinen vor Ort.Meistens handelt es sich dabei um Em-bedded Computer. Diese können auchSicherheits- und Lizenzierungsfunktio-nen direkt an der Maschine übernehmen.Damit sind die technologischen Voraus-setzungen für nutzungsbasierte Abrech-nungsmodelle gegeben, sofern eine ent-sprechende Hardware und ein Software-Framework verfügbar sind. Vorstellbarsind dabei unterschiedliche Szenarien.

Hersteller bleibt Eigentümer

Beim sogenannten Betreibermodell ver-bleibt die Maschine im Eigentum des Her-stellers. Die Bezahlung erfolgt nach Nut-zung. Dies kann sinnvoll sein, wenn der

Nutzer keine rentable Dauerauslastung er-wartet, die Maschine aber dennoch im ei-genen Fertigungsumfeld benötigt wird.Auch wenn an eine Maschine hohe Ver-fügbarkeits- und Serviceanforderungen ge-stellt werden, kann es vorteilhaft sein, dieService- und Support-Verantwortung imBetreibermodell komplett dem Herstellerzu überlassen. Auf diese Weise ist die Ver-fügbarkeit ohne Zutun des Nutzers garan-tiert. Der Vorteil für den Hersteller ist, dasser alle Maschinen in seiner Obhut behält.Das bedeutet auch, dass er Zugriff auf dieMaschinendaten erhält. Durch Big-Data-Analysen können dann Schlüsse für vo-rausgeplante Wartungsarbeiten, zukünf-tige Weiterentwicklungen oder die Fehler-behebung gezogen werden. Für eine Ab-rechnung pro Nutzung sind vor allem Pro-zesse mit gut messbaren Vorgängen ge-eignet, etwa bei Stanzmaschinen, Punkt-schweißmaschinen oder Laserschneiden.Im Unterschied dazu kann aber auch dieZahl der verarbeiteten Werkstücke alsGrundlage einer Abrechnung verwendetwerden. Das Modell wird häufig im Indus-trial-Automation-Markt angewendet.

Bezahlung pro Nutzung

Eine andere Möglichkeit ist, dass die Ma-schine Eigentum des Nutzers wird, jedochdie Zahl der Nutzungsfälle beschränkt ist.Das macht etwa bei LeasingverträgenSinn, wenn der Hersteller die Maschinezurücknimmt und weiter veräußern muss,vergleichbar mit der Kilometerbegren-zung beim Autoleasing. Ein Vorteil fürden Nutzer ist, dass dieser die Maschinezu einem günstigeren Preis erwerbenkann als ein Gerät mit unbeschränkterNutzbarkeit. Für den Maschinenanbieterbedeutet dies, dass er aufgrund der Nut-zungsbeschränkung weiß, wie abgenutztdie Maschine ist und mit einem entspre-chenden Wiederverkaufswert kalkulierenkann. Bei Druckmaschinen ist es so bei-spielsweise möglich, die Anzahl derDruckvorgänge zu limitieren. Darüber hi-naus ist auch eine zeitliche Beschränkungin Form eines Betriebsstunden-Kontin-gents denkbar. Ein typisches Anwen-dungsgebiet für das Leasing-Modell fin-det sich in der Medizintechnik, beispiels-weise bei Computertomographen.

Bei Industrie 4.0 geht es nicht darum, an der Fertigungsstraße einen PC aufzustellen undmit dem Internet zu verbinden. Vielmehr ist das Ziel, durch gewonnene Daten und Ver-netzung von Betriebstechnik (OT) und Informationstechnologie (IT) Wettbewerbsvorteilezu erzielen. Neue Geschäftsmodelle eröffnen dabei ganz neue Möglichkeiten, etwa die nut-zungsbasierte Bezahlung von Maschinen und Geräten.

88 IT&Production 7+8/2018

Neue Geschäftsmodelle mit Embedded Computern

Lizenzmanagement per On-Board-Chip

INTERNET OF THINGS | EMBEDDED COMPUTER

088_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:40 Seite 88

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| INTERNET OF THINGSEMBEDDED COMPUTER

89IT&Production 7+8/2018

Bild: Ko

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Kontron bietet in allen aktuellen Boards und Modulen Schutz vor unberechtigten Kopien von Quellcodeoder Anwendungsdaten. Außerdem ermöglicht eine Lizensierungskomponente neue Geschäftsmodelle.

Softwareumfang beschränken

Eine dritte Möglichkeit wäre, dass die Ma-schine Eigentum des Nutzers ist, jedochist der Funktionsumfang per Software be-schränkt. Dieses Modell ist sinnvoll, wennabsehbar ist, dass nur bestimmte Funktio-nen benötigt werden. Weniger Funktio-

nen machen die Maschine für den Käufergünstiger; der Hersteller kann jedoch eineProduktlinie per Software mit mehr oderweniger freigeschalteten Funktionen an-bieten und muss nicht alle Variantenextra produzieren. Dabei wäre vorstellbar,dass der Hersteller die deaktivierten Funk-tionen freischaltet, wenn der Nutzer dieswünscht und bezahlt.

Auswirkung auf die Bilanz

Modelle, die die Maschine im Eigentumdes Herstellers belassen, haben auch Aus-wirkungen auf die Bilanz. Während dieAnschaffung von kompletten Maschinenbetriebswirtschaftlich als Investition ge-bucht wird, sind nutzungsbezogene Ab-rechnungsmodelle wie Betriebsausgabenzu behandeln. Insbesondere in Branchen,in denen teure Maschinen hohe Investiti-onsaufgaben bedeuten, kann die Verlage-rung der Ausgaben von Investitionen zulaufenden Betriebsausgaben über Pay-per-Use-Modelle interessant sein.

Lizenzmanagement

Denkbar ist auch, dass sich mit dem Ver-fahren zur Lizenzprüfung die Rechte vonErsatzteilherstellern im Zeitalter des 3D-Drucks schützen lassen. Anbieter von 3D-Druckvorlagen könnten mit Hilfe einesChips – beispielsweise von Wibu Sys-tems – Drucklizenzen vergeben und ent-

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Konnektivität: Anbindung unterschiedlichster Geräte in wenigen Minuten mit OPC UA

Intelligente Anbindung mit „Plug & Work“ von connyun Bild: connyun GmbH

089_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:40 Seite 89

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ziehen. Beispielsweise könnte nur einebestimmte Anzahl an Druckvorgängenerlaubt sein. Für jeden weiteren Druckmüssten neue Lizenzen erworben wer-den. Mittels des Lizenzchips könnteschnell geprüft werden, ob die Lizenzgültig ist. Hersteller von Originalteilen(bzw. deren Vorlagen) könnten damit einGeschäftsmodell aufbauen, das auf dielegale und bezahlte Verbreitung von 3D-Drucklizenzen setzt.

Pay-per-Use

Grundsätzlich sind Lizensierungsmodellewie diese nicht neu und auch die Tech-nologie dafür ist bereits erprobt. Mit derIntegration eines Lizenzchips in seineHardware geht Kontron aber nun einenSchritt weiter. Bisher war für die Umset-zung der nutzungsabhängigen Abrech-nungsmodelle ergänzende Hardwarenotwendig, wodurch der manuelle Zu-gang zu Schnittstellen erforderlichwurde, der bei Embedded Hardware oftnur schwer möglich ist – schlimmsten-

falls ist überhaupt keine Schnittstellemehr frei. Mit der Integration des Wibu-Chips auf die Kontron-Boards und -Mo-dule entfällt dies, da die Hardware schonenthalten ist. Die Betriebs- und Ausfallsi-cherheit eines gelöteten Chips auf derPlatine ist zudem wesentlich höher, alsbeispielsweise von einer gestecktenSmartcard oder eines USB-Sticks. DasKonzept macht damit den Einsatz von Li-zensierungslösungen auch im rauen In-dustriealltag denkbar, wo etwa dauerndeErschütterungen oder Vibration, Steckeroder Karten unsicher machen könnten.

Verbauter Smartcard-Chip

Die Kontron-Lösung besteht aus einemSmartcard-Chip der auf den Platinen ver-baut wird. Programmcodes sowie An-wendungsdaten werden dabei durcheine Verschlüsselung geschützt. Derzeitverbaut Kontron einen Chip seines Part-ners Wibu-Systems. Anwender könnenselbst entscheiden, ob sie die Lizenz-und Sicherheitsfunktionen aktivieren

wollen oder nicht. Ältere Kontron-Mo-dule, die über PCI Express Mini oderUSB-Schnittstellen verfügen, können perNachrüstung mit dem Chip ausgestattetwerden. Freischaltungen können nachfolgenden Kriterien erfolgen: zeitbasiert,nach Zahl der Aufrufe oder nach freige-schalteten Features.

Sourcecode hinterlegen

Von Entwicklerseite hält sich der Auf-wand für die Programmierung derartigerFunktionen in Grenzen. Die eigentlichenFunktionen müssen indes im Quellcodedes Anwendungsprogramms integriertwerden. Kontron stellt dafür ein SDK(Software Development Kit) von Wibu-Systems bereit und unterstützt bei Be-darf mit einem Support-Team. Der Zu-griff auf den Chip erfolgt auf Basis derBetriebssysteme Windows oder Linux,die mit den üblichen Programmierspra-chen wie beispielsweise C, C# oder Javaangesprochen werden können. Die Hin-terlegung der Freischaltung im Quell-code hat den Vorteil, dass Programm-teile oder gar komplette Programmenicht über die Cloud und das Netzwerkin die Maschinen gespielt werden. Esreicht ein wenige Byte großer Lizenz-code aus. Der entsprechende Lizenzser-ver wird von Wibu-Systems zur Verfü-gung gestellt. Sofern der Chip weitereAnforderungen erfüllen soll, könnendiese gemeinsam mit dem Herstellerentwickelt werden. Die Lizenzierungs-komponente ist eine webbasierte Admi-nistrationslösung mit der Lizenzen er-stellt, aktiviert, aktualisiert und nachver-folgt werden können. Sie lässt sich auchin bestehende ERP- und CRM-Systemeeinbinden um damit einen komplikati-onslosen Bestellvorgang zu gewährleis-ten. Mit zusätzlichen Funktionen lassensich Lizenzen an bestimmte Hardwarebinden. So soll sichergestellt werden,dass sie nur auf dem erwünschten Gerätfunktionieren und nicht weitergenutztwerden können. �

Der Autor Peter Müller ist Director Product Line Boards & Modules

bei der Kontron S&T AG.

www.kontron.com

INTERNET OF THINGS | EMBEDDED COMPUTER

90 IT&Production 7+8/2018

IoT-Security serienmäßig: Das COMe-cSL6 unterstützt mit einem integrierten Security Chip die EmbeddedSecurity Solution von Kontron.

Bild: Kontron Europe GmbH

090_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:40 Seite 90

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91IT&Production 7+8/2018

Wie viel Sensorik braucht die Antriebstechnik?Condition Monitoring bildet schon seit Jahren dieVorstufe zu Predictive Maintenance ab. Um Maschi-nen und Anlagen zu überwachen werden gezieltSensoren platziert. Daraus lassen sich schon heutewertvolle Informationen ableiten, auch über den Zustand von Motoren und Getrieben, deren Beur-teilung auf Daten aus Sensoren, Umrichtern undSteuerungen basiert.

Die Erweiterung der Prognosen hin zur vorausschauender Wartung erfordert zusätzliche Informationen. Diese beziehensich sowohl auf die Menge der zu erfassenden Daten als auchauf deren Verarbeitung.

Predictive Maintenance benötigt folgende Basisdaten:Maschinenzustandsdaten•periphere Daten aus Umgebungsmerkmalen, wie Temperatur,•Luftfeuchtigkeit, Luftdruck Prozessdaten.•

Mit Hilfe intelligenter Algorithmen lassen sich daraus verlässlicheVorhersagen bezüglich künftiger Trends und Entwicklungen, Störungen, Ausfälle und kritischer Ereignisse treffen. Dafür ist eineregelmäßige Datenerfassung notwendig.

Je größer die Datenbasis und je intelligenter die Berechnungs-Al-gorithmen, desto verlässlicher sind die generierten Informationen.

Schwingungssensorik liefert die entscheidendenZusatzinformationen In der Antriebstechnik findet in der Regel keine Schwingungs-überwachung statt. Doch Prognosen die über eine Trendanalysehinaus erstellt werden sollen, benötigen eben genau diese zusätzlichen Daten der Schwingungssensorik.

Rechen-Algorithmen in Kombination mit diesen Informations-quellen ermöglichen eine Vorausschau. Die Prognosen eines Antriebs können vielfältig sein und müssen immer auf die Appli-kation und die Fragestellung angepasst werden.

So viel wie nötigUm aus Daten und Informationen die entscheidenden Aussagenzu generieren, müssen Fragestellungen und geeignete Algo-rithmen entwickelt werden. Hier ist das Ziel diese Algorithmenmöglichst universell einsetzbar zu gestalten. Da es für die Prog-nose viele Einflüsse gibt ist dies ein sehr anspruchsvolles Ziel.

Jede Applikation muss individuell betrachtet werden um den Ausfallzeitpunkt im Sinne von Predictive Maintenance zu er-mitteln. Schon heute gibt es Antriebe bei denen dies Anwendung

findet und damit eine Vorausberechnung von Ausfällen ermöglicht. Die zu analysierende Fragestellung entscheidetdann über die Anzahl der zusätzlich zu implementierenden Sensoren. Grundsätzlich gilt: nicht so viel wie möglich, sondernso viel wie nötig!

Es zeigt sich, dass nicht der BIG DATA Ansatz zum Ziel führt, da man dadurch Unmengen an nicht genutzten Daten erzeugt.Gezielte kleine Lösungen, zugeschnitten auf die jeweilige Applikation, helfen bei der Trendanalyse.

Das bedeutet, wer heute schon Condition Monitoring an der Antriebstechnik realisiert hat, ist bereit für den Schritt zuPredictive Maintenance. 

Die Kolleginnen und Kollegen vom ifm-Service-Center erreichenSie montags bis freitags von 7:00 bis 18:00 Uhr unter der kostenfreien Hotline Tel. 0800 1616164 oder Sie schreiben uns an [email protected]

Kontaktifm electronic gmbhFriedrichstraße 145128 EssenTel.: +49 800 [email protected]

Predictive Maintenance – Vorausschauende Wartung

Beispiel: Prozessüberwachung Predictive Maintenance

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091_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:37 Seite 91

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INTERNET OF THINGS |

Die Herausforderungen produzieren-der Unternehmen und Maschinen-bauer ähneln sich oft: Wie erhöhen

sie Verfügbarkeit und Transparenz in ihrerFertigung? Wie gelingt die schnelle Anbin-dung sehr unterschiedlicher Geräte an einePlattform? Wie kann die Kommunikationund Problemlösung innerhalb der Fertigungverbessert werden? Als Lösung für solcheProbleme bringen zahlreiche Anbieter aktu-elle IoT-Plattformen in Stellung, die beson-ders für die innerbetriebliche Optimierunggeeignet sind. Solche ‘Industrial-IoT-Sys-teme’ sollten Produktionsmitarbeiter unter-stützen, einfach zu bedienen sein und Datensicher verwalten können. Auch die Höhe derInvestitionskosten soll sich in Grenzen hal-ten. In Zukunft düfte Standardisierung eben-falls zu einem wichtigen Kriterium werden.

Standard vs. Individuallösung

Das IIoT-Softwaremodul I4_Station Optimi-zer von Connyun ist als Standard-IIoT-Appli-kation darauf ausgelegt, Produktionsmitar-beiter mit KPIs in Echtzeit zu versorgen. DieWerker sollen anhand dieser Informationenzügig auf Probleme reagieren und ausgefal-lene Maschinen oder Zellen schnell zurückin den Produktionsablauf bringen können.Das Tool kombiniert Informationen zum ak-

tuellen Status der einzelnen Zellen, erstelltVorhersagen, benachrichtigt Mitarbeiter undermöglicht den Austausch von Erfahrungenund Problemlösungsstrategien innerhalb desUnternehmens. Das SaaS-Produkt baut aufStandards im Industrieumfeld auf und nutztvordefinierte Einstellungen und Visualisie-rungen. Zudem hat der Entwickler angekün-digt, die Verbesserungswünsche der An-wender bei Updates berücksichtigen unddiese kostenfrei ausgeben zu wollen. Be-zahlt wird die Anwendung auf monatlicherBasis je nach Nutzung der angeschlossenenZellen. Hinter der Benutzeroberfläche liefertMicrosoft Azure die Konnektivität als Cloud-Lösung, Softing die Edge-Komponente. Mitbeiden Unternehmen ist Connyun eine Part-nerschaft eingegangen.

Anbindungen sicherstellen

Die Anbindung einer Fertigungsanlage aneine IIoT-Plattform ist technologisch gese-hen die Grundvoraussetzung für ange-wandte Industrie 4.0 im Unternehmen. DerI4_Station Optimizer nutzt für diese Auf-gabe die On-Boarding ‘Plug & Work’-Tech-nologie: eine automatische Geräteerken-nung, die auf OPC UA basiert. Sobald dasIoT-Modul Daten der angeschlossenen Ge-räte empfängt, nimmt es seine Arbeit auf.

Mensch und Maschine

In Zukunft dürften Menschen und Maschi-nen immer häufiger im Austausch stehen.Diese Kommunikation kann die Software inVerbindung mit einem angebundenenMessenger unterstützen. Künftig sollen inZusammenarbeit mit der Firma BrabblerFunktionen zur Push-Notifikation entste-hen, die eine Störungsbehebung in der Fer-tigung weiter beschleunigen sollen. DerVorteil einer Messenger-basierten Eskala-tion ist, dass fast jeder Mitarbeiter ein ge-eignet Gerät griffbereit hat. Unterstütztwerden Smartphones, Tablets, aber auchSmartwatches und PCs. Weiterhin erfolgenBenachrichtigungen selbst dann, wenn keinSichtkontakt zum System besteht. Mitar-beiter erfahren auf diese Weise schnell, umwelche Maschine es sich handelt, sodassdie Störung zielorientiert behoben werdenkann. Den Punkt der Datensicherheit habendie Entwickler bereits berücksichtigt: DerMessenger erfüllt die aktuellen Auflagenund Vorschriften der DSGVO. �

Der Autor Raphael Sobotta ist IoT Product Manager bei der Connyun GmbH.

www.i4-onconnyun.com

WERKSNAHES IOT

92 IT&Production 7+8/2018

IIoT-Software setzt auf Standards

Bild: Connyun GmbH

Viele Diskussionen rund umIndustrie 4.0 sind mittler-weile auf dem Boden derWerkhallen angekommen.Die Frage lautet oft schlicht:Wie können Unternehmenmithilfe von Daten die Pro-duktivität ihrer Fertigungverbessern. Eine Antwortdarauf will der IoT-Platt-formbetreiber Connyun mitdem Softwaremodul I4_Sta-tion Optimizer liefern.

092_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:42 Seite 92

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| INDUSTRIE 4.0EXOSKELETTE

93IT&Production 7+8/2018

Exoskelette dienen dazu, den Men-schen bei körperlich anstrengenderArbeit zu unterstützen – beispiels-

weise beim anheben schwerer Werkstücke.Im Rahmen der Automatica hat Comau mit

dem Mate seinen Exoskelett-Ansatz präsentiert. Dieser istdas Ergebnis einer Partner-schaft zwischen Comau, Össur,einem Spezialisten im Bereichder nicht-invasiven Orthopä-die, und IUVO, einem auf Wea-rable-Technologien speziali-sierten Spin-off-Unternehmendes BioRobotics Institute.

Ohne Batterien

Das System bietet Haltungsun-terstützung, ohne dabei Batte-rien, Motoren oder anderestöranfällige Vorrichtungen zubenötigen. Um dies zu ermög-lichen wird auf einen passivenFedermechanismus zurückge-

griffen. Durch das Exoskellet ist es unter an-derem möglich, Schulterbewegungen voll-ständig nachzubilden. So soll beispielsweisedie Belastung für Teile der Schultermuskula-tur um bis zu 50 Prozent reduziert werden.Benutzer könnten somit Arbeiten ermü-dungsfreier erledigen. Durch die Gleichmä-ßige, ergonomische Bewegungsunterstüt-zung können zudem Qualität und Präzisionrepetitiver Tätigkeiten verbessert werden.

Wachsender Markt

„Mate wurde in enger Zusammenarbeit mitFabrikarbeitern entwickelt und ist dahereine Antwort auf deren spezielle Bedürf-nisse. Mit unserem Exoskelett können siedieselben Aufgaben erledigen, aber mit weitweniger Kraftaufwand”, sagt Tobias Daniel,Vice President Robotics and AutomationProducts Global Sales & Marketing vonComau. Für Comau sei dies zudem eine Ge-legenheit, einen globalen Markt zu errei-chen, der laut der International Federationof Robotics (IFR) von 2015 bis 2017 um mehr

als 60 Prozent gewachsen ist und bis zumJahr 2020 um schätzungsweise 25 Prozentpro Jahr weiter anwachsen könnte. Rund einDrittel davon, so Daniel, könnten Exoskelett-Anwendungen im Industriesektor ausma-chen. Mate ist ein Bestandteil der Humanu-facturing-Strategie von Comau. Dahintersteckt ein Konzept, bei dem Menschen dieHauptakteure in der intelligenten Fabrik zu-sammen mit digitalen Werkzeugen, Basis-technologien und intelligenter Industriero-botik im Rahmen eines vernetzten Produk-tionssystems sind. Es ist auch das erste auseiner Reihe von tragbaren Robotik-Konzep-ten, das im Rahmen der Partnerschaft derdrei Unternehmen entwickelt und vertrie-ben wird. Ziel dieser Kooperation ist es, dieZusammenarbeit von Mensch und Maschinein unterschiedlichen Sektoren voranzubrin-gen – einschließlich Biomedizin, Produktionund im Verbraucherbereich. �

Mit Material der Comau Deutschland GmbH.

www.comau.com

Auf der Automatica 2018 gab es eine ganze Reihe Neuheiten auf dem Feld der indus-triellen Robotik anzuschauen. Mit seinem neuen Exoskelett Mate konnte HerstellerComau dennoch Aufmerksamkeit erregen. Das Assistenzsystem soll dazu beitragen,die Arbeitsqualität zu verbessern, indem es die Bewegungen vor allem bei repetitivenAufgaben unterstützt.

Bild: Comau Deutschland GmbH

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Dein Helfer, das Exoskelett

093_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:40 Seite 93

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INDUSTRIE 4.0 |

Professor Zühlke, nächstes Jahr gebenSie die Verantwortung in der Smartfactory-KL an Ihren Kollegen Professor Ruskowskiab. Seit den Anfängen des Projekts im Jahr2004 ist eine Menge Zeit vergangen. Ebbtdas Interesse an der Industrie 4.0-Anlagelangsam ab?Detlef Zühlke: Es hat im Gegenteil enormzugenommen, insbesondere das Interesseaus dem Ausland. Momentan sind vieleLänder aus Asien sehr aktiv. Ich war ge-rade am Haier-Stand, weil wir ein gemein-sames Forschungszentrum in Kaiserslau-

tern aufbauen werden. Kürzlich haben wirmit Vertretern aus Singapur besprochen,etwas ähnliches zu machen. Auch mit ver-gleichbaren Organisationen in den USAsind wir derzeit sehr aktiv.

Im vergangenen Jahr beschrieben Siedie Haltung der amerikanischen Vertretun-gen als eher beobachtend. Sucht die US-In-dustrie jetzt die offene Kooperation?Zühlke: Das Verhältnis zu der amerikani-schen Industrie ist sicher anders als zumanchen asiatischen. Kooperation heißt

dort nicht, uns zu kopie-ren, sondern von uns zulernen. Wir werden dem-nächst an verschiedenenVeranstaltungen in denUSA teilnehmen, darun-ter an einem Workshopin Los Angeles und derIMTS in Chicago. Darüberverhandeln wir gerademit dem Bundeswirt-scha f t sm in i s te r i um .Heute kamen auch Besu-cher von der Automa-tion Alley zu uns. Dies ist

etwas ähnliches wie die Smartfactory-KLmit Sitz in Detroit, wo viele Automatisiererrund um die Automobilindustrie angesie-delt sind. Aber es geht wie gesagt nichtum einen Nachbau 1:1, sondern darum, vonuns zu lernen und ein entsprechend pas-sendes Modell auch bei ihnen aufzusetzen.

Was lässt sich von der Smartfactory-KLlernen? Zühlke: Die Art, wie man Zusammenarbeitorganisiert. Wir haben teilweise Konkur-renten an Bord, die sich am Anfang mit deroffenen Zusammenarbeit schwer tun. Wirhaben sehr viel Erfahrung, in solchen Fällenzu vermitteln. Das geben wir gerne weiter.Dann haben wir für uns eine Reihe vonStandards entwickelt, die man braucht, umab dem Stecker für Interoperabilität zusorgen. Wir tragen das Anliegen nachaußen, solche Standards auch extern ein-zusetzen. Wir hatten Gespräche mit derEU-Kommission, die das auch gerne för-dern würde. Zurzeit arbeiten wir daran,eine kleinere Gruppe von europäischenLändern davon zu überzeugen, sich aneinem solchen Projekt zu beteiligen. DieEU plant aktuell hohe Ausgaben, um ein

„Philosophieder Digitalisierung”

Neues aus der Smartfactory-KL

INTERVIEW

94 IT&Production 7+8/2018

Im Industriekonsortium umdie Industrie 4.0-Anlage derSmartfactory-KL arbeitenselbst Konkurrenten pro-duktiv auf ein gemeinsamesZiel hin. Möglich machtedieses Leuchtturmprojektinsbesondere die Modera-tion des langjährigen Vorsit-zenden des Vereins, Profes-sor Detlef Zühlke. Im Früh-jahr 2019 gibt der Wissen-schaftler das Projekt an sei-nen Kollegen, ProfessorMartin Ruskowski, ab. Wirsprachen auf der letztenHannover Messe mit beidenForschern über die Über-gabe und den neustenStand der modularen Fabrik.

Bild: Smartfactory-KL / Alexander Sell

Prof. Dr. Zühlke übergibt Aufgaben an Prof. Dr. Ruskowski

Nahe an der Praxis

Professor Martin Ruskowski leitet seit Juni 2017 den Forschungsbereich Inno-vative Fabriksysteme am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelli-genz. Nach seinem Elektrotechnikstudium promovierte der Wissenschaftler imFach Maschinenbau, bevor er in vier Unternehmen der Automatisierungstech-nik und des Sondermaschinenbaus arbeitete. Zuletzt verantwortete Ruskowskibei Kuka Industries die Abteilung Forschung und Entwicklung im Bereich derRobotik und des Anlagenbaus. Mit diesen Erfahrungen will Ruskowski in Zu-kunft sicherstellen, dass sich die Smartfactory-KL konsequent an den Heraus-forderungen der industriellen Praxis orientiert.

Aus der Wirtschaft in die Forschung

094_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:42 Seite 94

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Netzwerk namens Digital Innovation Hubsaufzubauen. Wir schauen deshalb schonjetzt nach Ländern, die später gerne mit-machen wür-den. Belgien-Flandern mitder InitiativeFlanders Makeist bereits Mit-glied, das Bas-kenland in Spa-nien hat seinen Beitritt angekündigt undauch von den Niederländern haben wirschon eine Zusage. Es gab bereits positiveRückmeldung aus Italien, jedoch ist die Si-tuation im Moment etwas schwieriger ge-worden. Ich glaube, wir werden einigegroße Länder zusammen bekommen, dieeine kompatible Anlage mit unseren Stan-dards errichten. Was wir heute mit unsererdeutschen Plattform machen, wollen wireuropa- und weltweit erproben.

Diese Länder werden eigene Industrie-konsortien mit eigenen Projekten starten,die dann untereinander kollaborieren? Zühlke: Sie müssen ihre Industrie zur Kolla-boration bringen, um voneinander zu ler-nen. Das scheinen viele verstanden zuhaben. Vielleicht erwerben die Akteure dieleeren Rahmen von uns, mit den ganzenKleinteilen wie Stecker und Kabel. Und wasin die Modulkästen kommt, soll ihre eigeneIndustrie entwickeln. Aber da dies auf Basisder Standards geschieht, die wir verwen-den, sind wir untereinander kompatibelund können Module auch austauschen.

Auf einer Pressekonferenz des Bitkomhieß es kürzlich, Maschinendatenerfassungund Cloud-Anbindungen seien bereits In-dustrie 4.0-Technologien. Wie sehen Sie das?Zühlke: Industrie 4.0 wurde nie definiert.Es war ein Schlagwort, das im April 2011zur Hannover Messe vorgestellt wurde.Also die Vernetzung in der Industrie istnichts ganz neues. Nur die vertikale undhorizontale Durchgängigkeit – die wirüber Standards sicherstellen – habenvöllig neue Möglichkeiten eröffnet, etwaan Daten heran zu kommen, zu nutzenund wieder zurückzuspeisen. Also ichglaube, Industrie 4.0 ist die Vernetzungaller Komponenten auf der Basis einheit-licher Standards, sodass sich letztendlichalles miteinander betrachten lässt undalles miteinander kommunizieren kann.

Martin Ruskowski: Eigentlich ist es mehrein Zeitalter, über das wir sprechen, in demwir auf Basis von Internettechnologie

immer neue Mehrwerte aus der Vernet-zung von Anlagen ziehen können. Industrie4.0 lässt sich daher auch als Philosophieeiner Digitalisierung der Produktion verste-hen, die letztlich sehr umfassend ist. DieTechnologien dazu heißen dann etwaEdge Devices, vertikale Integration undAugmented Reality. Industrie 4.0 ist vielmehr als nur eine Technologie.

Und zwar? Ruskowski: Es ist dieser gesamte Technolo-gieschub, den wir momentan erleben – fürmich eigentlich noch eine Spätfolge derRechnereinführung insgesamt, also derx86-Revolution. Mir ist auch nicht wichtig,ob es eine eigene industrielle Revolutionist. Erst hatten wir die Einführung der Rech-

nersysteme und jetzt die neuen Kommuni-kationstechniken samt der ganzen Alltags-technologien wie Mobiltelefone und dieallgemeine Vernetzung. Hinzu kommen dieganzen Startup-Szenen, die wir gerade er-leben. Darum geht es eigentlich.

Industrievertreter aus der ganzen Weltbesuchen Ihre Demonstratoren. Interessie-ren sich die Besucher auch für die Auswir-kungen auf Unternehmenskulturen, die miteiner intensivierten Zusammenarbeit vonFirmen einher geht?Zühlke: Es kommen sehr viele Fragen, wiewir unsere Firmen aussuchen und wie wirdamit umgehen, wenn Konkurrenten auf-einandertreffen. Ich habe gelernt, dass esin einigen Ländern nicht erlaubt ist, über-haupt an einem Tisch zu sitzen. In Amerika

gibt es sehr strenge Regeln, was gemachtwerden darf und was nicht. Deswegenkönnen wir auch nicht die eine Lösung er-

finden, sie in die Welt hi-nausschicken und allensagen, das gleiche zu tun.Jeder muss seinen eige-nen Weg finden. ZumGlück sind unsere Mitglie-der auch außerhalbDeutschlands aktiv. Wenn

wir internationale Ansätze verfolgen, kön-nen andere Länder so von unseren Part-nern lernen.

In welche Richtung werden Sie dieSmartfactory-KL weiterentwickeln?Zühlke: Starke Einflüsse kommen aktuellaus der Richtung der Künstlichen Intelli-genz. Wir machen das zum Teil schon inder Anlage, sehen aber weit mehr interes-sante Ansätze. Hier geht es vor allemdarum, aus Daten Informationen zu ma-chen und aus den Informationen Wissenabzuleiten. Und das werden wir sicher sehrviel stärker in den Vordergrund stellen alsin der Vergangenheit. Aber es kommenauch andere neue Technologien auf uns zu.Wir werden uns wohl intensiv mit dem

Mobilfunkstandard 5G beschäftigen. DieseTechnik ist zwar noch nicht vollständigmarktreif, aber wir sehen hier großes Po-tenzial für die Industrie.

Ruskowski: Ich befasse mich auch verstärktmit dem Thema KI. Jetzt haben wir endlichPlattformen verfügbar, um mit diesen Me-thoden effektiv arbeiten zu können. Wirwollen Künstliche Intelligenz einsetzen, umMensch und Maschine einander näher zubringen. Das betrifft eine sehr große Band-breite von der Bedienung eines Moduls bishin zum manuellen Arbeitsplatz. Einenzweiten Schwerpunkt sehe ich auf einemFeld, das wir horizontale Integration nen-nen. In der Industrie arbeiten hinter derProduktionstechnik häufig ERP-Systemeund MES-Systeme und die Frage ist, wie

| INDUSTRIE 4.0INTERVIEW

95IT&Production 7+8/2018

Wir wollen Künstliche Intelligenz einsetzen, um Mensch und Maschine

aneinander näher zu bringen.Professor Martin Ruskowski | DFKI”

Industrie 4.0 wurde nie definiert. Es war ein Schlagwort, das im April 2011 zur Hannover

Messe vorgestellt wurde.

Professor Detlef Zühlke | Smartfactory-KL”

145132_Technologie-Initiative SmartFactoryKL e.V._RSPI_I40_ITP 06.07.2018 14:51 Seite 95

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sich dieses Zusammenspiel künftig entwi-ckelt. Wird es im Sinne einer horizontalenIntegration möglich sein, dass ich mit derKonstruktion eines Produktes auch gleichden Produktionsplan entwerfe, ihn in denIT-Systemen ablege und dann automatisch,teilautomatisch oder manuell auf Maschi-nenproduktionsschritte, also auf Servicesvon Maschinen, mappe? Das ist noch Zu-kunftsmusik, wir sind erst einmal mit dervertikalen Integration beschäftigt. Hierzumüssen IT-Fachkräfte eine Sicht auf dieMaschine bekommen. Damit werden wirnoch ein paar Jahre zu tun haben.

Die Smartfactory-KL befasst sich tradi-tionell mit eher visionären Themen. DiesesJahr geht es hauptsächlich um die Vernet-zung von Bestandsanlagen. Wieso derSchwenk auf eine der ganz aktuellen He-rausforderungen in der Industrie?Ruskowski: Das ist im wesentlichen wohlunserem kürzlich gegründeten Mittel-stand-4.0-Kompetenzzentrum mit Projekt-beteiligung von DFKI und Smartfactory-KL’geschuldet’, welches vom BMWi geför-dert und von Dr. Haike Frank geleitet wird.Dort haben wir mehr über die Sorgen derkleinen und mittleren Unternehmen erfah-ren. Diese Firmen bauen nicht gleich einneues Werk und kaufen meist auch keinekomplett neue Anlage. Also müssen wirLösungen entwickeln, wie sich neue Tech-nologien in kleinen Stufen einführen las-sen. Unsere Partner merken ebenfalls, dasssie ihren Kunden Lösungen für solche Fälleanbieten müssen.

Zühlke: Diese Anforderung wurde unswirklich aus mehreren Richtungen zuge-tragen. Erst einmal muss man einen Ein-blick in die Anlagen bekommen. Dafürtauchen seit ein bis zwei Jahren soge-nannte Edge Devices vermehrt auf demMarkt auf. Das sind kleine Rechner, diesich etwa zwischen Maschine und dienachgelagerte IT-Infrastruktur schaltenlassen. Wir haben überlegt, wie Anwenderdiese vielen Hersteller unter einen Hut

bringen können. Entgegen der Auffassungeiniger Hersteller vertreten wir die Auffas-sung, dass sich die Edge Devices beliebi-ger Anbieter miteinander kombinierenlassen müssen. Die Monokulturen, die sichmanche Hersteller wünschen, gibt esdraußen im Feld nicht. Es gibt viele Ma-schinen von unterschiedlichen Herstellernund jeder hat eine andere Präferenz fürein Edge Device. Der Anwender hat amEnde seine Cloud, wo er alle Daten zu-sammenfassen will. Wir wollen zeigen,wie das mit diesen Geräten funktioniert.

Ihre Forderungen nach Standardisie-rung dürften die amerikanischen IT-Kon-zerne in Ihrem Konsortium wohl unterstüt-zen. Können diese Unternehmen der hiesi-gen Automatisierungswelt Nachhilfeunter-richt in Sachen Interoperabilität geben?Zühlke: Mit IBM und SAP haben wir großeIT-Unternehmen mit an Bord, auch Micro-soft-Technologie spielt immer wieder eine

Rolle. Den Wettbewerb zwischen den Netz-werktechnologien, wie er auf Office-Ebeneausgetragen wurde, steht der Automatisie-rung noch bevor – nur 20 bis 30 Jahre später.

Wann wird es so weit sein? Ruskowski:Wir werden sehen. Am Schlusswird das über den Markt und den Preis ent-schieden. Wenn klassisches Standard-Ethernet wirklich industrietauglich ist, wirdes preisgünstiger sein. Irgendwann werdenwir preiswerte Ethernettechnik bis zumkleinsten Sensor nutzen können. Dann wer-den eher die Fragen der Internet- undCyber-Security zu beantworten sein. Dawerden wir noch einmal bis auf die un-terste Ebene aktiv werden müssen.

Zühlke: Also die Zeitskala sehe ich relativentspannt. Die Technologie ist so aufge-baut, dass sie auf verschiedene Ebenenbeschränkt werden kann. Wir werdenauch in Zukunft keinen Fünf-Cent-Sensormit Ethernet sehen und es wird auchimmer per Kabel angebundene Sensorengeben. Andererseits kann ich künftig klas-sische Feldbusse einfach über einen güns-tigen Sensor auf moderne Protokolle um-setzen und existierende Anlagen so wei-ter nutzen. Aufgrund dieser Möglichkeitenzur Nachrüstung denke ich, dass die Tech-nologie relativ zeitnah auf hohen Ebeneneingeführt wird.

Heißt dieses Nebeneinander der Pro-tokolle nicht, dass die Fertigungsinfra-strukturen auf lange Sicht eher nochkomplexer werden?Ruskowski: Sie sind heute bereits sehrkomplex und wir werden die aktuell vor-handene Komplexität Schritt für Schrittzusammenführen und so vereinfachen.

Zühlke: Es wird sicher keine neuen Feld-busse mehr geben. Einige Feldbusse wer-den etwa durch Ethernet TSN ersetztwerden. Wir müssen aber das Manage-ment dieser Netzwerke bis hin zumPlug&Play erleichtern. In dem Moment, in

dem wir Real-Time-Anforderungen an einNetzwerk stellen, ist das aber gar nicht soeinfach. Ich würde sagen, dass wir in dennächsten fünf Jahren einen Übergang ineine neue Welt erleben. Die alten Techno-logien wird es dennoch weitere 20 bis 30Jahre lang geben, einfach weil die Anla-gen solche Lebenszeiten haben.

Ruskowski: Ich sehe das ähnlich. In fünfJahren sollte das Stand der Technik sein.

Vielen Dank für das Gespräch. �

Technologie-Initiative Smartfactory KL e.V.

www.smartfactory.de

INDUSTRIE 4.0 | INTERVIEW

96 IT&Production 7+8/2018

Der Wettbewerb zwischen den Netzwerktechnologien, wie er auf Office-Ebeneausgetragen wurde, steht der Automatisierung

noch bevor – nur 20 bis 30 Jahre später.Professor Detlef Zühlke | Smartfactory-KL

Wir werden die aktuell vorhandene Komplexität Schritt für Schritt

zusammenführen und so vereinfachen.Professor Martin Ruskowski | DFKI”

145132_Technologie-Initiative SmartFactoryKL e.V._RSPI_I40_ITP 09.07.2018 14:59 Seite 96

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97IT&Production 7+8/2018

Grundlegende Voraussetzungenwerden derzeit durch die Platt-form Industrie 4.0 als Zusam-

menschluss der Verbände Bitkom (Bun-desverband Informationswirtschaft, Tele-kommunikation und neue Medien e.V.),VDMA (Verband Deutscher Maschinen-und Anlagenbau e.V.) und ZVEI (Zentral-verband Elektrotechnik- und Elektronikin-dustrie e.V.) sowie von deren Mitglieds-unternehmen vorangetrieben. Die in denersten Schritten abstrakten Beschreibun-

gen der Plattform Industrie 4.0 warennotwendig, um ein gemeinsames Ver-ständnis der industriellen Hersteller undAnwender, Verbände und Standardisie-rungsgremien herzustellen. Als Beispieleseien das Referenzmodell Industrie 4.0(RAMI 4.0) und die Industrie-4.0-Kompo-nente mit ihrer digitalen Repräsentationder Verwaltungsschale genannt. Darüberhinaus sind zwölf Szenarien definiertworden, welche die Applikationsbereichefür die Verwendung von Industrie 4.0 im

Lebenszyklus der Produkte, der Produkti-onsmittel – wie Maschinen und Anlagen– sowie den Einsatz der Produkte beimKunden allgemeingültig beschreiben. Die-ses Vorgehen dient der Abstimmung mitverschiedenen internationalen Initiativenwie dem Industrial Internet Consortium(IIC) in den USA, Made in China 2025 inChina oder den einzelnen EU-Ländermaß-nahmen wie beispielsweise d’Alliance In-dustrie du Futur in Frankreich. Die Koor-dination der unterschiedlichen Aktivitä-

Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 und das Internet of Things (IoT) stehen bereits heute fürdie signifikante Erhöhung der Produktivität und Flexibilität, einen einfacheren Marktzugangsowie die Fähigkeit, neue Geschäftsmodelle zu generieren. Die Basis dafür sind die konse-quente Digitalisierung aller an der Wertschöpfung beteiligten Menschen, Prozesse, Pro-dukte, Systeme und Dienste sowie eine interoperable Kommunikation zwischen ihnen. Wäh-rend sich die großen Produzenten mit ihren ebenso großen Budgets offenbar sehr effektivan diese Herausforderung anpassen, muss der Mittelstand seinen Weg oft erst noch finden.

Bild: Ph

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Digitale Transformation im Mittelstand

Die von der Plattform Industrie 4.0 entwickelte In-dustrie-4.0-Komponente soll ein allgemeines Ver-ständnis zwischen allen Beteiligten herstellen.

GESCHÄFTSMODELLE | INDUSTRIE 4.0

097_ITP_Juli+August_2018.pdf 06.07.2018 14:43 Seite 97

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INDUSTRIE 4.0 | GESCHÄFTSMODELLE

98 IT&Production 7+8/2018

Die digitale Transformation soll Unternehmen dazu befähigen, einen kontinuierlichen Prozess der Geschäfts-modellentwicklung auf Basis digitaler Wertschöpfungsketten umzusetzen.

Bild: Phoenix

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ten zielt auf eine weitgehend interoper-able Standardisierung und deren interna-tionale Umsetzung ab.

Bestandsaufnahme notwendig

Schon in einer frühen Phase haben sichdie verschiedenen Initiativen Gedankenüber den Transfer der wissenschaftlichenErgebnisse, nutzbaren Technologiensowie der Anforderungen gemacht, wel-che die Hersteller und Anwender von In-dustrie 4.0 und IoT an Produkte, Systemeund Dienstleistungen stellen. Mit diesemSchritt sollen die Unternehmen zu einerdigitalen Transformation motiviert wer-den, indem sie einen Ausblick auf dieChancen erhalten, die aus der Erweite-rung ihrer bestehenden sowie der Ent-wicklung neuer Geschäftsmodelle resul-tieren. Dazu ist allerdings eine Bestands-

aufnahme hinsichtlich der Anforderungs-profile der vorhandenen und erreichbarenKunden, deren Fähigkeiten sowie der be-reits bei ihnen implementierten Wert-schöpfungsprozesse erforderlich. Konkretsind die low hanging fruits zu suchen, diesich aufgrund der Verbesserung von Pro-zessen erschließen. Dies kann durch Lean-Methoden, die Beseitigung von Daten-brüchen – etwa durch eine mangelndeDatenübergabe zwischen den Toolketten– oder die Festlegung der Datenquelle -wie Single Point of Truth im Product Life-cycle Management (PLM) - erfolgen.Denn zahlreiche interne Prozesse lassensich optimieren, mit digitalen Mittelntransparenter machen und vielfältigerverwenden. Digitale Prozessketten stel-len die Basis für datenzentrierte Mehr-wertdienste dar, die sich vorteilhaft in ei-genen Prozessen oder Geschäftsmodel-

len abbilden. Die Fähigkeit, auf Daten zu-zugreifen, erweitert oder limitiert denpotenziellen Gestaltungsraum. Das ge-lingt jedoch nur dann, wenn die Prozess-ketten schon vor ihrer Digitalisierunggenau im Hinblick auf ihre Wertschöp-fung betrachtet, in sinnvolle und besten-falls wiederverwendbare Teilprozessezerlegt (Tailoring) und verbessert werdensowie automatisiert bearbeitbar sind.

Wegweiser bereits verfügbar

Neben der internen Sicht der Unternehmenauf ihre Prozesse nimmt die Schaffung undregelmäßige Überprüfung der eigenen Ge-schäftsmodelle auf ihre Wirksamkeit beimKunden im Vergleich zu den Leistungendes Wettbewerbs sowie auf ihre Fähigkeitder Generierung eines monetären Nutzenszu. Die wesentlichen Fragen, die sich An-bieter und Anwender im Rahmen der Ana-lyse stellen müssen, sind:

Wie lässt sich das eigene Geschäftsmo-•dell (weiter-)entwickeln?Wie können Informationen, die das Ge-•schäftsmodell unterstützen, erstellt oderbezogen werden?Wie können die Kunden auf die Daten•zugreifen und diese einsetzen?Wie geschieht der Werterückfluss aus•dem Geschäftsmodell?

An dieser Stelle sei bereits gesagt, dass eskein Geheimrezept oder Verfahren für daseigene Geschäftsmodell gibt. Es sind aller-dings Anregungen und Prinzipien verfüg-bar, wie Geschäftsmodelle ausgeprägt seinkönnen, welche Mechanismen ihren Erfolgbegünstigen und was konkret in der Um-setzung zu beachten ist.

Beispiele bieten Orientierung

Damit Deutschland Leitmarkt und –anbie-ter für Industrie 4.0 und IoT wird, hat diePlattform Industrie 4.0 konkrete Informatio-nen für Unternehmen erarbeitet und öf-fentlich zugänglich gemacht, etwa auf derWebsite www.plattform-i40.de. Ergebnis-papiere wie ‘Die Struktur der Verwaltungs-schale’ oder ‘Verwaltungsschale im Detail’bieten Empfehlungen und genaue Be-schreibungen hinsichtlich der technischenRealisierung. Anforderungen an Wertschöp-fungsketten, wie etwa die ‘auftragsgesteu-

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| INDUSTRIE 4.0GESCHÄFTSMODELLE

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Die Herausforderungen der vernetzten Welt lassen sich am einfachsten durch die Kooperation derTechnologiepartner lösen.

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erte Produktion’, werden am Beispiel eineskundenindividualisierten Fahrradlenkers er-läutert. Potenzielle Geschäftsmodelle sindhingegen sehr individuell und lassen daher– ebenso wie technische Ideen – lediglichallgemeine Regeln und Muster zu. Um indiesem Kontext Anreize und Denkmusterzu liefern, werden Anwendungs- und Um-setzungsbeispiele als Medium verwendet.Sie enthalten die Schlüsselinformation undbeispielhafte Antworten auf Fragen wie‘Was kann im eigenen Unternehmen durch-geführt werden?’ oder ‘Wie kann sich dasUnternehmen weiterentwickeln?’, die sichviele Betriebe in Bezug auf neue Geschäfts-modelle stellen. Auf einer Landkarte derPlattform Industrie 4.0, die mittlerweilemehr als 300 Anwendungsbeispiele um-fasst, veröffentlichen sowohl große Kon-zerne als auch Mittelständler und Start-upsihre Ideen und konkret realisierten Ge-schäftsmodelle. Neben dem Unterneh-mensnamen wird stets ein persönlicher An-sprechpartner genannt. So findet sichschnell ein Praxisbeispiel, das zum jeweili-gen Informationsbedarf passt – und dasvielleicht sogar in räumlicher Nähe.

Wissen bereitgestellt

Abgesehen von den Praxisbeispielen sindebenfalls Testzentren für Umsetzungspro-jekte aufgebaut worden, die verschiedeneAngebote zur Information und Unterstüt-zung zur Verfügung stellen. Als Beispiel seider Spitzencluster it´s OWL angeführt. Alsgrößtes und konkretestes Projekt im Kon-text von Industrie 4.0 werden hier intelli-gente technische Systeme entwickelt unddas erarbeitete Wissen über die beteiligtenUnternehmen, Hochschulen und Transfer-zentren bereitgestellt. Ein weiterer Zweig

der technischen Realisierung findet überdie Standardisierung sowie unterschiedli-che Nutzerorganisationen statt. Die seitvielen Jahren mit der industriellen Automa-tion sowie der Festlegung von Merkmalenbeschäftigten Interessengruppen konkreti-sieren die allgemeinen Definitionen. Der fürdie Industrie-4.0-Kommunikation genutzteStandard OPC UA wird beispielsweise überdie Industrieverbände VDMA und ZVEI mitsogenannten Companion Standards auf derDatenübertragungsebene durch festge-legte Maschinentypen oder Produkte – wieSensoren oder Aktoren – vorbereitet. DieGrundlage für den Datenaustausch bildenallgemein einsetzbare Merkmale. Nebenden verschiedenen Standards favorisiertdie Industrie die Verwendung von eCl@ss-

Merkmalen zur Beschreibung von Produk-ten und ihren Fähigkeiten.

Strategische Aufgabe für Firmen

Das vor einigen Jahren als Idee gestarteteProjekt Industrie 4.0 nimmt nun konkreteFormen an. Die technische Umsetzung hatdie Schwelle praktischer Implementierungenerreicht und kann vielfältig erprobt werden.Beispiele hierzu sind vorhanden. Internatio-nale Standards wie OPC UA oder eCl@ssunterstützen diese Entwicklung, an der Un-ternehmen wie Phoenix Contact aktiv mit-arbeiten und bereits erste Produkte, Lösun-gen und Dienstleistungen liefern, die denWeg zur Industrie 4.0 und dem IoT bereiten.Das Konzipieren von Geschäftsmodellenund eine erfolgreiche Transformation zueinem digitalen Unternehmen erweisen sichals strategische Unternehmensaufgabe. Er-gänzend zur kritischen Beobachtung des ei-genen Geschäftsmodells im Umfeld der di-gitalisierten Wertschöpfung erfordert diesein kontinuierliches Handeln aller Beteiligtenim Unternehmen. �

Der Autor Dipl.-Ing. Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im BereichCorporate Technology bei der Phoenix Contact

GmbH & Co. KG in Blomberg.

www.phoenixcontact.de/industrie4_0

Industrie-4.0-Werkstatt eröffnetEine der ersten Erkenntnisse auf dem Weg zu Industrie 4.0 war bei vielen Akteuren, dass die Herausfor-derungen der digitalen Transformation nur durch Kooperation zu lösen sind. Vielfältige Erfahrungen, diePhoenix Contact hier gemacht hat, sowie die daraus resultierenden Methoden stellt das Unternehmenin der Industrie-4.0-Werkstatt vor. Dort können sich Interessenten über die Verfahren und Vorteile desEinsatzes von Design Thinking, Business Model Canvas und Value Proposition Canvas sowie die Wir-kungsweisen zur Entwicklung von Geschäftsmodellen informieren. Gemeinsam mit den Referenten wer-den die Methoden erprobt, um individuelle Geschäftsmodelle für die jeweiligen Märkte zu skizzieren.In der Industrie-4.0-Werkstatt werden keine fertigen Konzepte oder Produkte präsentiert. Ziel ist esvielmehr, dass die Teilnehmer aus neuen Technologien eigene Ideen erarbeiten und mögliche Geschäfts-modelle ableiten. Die Technologieexperten von Phoenix Contact begleiten sie bei diesem Prozess miteinem bewährten Konzept und stellen ihr spezifisches Know-how zur Verfügung.

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INDUSTRIE 4.0 |

Bei allen Aufgaben, die inzwischenvon einer Künstlichen Intelligenzübernommen werden, besteht ein

großer Unterschied zum Menschen: Bei KIhandelt es sich immer noch nur um eineArt Maschine, gebaut um einen bestimm-ten Zweck zu erfüllen. Mit den Entfal-tungsmöglichkeiten eines menschlichenGehirns hat das noch wenig zu tun. EinZiel der KI-Forschung ist es, den Fähigkei-ten des menschlichen Intellekts möglichstnahe zu kommen. Bisher beschränkt sichder KI-Einsatz jedoch auf lernfähige Ma-schinen, die einzelne Entscheidungentreffen können. Zudem gibt viele es Berei-che, in denen KI entweder noch gar nichtoder nur eingeschränkt genutzt wird, diesich durch den Einsatz Künstlicher Intelli-genz aber drastisch verändern könnten.

Daten bilden die Basis

Der Dreh- und Angelpunkt jeder Künstli-chen Intelligenz sind Daten. Durch immerbessere Speicher- und Übertragungs-technologien lassen sich heute immergrößere Datenmengen sammeln undauswerten. Dies bildet zum einen dieBasis für Künstliche Intelligenz, anderer-seits kann KI dabei helfen, die großenDatenmengen zu analysieren. PredictiveAnalytics, also Prognosen durch Daten-analyse, kommen beispielsweise ver-mehrt zum Einsatz. Wenn es um Anwen-dungsmöglichkeiten von KI geht mussman auch immer andere Aspekte der Di-gitalisierung bedenken, mit denen sie un-weigerlich verwoben ist. Die digitalenMegatrends Cloud Computing, Internet

der Dinge und Künstliche Intelligenz be-einflussen sich gegenseitig, nicht zuletzt,weil alle diese Technologien in irgendei-ner Art und Weise mit Daten arbeiten.

Automatisierung des Denkens

Als Henry Ford vor über 100 Jahren dieFließbandfertigung im großen Stil ein-führte war das nicht weniger als der Be-ginn einer Revolution. Die Produktivitätwurde dadurch soweit gesteigert, dassFord wesentlich mehr Autos herstellen,aber für einen wesentlich geringerenStückpreis verkaufen konnte. Erst da-durch konnte das Automobil in den USAzum Massentransportmittel werden. An-gefangen bei dem relativ simplen Fließ-band entwickelte sich die Automatisie-

Wenn heute Künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt wird, dann in einem spezifischen vorde-finierten Aufgabenbereich. Doch Intelligenz bedeutet mehr, als das selbstständige Lernenvon neuen Fähigkeiten. Wie kann also die Zukunft der Künstlichen Intelligenz aussehen?

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KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

100 IT&Production 7+8/2018

Wann kommt der künstliche Schichtleiter?

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rung während des 20. Jahrhunderts stetigweiter. An den Bändern stehen oft keineArbeiter mehr, sondern Roboter. Pro-grammiert, gesteuert und gewartet wer-den diese aber immer noch von Men-schen. Diese Form der Industrie hat abermittlerweile ihre Grenzen erreicht. Nunbeschäftigen wir uns nicht mehr nur mitder Automatisierung des Machens, son-dern auch der Automatisierung des Den-kens, was sich plakativ unter ‘Industrie4.0’ zusammenfassen lässt.

Menschenleere Fabriken?

Haben wir also bald nicht nur autonomeAutos auf unseren Straßen, sondern auchautonome Fabriken? Noch mutet es einwenig wie Science-Fiction an: Eine Ferti-gungshalle, in der wirklich alles völlig wievon Geisterhand abläuft, von der Anlie-ferung, über die Produktion, bis zumWeitertransport der Produkte. Alle Ma-schinen sind untereinander und mit einerZentrale vernetzt. Sensoren an bestimm-ten Bauteilen erkennen den Grad der Be-anspruchung und Abnutzung, mit diesenDaten können automatisch individuelleWartungsintervalle festgelegt werden.Intelligente Maschinen können auchwährend der Fertigung die Qualität ihrerProdukte messen. Fehler können genauanalysiert werden und die Maschine ar-beitet automatisch Lösungsvorschlägeaus. Mit all den Daten die eine solchevernetzte Fabrik sammelt, ergeben sichzusammen mit den Analysekapazitäten

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von KI ungeahnte Möglichkeiten, Ferti-gungsprozesse zu optimieren. Solcheumfassenden Konzepte sind aber nochVisionen, dafür bräuchte man eine allge-meine KI, die im Prinzip das Gleiche leis-ten kann wie ein Gehirn, dabei aberquasi beliebig skalierbar ist, nie schläftund keinen Urlaub macht.

Fehler in Fabriken zulassen

Dass die Künstliche Intelligenz so eng demmenschlichen Gehirn nachempfunden ist,führt zu einem weiteren Problem. DerMensch lernt bekanntlich am besten ausseinen Fehlern und genauso sind auchDeep-Learning-Algorithmen program-miert. Wenn man einer KI die Leitung einerFabrik überträgt, muss man ihr dann aucherlauben, Fehler zu machen, Ausschuss zuproduzieren? Sollte sie stattdessen ineiner simulierten Versuchsumgebung ler-nen? Solche und viele ähnliche Fragensind noch zu beantworten, ehe ‘Kollege KI’seine Schicht antritt. Dennoch befindenwir uns auf dem Weg in eine Welt, in dernicht mehr nur Menschen denken.

Der erste Schritt ist getan

Bei Predictive Maintenance – der voraus-schauenden Wartung – laufen viele grö-ßere Unternehmen schon Tests. Auchwenn es um die Optimierung von SupplyChains geht, können KI-basierte Lösun-gen eingesetzt werden, oder sie helfenbei der Auswertung enormer Datenmen-

gen im Rahmen von Predictive Analytics.Auch sonst ist KI-Software schon weitverbreitet, vom Übersetzungs-Tool bis indie Landwirtschaft. Doch die Weiterent-wicklung von KI wird in der Zukunft nichtmehr nur auf einzelne Anwendungenund Maschinen gerichtet sein. Stattdes-sen wird es um integrierte Systemegehen, die neue Aufgaben selbstständigerlernen können. Ähnlich einem Men-schen, der von Geburt an immer Neuesdazu lernt.

Das künstlichen Gehirn

Auch wenn es das theoretische Konzeptvon Künstlicher Intelligenz schon längergibt, hat ihre intensive Erforschung undvor allem der praktische Einsatz geradeerst begonnen. Bei den aktuell eingesetz-ten Lösungen handelt es sich durchwegum eingeschränkte KI. Um eine allgemeineKünstliche Intelligenz zu realisieren, dieeine große Bandbreite an Aufgaben be-wältigen kann, müssen aber noch einigeHürden genommen werden. Es müssenSynergien zwischen den aktuellen Tech-nologien genutzt werden, um ein Pro-gramm zu schaffen, die in einer überge-ordneten Ebene operiert und für verschie-dene Anwendungsbereiche offen ist. �

Die Autoren: Ralf Reich ist Head of ContinentalEurope und Venkat Nandikola ist Global Head ofManufacturing Industry Group bei Mindtree.

www.mindtree.comAnzeige

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