Kommentar: Internet der Dinge
IoT-Herausforderungen
Das Ziel des Internet of Things (IoT) besteht darin, die Machine-to-Machine-Daten in die Mainstream-Anwendungen und Datenbanken zu integrieren. Somit wird in den Unternehmen ein Enterprise-Service-Bus geschaffen, der dazu beiträgt die Geschäftsprozesse zu optimieren.
Industrie 4.0, M2M und das Internet der Dinge sind unterschiedliche Themen mit gleichem Hintergrund: Bessere Vernetzung, zunehmende Miniaturisierung und fallende Hardwarekosten bereiten den Boden für sich selbst verwaltende Systeme. Heute wird die große Mehrheit der M2M-Lösungen noch in vertikalen, so genannte Silo-Architekturen realisiert. Darüber hinaus basieren noch viele dieser Lösungen auf proprietären Technologien. Grund hierfür sind die noch immer fehlenden internationalen Standards. Dies steht im krassem Gegensatz zu den gängigen Enterprise-Modellen, welche auf horizontalen Architekturen aufbauen und auf Standards basieren.
Nach Mechanik, Massenfertigung und programmierter Logik besitzen künftig alle Produkte „smarte“ Funktionen. Die Industrie 4.0 produziert somit mitdenkende Waren. Aus diesem Grund stellen heute M2M-Anwendungen bei der Integration in Enterprise-Umgebungen, sowohl technische als auch kulturelle Herausforderung dar.
Die ersten Machine-to-Machine-Lösungen entstanden vor mehr als 20 Jahren. Damals kannte man den Begriff „M2M“ noch nicht. Die Anwendungen wurden buchstäblich auf die Anforderungen der Maschinenkommunikation zugeschnitten und in den Fabrikhallen eingesetzt. Letztendlich war dieser Bereich ein Spezialgebiet für Automatisierungsfirmen. Die Kommunikation basierte auf klassischen Kabelinfrastrukturen und die übermittelten Daten wurden in der Regel in die Geschäftsprozesse integriert. Die Fortschritte in den Kommunikationstechnologien ermöglicht die zunehmend drahtlose Kommunikation mit kurzer Reichweite und weiträumigen zellularen Lösungen.
In den Unternehmen werden heute noch hauptsächlich von ortsfesten Geräten die M2M-Daten verschickt. Durch die Entwicklung der drahtlosen Technologien und aufgrund rapide sinkender Kosten werden in Zukunft jedoch immer häufiger mobile M2M-Lösungen realisiert. Der Nachteil der kabelgebundenen Lösungen besteht darin, dass bei Änderungen oder Erweiterungen kosten- und arbeitsintensive Installation notwendig werden. Die Funkgebundenen Lösungen ermöglichen direkte drahtlose Verbindungen der Maschinen über das Mobilfunknetz an die Applikations-Plattformen. Darüber hinaus entfällt dadurch auch die Notwendigkeit die M2M-Geräte an das Unternehmensnetzwerk anzubinden.
Eine von Axeda durchgeführte Umfrage zeigt, dass die Mehrheit der Unternehmen, die bereits vorhandenen M2M-Lösungen in das Unternehmens-IT-Konzept integriert. Dadurch versprechen sich die Unternehmen eine bessere Integration der M2M-Daten mit anderen IT-Gewerken (ERP- und CRM-Systeme).
Aus Sicht der Unternehmen läuft die technologische Entwicklung auf eine möglichst umfassende Digitalisierung hinaus. Eine Integration der M2M-Ressourcen ist relativ einfach, wenn die Daten über ein Firmen-LAN übertragen werden. Erfolgt die M2M-Kommunikation jedoch über weiträumige funkbasierte Netzwerke, dann unterscheiden sich die Anforderungen grundlegend. Wird eine M2M-Lösung auf Basis des Mobilfunknetzes realisiert, müssen zusätzliche Herausforderungen für den Betrieb einkalkuliert werden. Bei solchen Anwendungsszenarios müssen beispielsweise SIM-Karten verteilt, aktiviert und gesteuert werden. Dies ist in der Praxis kein Hexenwerk, aber es erfordert ein Spezialwissen vom Integrator beziehungsweise von der die Lösung betreuenden IT-Mannschaft. Ebenso kommen auf die Unternehmen bei der Integration von M2M-Lösungen eine Reihe komplexer Herausforderungen zu. Soll die Lösung beispielsweise auf einer Service-orientierten Architektur (SOA) oder dem Enterprise-Service-Bus (ESB) realisiert werden? Eine Integration der M2M-Systeme in Unternehmen erfordert daher besondere Kenntnisse und Erfahrungen sowohl in M2M- als auch Enterprise-Umgebungen. Da sich der M2M-Markt noch im Anfangsstadium befindet, bietet der Markt noch kein ausreichendes Angebot an erfahrenen M2M-Systemintegratoren.
Die Integration von M2M-Lösungen in das Unternehmensumfeld wird auch als "Internet der Corporate Things" bezeichnet. Dieser Begriff kennzeichnet den M2M-Markt als Teilmenge des „Internet der Dinge“. Dies umfasst sowohl das Management der physischen Produkte eines Unternehmens als auch der vorhandenen Unternehmensressourcen, einschließlich der Anlagen, Betriebsmittel, Fahrzeuge und Güter. Darüber hinaus müssen die Unternehmen die M2M-Daten in die vorhandenen Mainstream-Anwendungen und Prozesse integrieren.
Vom Internet der Dinge profitieren solche Hersteller, die die Hardware produzieren, solche, die die Embedded-Software entwickeln sowie die, die für Vernetzung/Kommunikation sorgen und alle, die Austausch, Auswertung und Analyse der Daten ermöglichen. Das Internet der Dinge wird somit zig Millionen neuer Objekte und Sensoren brauchen, die alle ständig Daten produzieren. Laut Gartner ist in diesem Bereich bis zum Jahr 2020 mit jährlichen Umsätzen von 300 Milliarden Dollar zu rechnen. Den Löwenanteil von 80 Prozent werden dabei die Services erwirtschaften.
Bei der Planung einer M2M-Lösung ist darauf zu achten, dass eine Erweiterung möglich und die Hardware und Software entsprechend agil ausgelegt ist. Die Schnittstellen sowie die Auswahl der Komponenten sollten darauf hin abgestimmt sein. Sicherlich stellt der Mobilfunk eine der Schlüsseltechnologien für die Machine-to-Machine-Kommunikation dar. Der jeweilige Anwendungsfall bestimmt die Wahl der passenden Kommunikationstechnologie. Weltweit wird der Ausbau von Breitbandnetzen vorangetrieben. LTE soll mittelfristig die 2G- und 3G-Netze ersetzen. Allerdings werden die vorhandenen 2G- oder 3G-Netze nicht so schnell ersetzt werden. Die Steuerungstechnik der Maschinen und Anlagen wird mit Mobilfunkroutern verbunden und die Messwerte, Statusmeldungen werden kontinuierlich an einen zentralen Server übertragen. Der Integrator beziehungsweise der Hersteller sammelt über diesen Weg wichtige Prozessdaten der Maschinen mit dem Zweck qualitätssichernde Maßnahmen einzuleiten und den Produktionsprozess im optimalen Bereich zu halten. Es gilt, kostspielige Schadensfälle zu vermeiden und Stillstandzeiten zu minimieren. Bei einer Störung alarmiert das System automatisch das Servicepersonal. Die Techniker können direkt auf die Steuerung der Maschinen und Anlagen zugreifen und so Störungen, die etwa durch eine falsche Anlageneinstellung oder geänderte Umgebungseinflüsse verursacht wurden, beheben. Die Sicherstellung der Qualität erhöht die Kundenzufriedenheit und Kundenbindung, neue Dienstleistungen für den Betrieb der Anlagen sichern den Produktionsprozess und generieren zusätzliche Umsätze.
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