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INTERNET DER DINGE

Internet of Things — Die Disruption des 21. Jahrhunderts

by Striped Giraffe Team

25 Apr 2019 • 15 min zu lesen

Glaubt man einer Studie von McKinsey (2016) dann wird das Internet of Things (IoT) mit der Vernetzung von Milliarden Geräten einen wahren wirtschaftlichen Boom auslösen.

Die Untersuchung taxiert den wirtschaftlichen Mehrwert durch diesen technologischen Sprung ab 2025 global auf 3,9 bis 11,1 Billionen Dollar jährlich. Das entspräche im optimalen Fall über einem Zehntel der globalen Wirtschaftsleistung, die laut Weltbank in den nächsten acht Jahren fast 100 Billionen Dollar erreichen wird. Doch auch wenn diese Prognose zu hoch gegriffen sein sollte, so lassen die bereits angestoßenen IoT-Projekte erahnen, wie stark sich die gesamte Ökonomie verändern wird. Unternehmen sollten diesen Technologiesprung begreifen und sich jetzt darauf einstellen.

Von intelligenten Schiffe und smarten Containern – Der total vernetzte Hafen

Welchen Nutzen IoT bringen könnte, lässt sich am Beispiel von großen Häfen besonders gut zeigen. Hier geht tagtäglich viel Geld verloren, wenn Schiffe nicht sofort ihren Liegeplatz anlaufen können, wenn sich das Entladen verzögert, oder Container auf dem falschen LKW landen. Rotterdam hat, um Reibungsverluste zu vermeiden, ein umfangreiches Digitalisierungsprojekt seines Hafens initiiert. Der gigantische Umschlagplatz, an dem Jahr für Jahr 140 000 Schiffe abgefertigt werden, wird in Kooperation mit dem US-Konzern IBM von Grund auf vernetzt. Überall werden Sensoren verteilt, die zum Beispiel Gezeiten, Temperaturen oder Wind messen. Die Liegeplätze melden, wenn sie wieder frei sind und jedes Schiff kündigt sich schon Stunden vorher automatisch im Hafen an. Alte Funk- und Radarkommunikation zwischen Kapitänen, Terminalbetreibern und Schleppern wird überflüssig; alles greift ineinander.

Ganz ähnliche Projekte verfolgt auch der Hamburger Hafen in Kooperation mit dem Netzwerkausrüster Nokia. Dort sollen künftig alle Container mit Funkchips versehen werden, so dass der Inhalt und auch die Temperatur ständig kontrolliert werden können. Wird nur einer der vielen tausend Container auf dem Schiff unrechtmäßig geöffnet, oder fällt das Kühlsystem eines Behälters aus, dann schlägt das System Alarm. Der riesige Hafen überwacht und steuert sich also bis in den kleinsten Winkel selbst. Das aktive Eingreifen der Hafenmitarbeiter wird somit zunehmend überflüssig, zumal große Schiffe in einigen Jahren voraussichtlich autonom unterwegs sein werden. Lässt man wirtschafts-ethische Bedenken einmal außen vor, wird die Digitalisierung den Hafenbetreibern helfen ihre Effizienz signifikant zu steigern.

Und nicht nur in der Logistik, sondern auch in vielen anderen Branchen stehen wohl große Veränderungen an. Dementsprechend schätzen die meisten Firmen inzwischen die Bedeutung des Internet of Things ein, wie diese aktuelle Studie zeigt:

Wie bewerten Sie die Relevanz von Internet of Things?

Wie bewerten Sie die Relevanz von Internet of Things?

Schon jetzt bestreitet kaum mehr ein Unternehmen, dass IoT wichtig ist. Über 75 Prozent der Befragten gaben an, dass sie die Bedeutung aktuell für eher hoch bis sehr hoch einschätzten. Für die Zukunft (gefragt wurde nach den nächsten 2 – 3 Jahren) waren es über 95 Prozent.Die allermeisten Firmen haben also den Trend erkannt. Sie müssen nun damit beginnen, sich auf den technologischen Umschwung einstellen.

Predictive Maintenance – Wenn sich Maschinen selbst warten

Die analoge Welt funktioniert mal gut, mal weniger gut. Manchmal reißt ein Dichtungsring, schmort ein Kabel durch, oder verstopft eine Leitung. Bis ein Techniker alarmiert, der Fehler gefunden und das defekte Teil ausgetauscht ist, kann viel Zeit vergehen. Besonders kritisch ist dies für Unternehmen, wenn dadurch gleich mehrere zusammenhängende Prozesse beeinträchtigt werden. Ein intelligentes, über IoT vernetztes, System kümmert sich künftig darum, dass es erst gar nicht zu Ausfällen kommt. Sensoren werden so in Maschinen, Aufzügen oder Förderbändern eingebaut, dass an den wichtigen Stellen ständig Daten etwa über Betriebszustand, Umweltbedingungen oder Verschleiß einzelner Komponenten erhoben werden.

Spezielle Softwarelösungen sind in der Lage diese Daten auszuwerten und anhand von vorher definierten Schwellwerten frühzeitig einen drohenden Ausfall von Komponenten zu erkennen. Somit kann automatisch ein Wartungsvorgang eingeleitet werden, indem beispielsweise ein Techniker beauftragt wird und gleichzeitig bereits die bekannten Informationen übermittelt werden.

Viele Großkonzerne sind bereits dabei, solche Systeme zu implementieren, darunter auch Thyssen Krupp Elevator. Über 100.000 Aufzüge und Fahrtreppen werden über das Microsoft Cloud-System Azure vernetzt. Die Deutsche Bahn arbeitet ebenfalls am Internet of Things. Durch Predictive Maintenance sollen beispielsweise gebrochene Radreifen, wie beim ICE-Unglück von Eschede im Jahr 1998 mit 101 Toten, in Zukunft verhindert werden.

Auch Städte und Kommunen interessieren sich für das Internet der Dinge, um die Versorgung der Bürger zu verbessern und gleichzeitig Effizienz zu steigern. Zulieferbetriebe für Großkonzerne oder Verwaltungen sollten deren IoT-Strategie kennen, um sich darauf einstellen zu können und eventuell eigene Lösungen anzubieten. Außerdem geht es darum, die eigenen Prozesse zu optimieren. Gründe IoT einzuführen gibt es viele, besonders häufig werden allerdings vier Punkte genannt:

Warum setzen Sie IoT im Unternehmen ein?

Warum setzen Sie IoT im Unternehmen ein?

Striped Giraffe berät Sie in der Analyse für Ihr Unternehmen relevanter Use-Cases, identifiziert potenziell Verursacher von relevanten Daten und erarbeitet gemeinsam mit Ihnen die Anforderungen an die Mehrwert -erzeugenden Anwendungen.

Der direkte Draht zum Kunden — IoT im Handel

Das Internet of Things könnte im Handel eine Art Gegenrevolution auslösen. Wanderten in den letzten Jahren die Umsätze zum guten Teil ins Internet ab, so könnte IoT nun helfen, die Customer Experience im klassischen Ladengeschäft wieder attraktiver zu gestalten. Es gibt hierfür bereits zahlreiche Ideen. Eine Möglichkeit besteht darin, Kunden via Smartphone beim Betreten des Geschäfts zu identifizieren und direkt auf Produkte aufmerksam zu machen, für die sie sich zuvor online interessiert haben. Oder die Klientenbekommen persönliche Sonderangebote aufs Handy geschickt. Der Bezahlvorgang könnte durch Chips auf den Verpackungen der Produkte via Near Field Communication (NFC) beim Verlassen des Geschäftes automatisch ausgeführt werden. Auch wenn die Technik bislang noch zu teuer ist, um damit niedrigpreisige Waren massenhaft auszuzeichnen, bei teureren Produkten lassen sich NFC-Chips bereits rentabel einsetzen, auch weil der Handel dadurch weniger Personal benötigen. Die Unternehmensberatung McKinsey glaubt, dass sich durch den Einsatz derartiger Technologien signifikante Effizenz­steigerungen erzielen lassen. Weitere Vorteile bieten sich für Lager- und Bestandsverwaltung sowie ein automatisiertes Ordermanagement. Sich leerende Regale könnten zum Beispiel via IoT einen automatischen Nachbestellvorgang auslösen. Jeder Händler wird sich in den nächsten Jahren überlegen müssen, ob er IoT-Technologien einsetzen sollte, um attraktiv zu bleiben. Wir bei Striped Giraffe verstehen uns als Dienstleister, der solche Entscheidungen unterstützen und Veränderungen mitgestalten kann.

Sprachprobleme und Datengeschwindigkeit — Auch die großen Hürden werden IoT nicht aufhalten

Das große Problem bei Internet of Things ist, dass mangels einheitlicher Standards bestehende Technologien aktuell noch nicht vollständig ineinandergreifen. Smarte Maschinen, vernetze Regale oder automatische Kassensystem-Systeme sind meist noch Insellösungen. Somit ist die Kommunikation zwischen einzelnen Technologien oft noch nicht gegeben, sofern die verschiedenen Systeme nicht gerade zufällig vom gleichen Hersteller stammen. Genau diese Gesamtvernetzung ist aber für wirklich smarte Unternehmen in Zukunft essentiell. Allerdings gibt es ernstzunehmende Initiativen, die gemeinsam Standards vorantreiben, um einen grenzenlosen Datenfluss zu ermöglichen. Eine solche gemeinsame Basis für das Internet der Dinge entsteht derzeit mit dem Eebus-Standard – an dem über 70 Unternehmen und Verbände aus verschiedenen Branchen arbeiten (u.a. IBM, Intel, e.on, Deutsche Telekom, Miele). Eebus soll eine Art Mindest-Vernetzungsstandard schaffen, für die wichtigsten Kommunikationsaufgaben rund um den sicheren Einsatz von Energie, z.B. bei e-Autos. Eebus hat sich inzwischen auch für Unternehmen geöffnet, die nicht mit zum Verbund gehören. Andere Wirtschaftszweige müssen nun ähnliche Lösungen finden, die im Idealfall branchenübergreifend funktionieren.

Die zweite große Hürde für ein groß angelegtes Internet of Things ist ein leistungsfähiges Datennetz. Derzeit arbeiten Telekommunikations­konzerne rund um die Welt am neuen 5G-Netz. Es soll die Datengeschwindigkeit im Mobilfunk bis auf das 100-Fache dessen beschleunigen, was momentan möglich ist. Dazu kommen viel kürzere Reaktionszeiten. Für 5G muss aber erst einmal eine ganz neue Infrastruktur in Form neuer Sendemasten und Vermittlungstechnik aufgebaut werden. Deshalb wird es noch bis mindestens 2020 dauern, bis die neue Netztechnologie startet. Bis sie flächendeckend verfügbar werden, vergehen unterschiedlichen Prognosen zufolge noch fünf bis zehn Jahre. Parallel dazu bauen die Netzbetreiber eine Übergangs­technologie auf, das Narrowband-IoT (NB-IoT). Diese Technik eignet sich zur Vernetzung von weniger „datenhungrigen“ Geräten wie etwa Bewegungssensoren oder Stromzähler. Vorteil des Narrowband-IoT ist dabei ein geringer Energieverbrauch, so dass es womöglich mehr als nur eine Brückentechnologie sein wird. Zudem durchdringt diese Funktechnik die meisten Gebäude problemlos. Das bedeutet: Unternehmen müssen also nicht unbedingt auf 5G warten, um bereits jetzt erfolgreiche IoT Projekte initiieren zu können.

Ohnehin sind wir bei Striped Giraffe der Meinung, dass durch IoT generierte Daten nur dann ihre Reise durchs Internet antreten sollen, wenn sie relevante Werte darstellen; eine Maschine, die über ihre Bauteile hinweg permanent meldet „mir geht es gut“ verstopft nur unnötigerweise die Datenautobahnen.

Umbauen und absichern — IoT ist eine Herkulesaufgabe für Unternehmen

Internet of Things - IoT

Eine effektive Vernetzung einzuführen, ist eine große Herausforderung, da die Infrastruktur im Unternehmen ist dafür meist noch überhaupt nicht ausgelegt ist. Häufig fehlen schon die Quelldaten, wie beispielsweise das Stillstands-Log einer Maschine. In den wenigsten Firmen ist die IT bereits IoT-fit. Viele CIOs sind sehr selbstkritisch und geben in Umfragen unumwunden zu, dass ihre Systeme für eine Umstellung nicht bereit sind.

Dazu kommen ganz neue Herausforderungen in Punkto IT-Sicherheit und Datenschutz. Jedes an das Internet angeschlossene Gerät ist potenziell ein Tor nach draußen, das abgesichert werden muss. Das größte Problem stellen eingebettete Betriebssysteme (Embedded-Systems) dar, die häufig auffällige Sicherheitslücken aufweisen. Die Entwicklung von Embedded-Systems war bislang nicht auf IT-Sicherheit fokussiert. Kaffeemaschinen, Staubsauger, Akkuschrauber, Kabelrollen und Fließbänder mussten sich ja nur selbst steuern, es gab keinen Zugriff von außen. Werden sie nun ohne nötige technische Änderungen vernetzt, bietet Hackern eine einfach zu nutzende Angriffsfläche. Überwachungskameras sind dabei ein besonders beliebtes Ziel für Kriminelle. Unternehmen müssen also parallel zum Aufbau eines IoT ein starkes Bewusstsein für die IT-Sicherheit entwickeln und Abwehrmaßnahmen für den Ernstfall eines Angriffs entwerfen, der im schlimmsten Fall das ganze Unternehmen lahmlegen kann.

Die meisten Unternehmen stemmen ihre IoT-Projekte nicht alleine. 75 Prozent der Befragten einer Studie des Marktforschers CIO gaben an, mit externen Experten zusammenzuarbeiten. Rat suchen sich diese Unternehmen insbesondere bei Entwicklung und Design von IoT-Lösungen, in Sicherheitsfragen, bei der Erstellung des Business Case und bei der Implementierung.

Striped Giraffe ist hier ein versierter Partner entlang der end-to-end Kette im IoT Umfeld. Wir unterstützen unsere Kunden angefangen von der Konzeption und Architektur, bis hin zu Sicherheitsaspekten und der eigentlichen Umsetzung.

Telekom, Microsoft und Viele andere — Der Plattformen-Dschungel

Den rasant wachsenden IoT-Markt versuchen immer mehr Anbieter als Geschäftsfeld zu erschließen. Dabei haben sich zahlreiche Plattformen herausgebildet, hinter denen meist große Konzerne stehen. Sie setzen je nach Kernkompetenz den Schwerpunkt allerdings anders.

Schon als Privatkunde wird man von der Deutschen Telekom mittlerweilemit IoT-Anwendungen regelmäßig beworben.Der Ex-Monopolist ist natürlich in erster Linie Netzanbieter, verfügt aber auch als Cloud-Betreiber über großes Know-How. Ein wichtiger Baustein für IoT-Lösungen der Telekom sind die neuen, eingebetteten SIMs (die sukzessive klassische SIM-Karten im Mobilfunk ersetzen). In der Telekom-Produktpalette finden sich zudem Plattform zum Sammeln, Auswerten und Visualisieren von Maschinen-Sensordaten in Unternehmen. Der Konzern führt derzeit ein NarrowBand-IoT-Netz in Europa ein, um damit schon jetzt Smart-Home-Lösungen anbieten zu können.

Microsoft versucht als Cloud-Betreiber sein Produkt Azure breit mit Partnern zu vernetzten, um IoT-Lösungen in möglichst vielen Branche anbieten zu können. Es gibt einen Katalog mit rund 200 Geräten von ca. 100 Partnern, die für den Einsatz mit der Azure IoT-Suite zertifiziert sind. Schwerpunkte in der IoT-Entwicklung bei Microsoft sind zum Beispiel die Wartung und Instandhaltung von Aufzügen und Rolltreppen, sowie Entwicklungen rund um vernetzte Autos im Hinblick auf die Datenauswertung bei Zulieferern oder Dienstleistern (Versicherungen). Microsofts Dienste lassen sich auch in einer rein deutschen Cloud buchen.

Der Netzwerkausrüster Cisco hat den Plattform-Betreiber Jasper Technologies übernommen. Mit der Cisco Jasper Control Center wird eine SaaS-Lösung für IoT-Projekte angeboten. Jasper lässt sich in nahezu alle mobilen Netze weltweit einbinden und ist damit ebenfalls für Connected-Car-Konzepte nutzbar, aber auch für vernetzte Fabriken oder smarte Energieversorgung. Eigenen Angaben zufolge sind bereits 85 Millionen Geräte und 17.000 Firmen über die Plattform vernetzt (Stand Juni 2018). Säulen des Cisco IoT-Systems sind Network Connectivity, Fog Computing, Data Analytics, Security, Management and Automation und Application Platform.

Amazon bietet als Cloudbetreiber und Handelskonzern mit AWS IoT eine Internet-Plattform, über die verbundene Geräte mit Cloud-Anwendungen und anderen Geräten zusammenarbeiten können. Services sind beispielsweise AWS Lambda (Datenverarbeitungsdienst), Amazon Kinesis (Cloud-Plattform für Data Streaming), Amazon S3 (Cloud-Speicher) oder Amazon Machine Learning. Das Leistungsspektrum umfasst das Sammeln der Daten von verbundenen Geräten, das Verarbeiten und die Analyse dieser Daten, sowie die Aufbereitung für weitere Aktionen. Beim Machine Learning können Anwender durch den Einsatz bestimmter Algorithmen Muster in Daten erkennen, daraus Prognosemodelle entwickeln und gegebenenfalls präventiv Veränderungen einleiten. Amazon hat übers eine Tochter 2lemetry auch Lösungen für den Handel im Portfolio.

Kern der IoT-Strategie von IBM bildet das Supercomputer­programm Watson, das in München seinen weltweiten Hauptsitz hat. In der Landeshauptstadt sollen rund 1.000 Experten von IBM gemeinsam mit Partnern und Kunden zusammenarbeiten. Die zentralen IoT-Anwendungen sind Analytics (u.a. mit Watson Machine Learning und Watson Image and Video Analytics), Connect (Verbindung und Verwaltung von Geräten), Information Management, Risk and Security Management, sowie die Analyse von Wetterdaten. Außerdem bietet die IoT-Zone IBM Bluemix Entwicklern die Möglichkeit, gemeinsam Lösungen zu programmieren, um Daten aus IoT-Quellen zu erfassen und auszuwerten.

Google hat beim Internet der Dinge durch die Übernahme des Smart-Home und Heizungsspezialisten Nest früh seine Ambitionen erkennen lassen.Zu den IoT-Lösungen von Google zählen die Kommunikationsplattform Wave und das auf IoT- Anwendungen zugeschnittene Android-Betriebssystem „Things“, das Prozessoren und Connectivity-Standards unterstützt. Google ist extrem aktiv auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz (KI), die für das Management von großen, komplexen Maschinenparks und Unternehmens­netzwerken in Zukunft immer wichtiger wird. Google bietet u.a. das Datenbanksystem BigQuery für Datenanalyse und die Applikations­plattform Firebase für Unternehmenslösungen.

Die aufgeführten IoT-Anbieter, sind nur eine kleine Auswahl aus der Vielzahl von Unternehmen und Kooperationen, die beim Internet of Things bereits aktiv sind. Es ist davon auszugehen, dass sich in naher Zukunft viele Plattformen zusammenschließen, andere werden sich schlicht nicht durchsetzen, so dass der Markt wohl bald deutlich übersichtlicher wird. Für den (Unternehmens-)Kunden könnte dies dann zum Problem werden, wenn er sich bereits für eine Lösung entschieden hat, deren Anbieter mitsamt Technologie verschwindet.

Wir von Striped Giraffe setzen auf den Marktführer im Bereich IoT Plattformen, ein Java-basiertes Framework, welches Sie heute, aber auch morgen in jede Cloud mitnehmen können. Damit bleiben unsere Kunden flexibel und sind zukunftssicher aufgestellt.

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