Das Internet der Dinge ist die Bezeichnung für das Netzwerk physischer Objekte, die mit Sensoren, Software und anderer Technik ausgestattet sind, um diese mit anderen Geräten und Systemen über das Internet zu vernetzen. In der Industrie 4.0 entsteht so das Industrial Internet. Hier gibt es dazu tagesaktuell alle Neuigkeiten.
Der Halbleiterhersteller Infineon erweitert seinen österreichischen Standort Villach. Mit dem „Pilotraum Industrie 4.0“ soll ein neuartiges Konzept der vernetzten und wissensintensiven Produktion umgesetzt und getestet werden. Außerdem will Infineon hier die Forschung bei neuen Materialien und Technologien intensivieren. Der Konzern plant für die Erweiterung Investitionen und Forschungsaufwendungen in Höhe von insgesamt 290 Millionen Euro und die Schaffung von etwa 200 neuen Arbeitsplätzen vorrangig in Forschung und Entwicklung bis 2017.
Peter Schiefer, verantwortlich für Produktion und Fertigungsstandorte von Infineon, wird dazu in einer Pressemitteilung zitiert: „Die Weiterentwicklung Villachs ist Teil unserer konzernweiten Fertigungsstrategie. Am Standort werden wichtige Entwicklungen vorangetrieben und produktionsreife innovative Technologien an andere Standorte von Infineon transferiert. Komplementär umfasst unsere Strategie den Ausbau unserer Volumenfertigung auf 300-Millimeter-Dünnwafern in Dresden und auf 200-Millimeter-Wafern in Kulim in Malaysia.“
Innovationsfabrik und Volumenfertigung
Sabine Herlitschka, Vorstandsvorsitzende der Infineon Technologies Austria AG, sagt dazu: „Mit dem Erweiterungskonzept stärkt Villach seine wichtige Rolle als Innovationsfabrik und Kompetenzzentrum für Leistungselektronik im Konzern. Durch die Kopplung von Innovationsfabrik in Villach mit Volumenfertigung in Dresden am Beispiel der 300-Millimeter-Dünnwafer-Produktion für Leistungshalbleiter tragen wir zum Erfolg des Unternehmens bei.“
Infineon wird nach eigenen Angaben einen modernen Gebäudeverbund für Forschungs-, Produktions-, und Messtechnikarbeitsplätze errichten. Außerdem werden die Logistik, sonstige Infrastrukturen und die Anlagenparks für die zukünftigen Anforderungen ausgebaut.
In Villach entsteht nach der Hoffnung des Konzerns der Pilotbetrieb einer Fertigung auf Basis eines cyber-physischen Systems mit modernsten Fertigungssteuerungs- und Automatisierungssystemen unter der Voraussetzung höchster Datensicherheit und -integrität. Darüber hinaus verfolgt Infineon auch das Ziel, die Energieeffizienz in der Produktion zu steigern.
Das gesamte Netzwerk der Automobilindustrie – von Herstellern über Fahrer, bis zu Händlern, Werkstätten und Anbietern von Mobile Content – nutzt große Datenmengen (Big Data). Machen wir einen Ausflug in die (sehr) nahe Zukunft – von Yves de Montcheuil, VP Marketing des Softwarehauses Talend
Ob in den Planungs- und Herstellungsprozessen, in Gebrauch oder Wartung, große Datenmengen haben sich in den Lebenszyklus des Automobils eingeschlichen. Viele Hersteller, einschließlich Ford und Volvo, haben umfangreiche analytische Programme eingeführt, um Millionen von Datenpunkten zu nutzen, die von den Sensoren in den aktuellen Fahrzeugmodellen erzeugt werden. Es gibt bei diesen Programmen mehrere Ziele: Nutzungsanalysen, Kraftstoffeffizienz und Kohlenstoffemission, Sicherheit, Fahrzeugleistung und Wartungsmanagement. Die Programme prägen die neue Realität des Autos des 21. Jahrhunderts, wie ein Käufer eines Neuwagens (nennen wir ihn William) in seinem Alltag erleben wird – vielleicht schon morgen …
Wie William ein Auto kauft
William hat gerade beschlossen ein neues Auto zu kaufen. Er beginnt seine Suche im Internet, chattet mit Freunden in sozialen Netzwerken, liest Vergleiche und Bewertungen, die online von der Fachpresse veröffentlich wurden, und klickt auf zielgerichtete Bannerwerbung. Nach kurzer Zeit beginnt sich sein Posteingang mit Nachrichten zu füllen, die ihn dazu einladen, die neusten Modelle verschiedener Hersteller zu testen. Als William bei dem Autohaus einbiegt, das er sich ausgesucht hat, bekommt er eine SMS, in der ihm ein Preisrabatt auf das Modell angeboten wird, das gestern seine Aufmerksamkeit erregt hatte. Er hat kaum einen Fuß aus seinem Auto gesetzt, als ein Verkäufer kommt um ihn zu begrüßen: Er wusste nicht nur, dass William heute vorbei kommt, er weiß auch, an welchem Modell er interessiert ist und hat bereits mehrere Angebote für ihn erstellt.
Yves de Montcheuil Foto: Talend
William braucht nicht sehr lange, um sich zu entscheiden. Nebenbei sollten wir festhalten, dass dieses Modell sowohl basierend auf Anwender-Feedback entworfen wurde, für das die Daten von den Sensoren früherer Generationen von Fahrzeugen gesammelt wurde, als auch auf Feedback von Händlern (Was ist beliebt oder ansprechend und was ist unattraktiv? Was wird benötigt und erwartet?). Sich veränderndes Nutzungsverhalten wurden ebenfalls berücksichtigt und diese Ergebnisse wurden verfeinert, basierend auf der Analyse mehrerer verschiedener Datentypen, einschließlich Leistungsdaten von Grand Prix Rennen und Prüfungen von Fachzeitschriften. William ist besonders an dem Navigationssystem der neuesten Generation interessiert, das nicht nur die Fahrzeit anderer Autofahrer verfolgt, um Staus zu verhindern, sondern auch hilft besonders unfallgefährdete Regionen zu meiden und Benzinverbrauch und damit Kohlenstoffausstoß zu optimieren.
Als das Fahrzeug geliefert wird, programmiert William als erstes seine Fahrer-Einstellungen: Position der Spiegel, Höhe des Sitzes und des Lenkrads, Temperatur und Lieblings-Radiosender. Diese Daten werden sofort in die Cloud übermittelt und können in anderen Fahrzeugen verwendet werden (Ersatz- oder Mietwagen). Er konfiguriert außerdem seine Mailbox (um Nachrichten im Freisprechmodus abzuhören) und seine Lieblingsrouten im Navigationssystem. Das ermöglicht ihm, die günstigste Tankstelle auf seiner Route zu lokalisieren, basierend auf seinem Ziel und dem aktuellen Kraftstoffverbrauch.
Williams erster Ausflug mit dem neuen Wagen ist leider lang und monoton. Kein Wunder, er hat in der Nacht vorher nicht viel geschlafen. Seine Augen beginnen zuzufallen und nach einiger Zeit wird er unaufmerksam und kann den Sicherheitsabstand zu den vorausfahrenden Fahrzeugen nicht mehr einhalten. Ein Alarm ertönt und eine freundliche Stimme empfiehlt ihm eine Pause einzulegen. Sein Fahrverhalten wird in Echtzeit analysiert und mit dem durchschnittlichen Normalverhalten von Autofahrern verglichen. Sich schließende Augen, ein Körper, der im Sitz zusammen sinkt, und schwankende oder schaukelnde Bewegungen des Kopfes sind Warnsignale für Schläfrigkeit. William entschließt sich zu einer Kaffeepause. Hätte er das nicht getan, hätte der Wagen im Falle von unmittelbarer Gefahr auf eine Art Autonavigation umgeschaltet oder einfach am nächsten Parkplatz oder Rastplatz gehalten.
Beim Durchblättern des Wartungshandbuchs seines Autos erfährt William, dass Wartung, die bisher auf der gefahrenen Distanz beruhte, nun personalisiert ist. Sie basiert auf den Informationen, die von zahlreichen Sensoren (Verschleiß der Bremsen, Motordrehzahl, Flüssigkeitsdruck, etc.) gesammelt wurden. Eine detaillierte Analyse dieser Daten (im Vergleich zu denen anderer Fahrer und der Beschreibung von Pannen oder Reparaturen, die von Händlern bearbeitet wurden) bestimmt den besten Zeitpunkt für eine Wartung. Da das Auto vernetzt ist, werden alle diese Daten in die Cloud gesendet, um statistische Modelle zu befüllen und Warnungen an den Fahrer zu schicken, falls eine potentielle Unregelmäßigkeit festgestellt wird. Zusätzlich können Fahrzeuge untereinander kommunizieren. So lassen sich potentielle Probleme im Voraus entdecken (Sicherheitsabstand, Pannenfahrzeug hinter einer Kurve, Stau, etc.).
Daten, die Markentreue fördern
Dies sind einige Beispiele der Zusatznutzen, die William dank Datenanalyse und Big Data genießt. Durch die Beobachtung des Fahrstils und unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs, können Hersteller nützliche Informationen senden, die das Fahrerlebnis verbessern werden. Im Gegenzug erhalten sie privilegierte Beziehungen mit dem Kunden aufrecht, die Markentreue fördern.
Viele andere Leistungen sind im Augenblick in der Entwicklung: Extrem schnelle Reparaturen und Wartung, biometrische Steuerung des Türschlosses, Verfolgung im Diebesfall (und Stilllegung des Fahrzeugs), gezielte und standortbezogene Werbebotschaften via Radio, Wetter- und Naturkatastrophen-Alarm, Anpassung des Versicherungstarifs basierend auf dem Fahrverhalten, Autopilot, individuelle Musikprogramme, Reiseführer, mobile Zahlung, etc..
Jenseits ihres Kerngeschäfts bilden Hersteller heute ein wahres Netzwerk von Dienstleistern, für das Big Data der Kraftstoff der Zukunft ist. Abgesehen vom Ziel ihre Verkäufe und Gewinnmargen zu bewahren, erfinden einige Hersteller ihr Geschäft dank Big Data komplett neu. Jeder einzelne Kunde wird von der erhöhten Sicherheit, der verbesserten Wartung und dem gesteigerten Fahrkomfort profitieren und schließlich ein vollkommen innovatives und bahnbrechendes Nutzererlebnis genießen.
Unter dem Motto „Integrated Industry – Next Steps“ dreht sich ein großer Teil der Hannover Messe um das Thema Industrie 4.0 und die Fabrik der Zukunft. Mit dem Nachsatz „Next Steps“ machen die Messeverantwortlichen deutlich, dass nun Umsetzungsszenarien für den Produktionsalltag gefunden werden sollen. Als erster wichtiger Schritt sollten die „Teilnehmer“ dieser Produktion, seien es nun Menschen, Maschinen oder Prozesse, zuerst mit Identitäten ausgestattet werden, meint Jörn Dierks, Chief Security Strategist EMEA beim Softwarehersteller NetIQ.
Ein schwieriger Balance-Akt
Das Maschinen eine Identität erhalten sollen, klingt im ersten Moment nach Science Fiction oder einer Fortsetzung der Terminator-Filmreihe, ist aber vollkommen ernst gemeint. Das Konzept von Industrie 4.0 überträgt das Prinzip des Internet der Dinge auf die Fabrik und bedeutet vor allem eines: immer mehr „Teilnehmer“ in den IT-Systemen. Diese Teilnehmer, ob Mensch oder Maschine, benötigen Zugang zu bestimmten Systemen, Daten, Verzeichnisse. Das stellt Organisationen vor ein grundlegendes Problem: Sie müssen die Balance finden zwischen „so viel Zugang wie nötig gewähren“, um die Arbeitsfähigkeit sicherzustellen, und „so wenig Zugang wie möglich erlauben“, um das Risiko für Datenverluste zu minimieren.
Identität bietet Kontext: Wer macht was, wo und wann?
Identität ist nach der Meinung von NetIQ das einzige Element, das vollständig unter der Kontrolle der Organisation steht und mit dem sich Zugang und Risiko steuern lassen. Die Identität sei somit nicht mehr einfach nur ein Nutzerkonto, das von der IT verwaltet wird, sondern vielmehr eine umfassende Informationssammlung, die den IT-Systemen Kontext biete. Dies könnten simple Informationen sein, wie die Person oder Maschine, der eine Identität gehört, was diese macht und wo sie sich befindet; beispielsweise „Produktionsstraße A für Türbleche im Standort in Baden-Württemberg“. Dazu kommen Informationen, die Rückschlüsse auf das Verhalten der Identität gewähren; mit wem wird wie kommuniziert, welche Daten werden regelmäßig bearbeitet? Auf Basis dieser Informationen werden dann Rechte gewährt und überwacht, etwa ob eine Identität untypische Verhaltensweisen an den Tag legt und ob möglicherweise ein Hinweis für einen Sicherheitsvorfall vorliegt. Identitätsmanagement ist daher im Bereich Industrie 4.0 nach der Ansicht des NetIQ-Managers die einzige Möglichkeit, eine derart große Teilnehmermenge zu verwalten.
Auch im Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“ fordert dieser „eindeutige und sichere Identitätsnachweise für Produkte, Prozesse und Maschinen“.
Gemeinsam mit Partnern will der amerikanische Softwarekonzern Microsoft auf der Hannover Messe fünf Anwendungsbeispiele rund um das Thema „Industrie 4.0“ aus den Bereichen Produktion sowie Service und Instandhaltung zeigen. Microsoft geht es nach eigenen Angaben dabei darum, das Zusammenwachsen von Produktions- und Unternehmens-IT, die Synchronisierung von Industrieprozessen und Entscheidungen in Echtzeit zu realisieren – und zu demonstrieren. Die von Microsoft in Hannover aufgebaute „Machine Cloud“ am Stand C04 der sogenannten „Bitkom Innovation Area Industrie 4.0“ in Halle 7 soll die Zusammenarbeit von Anlagenbetreibern und -herstellern zeigen – und welche Produktivitätssteigerungen durch eine verantwortungsvolle und nachhaltige Nutzung von großen Datenmengen möglich sind.
Anhand eines praktischen Anwendungsbeispiels aus der Getränkeindustrie wird der Nutzen aus der Integration von Maschine, Produktion und Hersteller für den Kundengezeigt. Microsoft hat sich diese Branche ausgesucht, weil die Produktion in der Getränkeindustrie einem kontinuierlichen Optimierungsprozess in einem sehr dynamischen Umfeld unterliegt. Die „Machine Cloud“ ist nach Ansicht der deutschen Tochtergesellschaft des amerikanischen Konzerns eine Chance, Betreiber und Hersteller zu einem effizienten Betriebsteam zu verknüpfen, das die Prozesssicherheit erhöht und Betriebskosten optimiert: Denn Maschinensteuerungen kommunizierten mit Cloud-Anwendungen, die Anomalien in den technischen Anlagen identifizieren und automatisch Service- und Instandhaltungsprozesse einleiten, bevor es zu Ausfällen kommt.
Am Microsoft-Messestand demonstriert die „Machine Cloud“, wie sich dieses Ziel durch offene, konfigurierbare Systeme und Kommunikationsstandards realisieren lässt. Sie soll die Möglichkeiten einer umfassenden horizontalen Integration von Menschen und Maschinen über Big Data-, Kommunikations- und Collaborationsdiensten aus der Cloud verdeutlichen, die rollenspezifisch auf mobilen und stationären Endgeräten bereitgestellt werden. Selbstlernende Assistenzsysteme reagieren dabei in Echtzeit auf Veränderungen in der Produktion und helfen damit, ungeplante Betriebskosten zu vermeiden.
An allen Messetagen werden zudem geführte Touren über den Bitkom-Stand angeboten.
Es wäre schön gewesen, auf diese Idee wäre die deutsche Industrie zuerst gekommen: Die amerikanischen Konzerne AT & T, Cisco, General Electric, IBM und Intel haben das „Industrial Internet Consortium“ (IIC) gegründet. Dabei soll es sich um eine offene Gruppe handeln, der sich weitere Mitglieder anschließen können. Das Ziel ist der Abbau von Hindernissen auf dem Weg der Vernetzung der physischen und der digitalen Welt – oder, anders formuliert, die Setzung von Standards.
„Neunundneunzig Prozent von allem ist immer noch nicht zu jedem Zeitpunkt mit dem Internet verbunden. Wenn es aber gelingt, immer mehr mehr Dinge mit dem Netz zu verbinden, dann kommt die nächste industrielle Revolution. Cisco schließt sich mit führenden Unternehmen der Branche zusammen, um solche Verbindungen in industriellen Umgebungen sicher und zuverlässig zu machen. So ebnen wir den Weg für das Internet der Dinge“, wird Guido Jouret, der für dieses Thema zuständige Vice President von Cisco, in der entsprechenden Mitteilung zitiert.
Die neu gegründete Gruppe hat nach eigenen Angaben keine Absicht, Einnahmen oder Gewinne zu erzielen. Vielmehr geht es darum, die Führung in der Setzung von Standards für das industrielle Internet zu übernehmen.
Aufgezählt werden insbesondere folgende Ziele:
– Die Verwendung bestehender und die Schaffung neuer Anwendungsfälle in der Industrie und Testumgebungen für reale Anwendungen
– „Delivering Best Practices“: hier geht es darum, den Aufbau von Referenzarchitekturen zu erleichtern
– Einrichtung von offenen Foren, um Ideen und Erfahrungen auszutauschen
– „Vertrauen schaffen“: neue und innovative Ansätze für die Sicherheit
– Und, gewiss der entscheidende Punkt: Beeinflussung der globalen Standards für Internet -und Industrieanlagen
Als Gründungsmitglieder werden AT & T, Cisco, GE , IBM und Intel jeweils ständige Sitze im IIC Lenkungsausschuss übernehmen, gemeinsam mit vier anderen gewählten Mitgliedern. Die Unternehmen sehen sich auf ihren jeweiligen Gebieten selbstbewusst als Marktführer – und streben über gemeinsame Architekturen einfach funktionierende „Plug and play“-Lösungen für das industrielle Internet an. Explizit genannt werden zum Beispiel von einem Vertreter von General Electric die Branchen Luftfahrt-, Transport, Gesundheit und Energie.
Möglicherweise sollte der deutsche GE-Wettbewerber Siemens und auch manches andere deutsche Unternehmen, das im Internet der Dinge Standards setzen will, hier hellhörig werden. Und wo sind die deutschen Industrieverbände?
Mitglieder des in Amerika gebildeten Konsortiums werden die Entwicklung künftig jedenfalls in Arbeitsausschüssen begleiten. Die IIC wird von der Object Management Group (OMG), einem gemeinnützige Fachverband in Boston, verwaltet werden. Weitere Informationen, gibt es auf der Website www.iiconsortium.org
Die Welt des Maschinenbaus und der Produktion ist seit rund einem Jahr von einem Thema dominiert, der „Industrie 4.0“. Dies spürt nach eigenen Angaben auch die Unternehmensgruppe Weidmüller aus Detmold. Denn der Trend gehe vor diesem Hintergrund zur Systemlösung, und das Interesse am Einzelprodukt nehme ab. So drastische Umbrüche zögen immer auch Erneuerungen der Arbeitsprozesse nach sich: Denn durch die technologischen Veränderungen werden häufig ganz andere Fähigkeiten und Qualifikationen auf Seiten der Mitarbeiter notwendig, hat man bei Weidmüller festgestellt. „Mit dem Aufkommen von Industrie 4.0 müssen Mitarbeiter von einem produktzentrierten auf ein systemtechnisches Denken umstellen“, beschreibt Roetger Sander, Leiter des International Training Center der Weidmüller-Akademie, die neuen HR-Herausforderungen.
Im Netz Foto: Carsten Knop
„Es ist heute kaum noch möglich, alle Komponenten eines Systems samt ihrer Software in ihren Einzelheiten vollumfänglich zu verstehen. Das ist aber auch gar nicht nötig – viel wichtiger ist es, anstehende Probleme aus einer systematischen Sicht heraus lösen zu können“, wird Sander in einer Pressemitteilung zitiert. Zur Unterstützung dieses Wandels passe Weidmüller seit geraumer Zeit auch Weiterbildung und Trainings der Mitarbeiter an. „Ging es früher in den Anwendungen der Kunden von Weidmüller in erster Linie darum, Klemme und Kabel effektiv zu kombinieren, geht es heute nicht mehr ohne ein grundsätzliches Verständnis, wie kombinierte Hardware und Software Probleme lösen.“
Darüber hinaus gebe es noch einen zweiten Aspekt, der sich mit den neuen Anforderungen von Industrie 4.0 für viele Mitarbeiter in den deutschen Produktionshallen ändere: „Ebenso wie die Maschinen sich vernetzen, müssen sich heute zusehends auch die Mitarbeiter vernetzen, um gemeinsam komplexe Probleme und Herausforderungen zu lösen. Mit Industrie 4.0 rücken Entwicklung, Engineering, Facharbeiter und auch Marketing näher zusammen – denn anders können Kundenwünsche nach kurzfristigen Variantenänderungen kaum erfüllt werden“, so Sander. Die Vernetzung mache dabei auch nicht vor den eigenen Unternehmen Halt. So hänge die Entscheidung in Deutschland oder in einem günstigeren Land produzieren zu lassen, auch davon ab, wie gut Mitarbeiter in der Lage sind, sich mit zum Beispiel chinesischen Kunden zu vernetzen. Schließlich gehe es bei Industrie 4.0 darum, Bedürfnisse nach einem kundenindividuellen Produkt kosteneffizient zu befriedigen – unabhängig von Ort oder Zeit. „Wer also spezifische Anforderungen aus dem chinesischen Markt auch bei kleinen Stückzahlen schnell in seiner Produktion integrieren kann, eben weil er intuitiv versteht, was sein Kunden wünscht, wird sich langfristig durchsetzen.“
Laut einer Studie der Deutschen Post DHL können Technologien, die ursprünglich in der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden, zukünftig vermehrt Anwendung in der Güterindustrie finden. Das sei eine grundlegend neue Situation. Denn in der Vergangenheit seien neue Technologien zuerst in der Wirtschaft und dann im Privatleben genutzt worden, so das Trendforschungsteam von DHL Customer Solutions & Innovation. Der Trendbericht „Low-Cost Sensor Technology“ zeigt, wie etwa Microsofts Videospielkamera Kinect, die Smartwatch oder die NFC-Technologie (Nahfeldkommunikation) in der Logistik eingesetzt werden können.
„Die Erfolge von Smartphone und Tablet sorgen dafür, dass Arbeitnehmer privat oft auf bessere Technik zurückgreifen können als im beruflichen Umfeld. Sie erwarten allerdings am Arbeitsplatz denselben Standard. Wir glauben daher, dass Unternehmen nachbessern werden müssen und in der Logistik zukünftig insbesondere Sensoren aus Smartphones eingesetzt werden“, wird Markus Kückelhaus, der Leiter Trend Research, in der entsprechenden Mitteilung zitiert.
Guter Kunde von DHL: der Onlinehändler Amazon, hier das Versandzentrum in Leipzig. Foto: Amazon.de
Tablets und Smartphones enthalten eine hohe Anzahl Sensoren, die unsere Umwelt erfassen. Beschleunigung, Lage oder Licht zu messen, ist mit diesen Geräten schon seit einiger Zeit möglich. Deren Technik kann aber auch in der Logistik eingesetzt werden, zum Beispiel, um bei der Sendungsverfolgung von Paketen die Ankunft im Paketzentrum sowie den genauen den Standort zu erfassen und den Status auf einer Onlineplattform entsprechend zu aktualisieren.
Darüber hinaus hat DHL nach eigenen Angaben schon zwei weitere Anwendungsbereiche erfolgreich getestet. Unter dem Einsatz des Sensorsystems, das auch bei Microsofts Kinect eingesetzt wird, wurden zwei Konzepte zur Volumenmessung bei Paletten entwickelt. Die Messung per Tiefensensorik hat sich dabei im Test als 50 Prozent schneller erwiesen als die bisher eingesetzte Technologie. Denkbar sind hiermit außerdem Füllstandsmessungen bei Containern und Lkws sowie die Überwachung und Dokumentation von Gefahrenübergängen und Frachtschäden.
Weitere Einsatzmöglichkeiten von Technologien aus der Unterhaltungselektronik sowie technische Details werden im englischsprachigen Trendreport „Low-Cost Sensor Technology“ vorgestellt, der kostenlos unter www.dhl.com/lowcostsensor abrufbar ist. Die Studie entstand auf Basis des übergeordneten Logistics Trend Radar (www.dhl.com/trendradar). DHL nutzt den Trend Radar, um Zukunftsthemen mit Bedeutung für die Logistik zu identifizieren.
Unsere Kommunikationsnetze sind nicht schnell genug, um die Herausforderungen zu meistern, die die Vernetzung von Menschen und Maschinen rund um die Entstehung des Industriellen Internet mit sich bringt. Darauf weisen in der jüngsten Zeit immer mehr Fachleute hin – jüngstes Beispiel ist ein Papier des VDE. Um Maschinen, Fahrzeuge oder die Elektrizitätsversorgung in Echtzeit zu steuern, sind Kommunikationsnetze notwendig, die Reaktionszeiten im Bereich von einer Millisekunde ermöglichen. Deshalb drängt sich ein neues Technikschlagwort in den Vordergrund, von dem bisher nur wenige Menschen gehört haben: das taktiere Netz. Das Neue daran ist, dass es im Taktiken Echtzeit-Netz nicht mehr allein um die Bandbreite der Datenübertragung geht. Das ist die Diskussion der vergangenen Jahre. Künftig geht es vor allem um Geschwindigkeit und nötig ist ein großer Sprung nach vorn. Denn von Reaktionszeiten von einer Millisekunde sind die Netze heute weit entfernt. Typische Antwortzeiten im Festnetz liegen in Westeuropa bei 10 bis 60 Millisekunden. Die schnellsten Mobilfunknetze im sogenannten LTE-Standard erreichen zwar mit 25 bis 40 Millisekunden Festnetzqualität, aber sie sind doch noch weit von den Anforderungen der Industrie-4.0-Zukunft entfernt.
Von wegen taktiles Netz: In modernen Stadien sind die Mobilfunknetze schon heute völlig überfordert. Foto: Carsten Knop
Und selbst wenn die Entwicklung der Mobilfunknetze der nächsten Generation in die richtige Richtung zu gehen scheint, werden auch diese Signale irgendwann in ein Festnetz eingespeist, dass diese Daten durch Glasfaserleitungen jagen muss. Und hier gibt es eine Signallaufzeit der schon seit vielen Jahren die Forschungsanstrengungen der Netzwerkausrüster gelten, die sich aber als limitierender Faktor erweist. Wie lässt sich dieses Problem lösen?
Der Vorschlag der Fachwelt läuft darauf hinaus, dass Mini-Rechenzentren künftig näher an die Nutzer rücken müssen, um eine schnellere Reaktionszeit zu ermöglichen. Das Ziel ist eine Hierarchie verschiedener Cloud-Plattformen mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeit – was allerdings nicht nur planerische Herausforderungen mit sich bringt.
Auch viele technische Grundlagen von den Chips bis hin zu entsprechend angepassten Betriebssystemen, müssen noch erarbeitet werden. Zudem müssen auf jeder Stufe höchste Anforderungen an die Datensicherheit erfüllt werden.
Sicherheit und Schnelligkeit sind damit die zwei Themen, mit denen Deutschland im Internet der Zukunft die Gewichte zu seinen Gunsten verschieben kann. Hier könnte das Land zu einem Innovationstreiber werden und Standards setzten. Die Frage ist, ob Industrie und Politik schon abschließend begriffen haben, welche historische Chance in diesem Thema steckt.
Eigentlich ist es eine gute Idee: Der Sektor Industry und die Venture-Capital-Einheit von Siemens haben vor einiger Zeit angekündigt, einen neuen Venture-Capital-Fonds mit einem Volumen von 100 Millionen Dollar aufzulegen. Der „Industry of the Future Fund“ – so heißt das Instrument – soll in ganz junge und dynamische Unternehmen investieren. Er ergänzt die bestehenden Venture-Capital-Fonds von Siemens, die in der Regel in mehr etablierte Start-Up-Unternehmen investieren.
Der neue Fonds wird Start-Up-Unternehmen schon in einer frühen Phase unterstützen. Ziel ist Partnerschaften mit Unternehmen zu fördern, die bestehende industrielle Märkte entweder revolutionieren oder durch bahnbrechende Technologien sogar ganz neue Märkte erschließen. Als Teil von Financial Services, wird die Venture-Capital-Einheit von Siemens den Industry of the Future Fund neben den bestehenden Venture-Capital-Aktivitäten von Siemens führen.
Auf der Cebit in Hannover: Start-ups auf dem Code-N-Stand. Foto: Carsten Knop
„Da Digitalisierung und Software im globalen Wettbewerb für Hersteller zunehmend an Bedeutung gewinnen, wird der Industry of the Future Fund die Industrie 4.0-Strategie von Siemens unterstützen. Dazu soll jungen Unternehmen Kapital zur Verfügung gestellt werden, deren innovative Technologien und Visionen Produktionstechniken und Industrieautomatisierung grundlegend verändern könnten,“ wird Siegfried Russwurm, der Vorstandsvorsitzende des Siemens-Sektors Industry, in der entsprechenden Mitteilung zitiert.
Idee und Ziel sind begrüßenswert – aber ist das nicht viel zu wenig Geld? Wie weit kommt die deutsche Industrie mit solchen Fonds, wenn in Amerika zum Beispiel allein durch die Erfolgsgeschichte von Whatsapp innerhalb von fünf Jahren viele Milliarden Dollar Wert geschöpft werden, die dann wieder in neue Projekte investiert werden können? Es ist schade: Deutschland liegt auf dem Gebiet der Wagniskapitalfinanzierung so weit zurück, das selbst so begrüßenswerte Initiativen wie diese von Siemens wie ein Tropfen auf den heißen Stein wirken.
Interessant ist übrigens, in welche Unternehmen Siemens schon investiert hat – und wo sie sitzen. Geld bekamen die Unternehmen Lagoa (Sitz: Montreal, USA), das cloud-basierte, hochleistungsstarke 3D-Visualisierungs-Software anbietet und CounterTack (Sitz: Boston, USA), das Sicherheitssoftware der nächsten Generation entwickelt.
Deutschland muss in der Industrie 4.0 Gas geben, auch mit mehr Geld.
In wenigen Wochen widmet sich die Hannover Messe dem Leitthema „Integrated Industry“ – also komplett vernetzten Produktionsanlagen für individualisierte, hochflexible und sich selbst steuernde Fertigungseinheiten. Der Elektronikspezialist Weidmüller aus Detmold wiederum arbeitet derzeit an verschiedenen Themen rund um die Industrie 4.0. Die Unternehmensgruppe ist ein international aufgestellter deutscher Mittelständler: Weidmüller verfügt über Produktionsstätten, Vertriebsgesellschaften und Vertretungen in mehr als 80 Ländern. Im Geschäftsjahr 2012 erzielte Weidmüller einen Umsatz von 621 Millionen Euro und beschäftigte rund 4400 Mitarbeiter. Das Unternehmen ist davon überzeugt: Jetzt ist es Zeit, beim Thema Industrie 4.0 konkret zu werden.
„Condition Monitoring“ üben heute schon Jugendliche, zum Beispiel mit Fischer Technik. Foto: Knop
Man sehe zwei Trends. Zum einen werde der Platz im Schaltschrank kostbarer, weil immer mehr Elektronikkomponenten in die Schaltschränke integriert werden müssen. Miniaturisierung sei daher ein erster Trend. Ein anderer Trend ist die steigende Nachfrage nach einer Kommunikationsfähigkeit der Produkte, um bisher nicht verfügbare Daten und Informationen transparent zu machen. Das ziele auf das sogenannte „Condition Monitoring“, die Diagnose und besonders auf die intelligente, sich selbst steuernde Produktion.
Denn die Kunden müssten ihren Endabnehmern komplexere und individuelle Lösungen bieten, was nur in einem intelligenten Produktionsumfeld möglich sei. Als Lösungsanbieter kommt es für Weidmüller nach eigener Aussage deshalb darauf an, die Komponenten so weiterzuentwickeln, dass sie kommunikationsfähig werden und in den neuen Automatisierungsstrukturen aktiv zusammenarbeiten können. Seit der letzten Hannover Messe habe das Thema die gesamte Industriewelt wie auch die Politik erfasst und in seinen Bann gezogen – man begreife auf einmal die immense Chance, die sich dahinter verbirgt und es wird auf allen Ebenen daran gearbeitet und geforscht. Industrie 4.0 werde aber vielfach noch als recht abstrakt wahrgenommen. Der konkrete Kundennutzen, der dahinter stecke, müsse nun Schritt für Schritt mit konkreten Inhalten begreifbar gemacht werden. Es biete vielen Unternehmen die Möglichkeit, sich vom reinen Produkt zu lösen und sich in Richtung Lösungsanbieter zu entwickeln und in ihrer Produktion einen großen Mehrwert zu ernten.
„Das Internet der Dinge hat das Potenzial, unser Leben zu verändern; es verspricht große Fortschritte in vielen Bereichen – von der Energieverbrauchsmessung bis hin zur Gesundheitsversorgung“. Das schreibt Sabine Bendiek, Geschäftsführerin der deutschen Tochtergesellschaft des amerikanischen Herstellers von Speicherlösungen EMC, in einer Stellungnahme zur entsprechenden Diskussion auf der Computermesse Cebit in Hannover. Zudem stehe das Internet der Dinge für einen großen, weitgehend unerschlossenen Markt, der den Technologiesektor in Deutschland nachhaltig stärken könnte. „Deshalb begrüßen wir, dass die britische und deutsche Regierung stärker bei der Entwicklung des Internets der Dinge zusammenarbeiten wollen“, schreibt das Präsidiumsmitglied des IT-Branchenverbands Bitkom.
Das Internet ist längst Teil der großen Politik. Foto: Carsten Knop
Das Internet der Dinge bringe allerdings auch neue Herausforderungen mit sich: „Wenn Unternehmen von diesem Konzept profitieren wollen, müssen sie mehr tun, als in intelligente Geräte und Anwendungen zu investieren“, ist Bendiek überzeugt. Bereits heute umfasse das Internet der Dinge schon 20 Milliarden autonom vernetzte Geräte. Zukünftig werde es Daten in einer Größenordnung erzeugen, die das gesamte digitale Universum heute übersteigt. Eine Studie von EMC und der Marktforscher von IDC prognostiziert, dass das Internet der Dinge bis 2020 um 50 Prozent auf 30 Milliarden vernetzte Geräten wachsen wird. Darauf ist aus Sicht von EMS die IT-Infrastuktur in den Unternehmen nicht ansatzweise vorbereitet: „Angesichts dieser enormen Datenmengen sind die angekündigten Investitionen zu begrüßen – aber sie werden nicht ausreichen.“
Viel mehr sei erforderlich: „Wenn das Internet der Dinge die hohen Erwartungen erfüllen soll, werden Unternehmen ihre IT-Infrastruktur neu definieren müssen – nicht nur, um all diese zusätzlichen Daten zu speichern, sondern auch, um die Erkenntnisse aus der Informationsflut des Internets der Dinge gewinnbringend zu nutzen.“
Diese „neue Definition“ aber wird vermutlich einen erheblichen finanziellen Aufwand nach sich ziehen. Für die IT-Branche ist hiermit die entscheidende Frage für die Zukunft verknüpft: Wie schnell werden Vorstandsvorsitzende und Geschäftsführer realisieren, dass ihr Unternehmen vollständig digital werden muss?
Mehr und mehr Partner werden in das Unternehmensnetzwerk eingebunden, wodurch dieses zunehmend „dynamischer“ und damit unübersichtlicher wird. Hinzu kommt: Herkömmliche Sicherheits-Ansätze greifen zu kurz, denn das industrielle Internet bedeutet weitaus mehr als die Vernetzung von Maschinen. Gerade die Prozesse und die Organisation müssen an die neuen Gegebenheiten angepasst werden, damit das Potenzial der Vernetzung ausgeschöpft werden kann. Davon jedenfalls ist das Beratungshaus Capgemini überzeugt.
So werden externe Akteure viel stärker als bisher in Kernprozessen der Entwicklung und Produktion mitwirken und auch Daten aus ausgewählten Abläufen werden Externen zur Auswertung und Optimierung zur Verfügung gestellt werden müssen (zum Beispiel Produktdaten, Maschinendaten, Kapazitätsdaten). Capgemini hat deshalb mehrere Empfehlungen erarbeitet, die Unternehmen aus der Sicht der Berater beachten sollten, wenn sie den Schritt Richtung Industrie 4.0 gehen. Ich stelle sie hier gerne zur Diskussion:
· Die Etablierung von klaren Regeln für die häufig ad-hoc entstehende Zusammenarbeitsmodi mit Lieferanten, Kunden und Konkurrenten ist entscheidend, um Sicherheit und Flexibilität in ein Gleichgewicht zu bringen.
· Übergreifende Zusammenarbeit: IT, Produktentwicklung, Produktion und die Datenschutz- und Informationssicherheitsbeauftragten müssen in Projekten mit sicherheitsrelevanten Daten und Abläufe frühzeitig eingebunden werden, idealerweise in gemeinsamen Workshops.
· Die Kontrolle der intelligenten Systeme und Maschinen durch menschliche Akteure ist ein wichtiges Element des industriellen Internets. In Bezug auf Informationssicherheit ist in diesem Rahmen das Monitoring von Events und Schnittstellen hervorzuheben, welches technisch durch sogenannte SIEM-Produkte (Security information and event management) unterstützt werden kann.
· Regelmäßige Trainings und Anpassungen müssen sicherstellen, dass Mitarbeiter sich über die Gefahren und Regelungen bewusst sind und somit kritische Daten nicht in die Hände von Zulieferern oder gar Konkurrenten kommen.
· Klare Regeln für Beschaffung und Betrieb: In Maschinen integrierte, hochkomplexe elektronische Hardware-Softwaresysteme (Embedded Systems) sind potenzielle Gefährdungsquellen, wenn sie weitreichend vernetzt werden. Veraltete Firmwares, unsichere Architekturen, proprietäre und nicht transparente Betriebssysteme sind in bestehenden Produktionslagen üblich und können ebenfalls ein Risiko darstellen. Systeme und bestehende Anlagen müssen analysiert und ggf. modernisiert werden, bevor sie an das Internet oder weitreichende Firmennetzwerke angeschlossen werden.
· Die lange Lebensdauer von Produktionsmaschinen (zumeist ein Vielfaches klassischer IT-Hardware). Die potenziellen Auswirkungen im Falle von Hacker-Angriffen oder Fehlfunktionen sind in einem übergreifenden Security-Konzept hervorzuheben. Ein gehackter Roboterarm in der Produktion kann – um ein überspitztes Beispiel zu wählen – weit mehr realen Schaden anrichten als es etwa eine kurze Downtime bei einem Online-Bestellformular vermag.
· Eine neue, übergreifende Rolle im Unternehmen: In der Organisation ist ein Security Manager zur funktionsübergreifenden Steuerung und Kontrolle, mit einem direkten Bezug zu den herkömmlichen und zukünftig auch produktionsnahen IT-Systemen, sinnvoll. Eine direkte Berichtslinie an die Unternehmensführung ist dabei vorzusehen, um die besondere Verantwortung und die neue Rolle zur Sicherstellung der Produktion, zu unterstreichen.
Die meisten Industrieunternehmen wollen die Chancen von Big Data nutzen. Damit können sie die immer größer werdenden Datenmengen mittels moderner Methoden analysieren, erfassen und verarbeiten. Schon jetzt wenden 27 Prozent der Firmen in der Industrie Big Data an. Weitere 36 Prozent planen konkret den Einsatz. Weitere 30 Prozent beschäftigen sich zwar mit dem Thema, haben aber noch keine konkreten Planungen. Nur für acht Prozent spielt Big Data bislang keine Rolle. Das geht aus einer aktuellen Befragung der Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PwC unter 213 Entscheidern hervor.
„Big Data ist als Thema bei den Industrieunternehmen angekommen. Allerdings hapert es noch an der praktischen Umsetzung“, sagt Michael Rasch, Experte für Big Data bei PwC. „Mehr als der Hälfte der Entscheider, für die das Thema neu ist, wissen nicht genau, wie sie Big Data anwenden können und was und was damit machbar ist. Oft mangelt es auch an der finanziellen Ausstattung, um die Möglichkeiten von Big Data voll auszuschöpfen.“
Unternehmen suchen Halt im Netz der Daten. Foto: Carsten Knop
Die größten Chancen von Big Data sehen 45 Prozent der Entscheider darin, die Profitabilität zu steigern – gefolgt von einem besseren Marktverständnis (44 Prozent) sowie der Analyse und Optimierung von Organisation und Prozessen (43 Prozent). Darüber hinaus können die Erkenntnis aus Big Data die Strategie von Unternehmen erheblich beeinflussen: „Knapp 40 Prozent der Entscheider, die bereits Big Data anwenden, gehen davon aus, dass ihr Geschäftsmodell durch ein neues ersetzt werden wird. Weitere 30 Prozent rechnen zumindest mit größeren Korrekturen“, so Rasch. Die Hälfte der Firmen, die den Einsatz von Big Data planen, versprechen sich effizientere Entscheidungen.
Als größte Hürde bei der praktischen Umsetzung nennen die Befragten die Sicherheit der Daten. So sehen die Entscheider aus Industrieunternehmen Datensicherheit (50 Prozent), Datenqualität (44 Prozent) und Datenschutz (42 Prozent) als größte Hürden. Außerdem vermissen 40 Prozent der Big-Data-User unternehmensintern das nötige Verständnis für dieses Thema. Angesprochen auf die größten Risiken, die mit Big Data verbunden sind, nennen diejenigen, die derzeit die Einführung planen, die Datensicherheit. Dagegen sehen die Nutzer technische Probleme und auch eine mögliche Fehlinterpretation der Daten als größte Gefahr.
Mit der intensiven Nutzung von Daten verändern sich Prozesse und Organisation in Unternehmen. Eine koordinierende Funktion könnte dabei in Zukunft der Chief Data Officer übernehmen. Er ist ein wichtiges Bindeglied zwischen Fach- und IT-Abteilungen und verantwortet das Sammeln und die Auswertung der Daten. Diese Position gewinnt an Bedeutung: 40 Prozent der Industrieunternehmen ohne Chief Data Officer wollen solch eine Stelle in Zukunft einrichten.
Die Budgets für Big Data unterscheiden sich erheblich. Rund drei Viertel der Unternehmen, die Big Data bereits nutzen, haben zwischen 100 000 und 500 000 Euro für Planung und Einführung ausgegeben. Doch so viel Geld kalkulieren die wenigsten Firmen von vorneherein ein: Zwei Drittel rechnen nur mit Kosten unter 100.000 Euro. Doch oft zeigt sich erst in der Praxis, dass die Investitionen nicht ausreichen: Rund 70 Prozent der Unternehmen der Big-Data-User wollen in den Geschäftsjahren 2014 und 2015 weitere 100 000 bis 500 000 Euro in Big Data investieren. Für viele Firmen ist das ein Problem: Mehr als ein Drittel der Big Data-Planer verfügt nach eigenen Angaben aktuell nicht über ausreichende Ressourcen und Mittel. Bei den Usern ist das bei jedem fünften Unternehmen der Fall.
Ein Gastbeitrag von Yves de Montcheuil, Vice President of Marketing, des Softwarehauses Talend
In immer mehr Großstädten tragen Einwohner einen berührungslosen Fahrausweis für die öffentlichen Verkehrsmittel in ihrem Portemonnaie mit sich herum (Oyster in London, Navigo in Paris, Octopus in Hong Kong). Dieser ermöglicht seinem Besitzer in erster Linie Zutritt durch die Drehkreuze der Metro oder zu einem Bus und belastet sein Konto für die Fahrt. Das ist der primäre Verwendungszweck. Aber tatsächlich ist das nicht der der einzige Nutzen, den die Karte bietet. Die Aufzeichnungen der Verkehrsbetriebe sind in Einzelfällen auch schon vor Gericht verwendet worden, um zu beweisen (oder zu widerlegen), dass sich eine bestimmte Person zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort befunden hat. Anhänger von Verschwörungstheorien werden möglicherweise einwenden, dass die NSA sowieso alle Bewegungen der Besitzer solcher Karten aufzeichnet – aber am Ende ist es nur eine weitere Datenbank, zu der man Zugang erhalten kann und noch mehr Big Data zur Nachverfolgung.
Berührungslose Fahrausweise werden jedoch nicht nur für den Weg zur Arbeit verwendet. Seit einigen Jahren werden sie unter anderem auch in Skigebieten eingesetzt und ersetzen dort die Tickets für den Lift. Wiederum werden sie nur eingesetzt, um Zugang zum Lift zu erhalten, oder? Nein!
Skigebiet in Bad Gastein Foto: Carsten Knop
In einem meiner letzten Skiurlaube habe ich eine andere Verwendung für diese berührungslosen Ski-Lift-Pässe entdeckt: Spaßanalysen. Man kann zur Webseite des Lift-Betreibers navigieren (in meinem Fall Skiline) und sich dort seine „Fun-Statistiken“ ansehen/ herunterladen: Wie lange ist man Ski gefahren, welche Strecke hat man zurückgelegt, welche Lifte benutzt. Nicht mehr lange und man wird in der Lage sein, automatisch zu twittern oder auf Facebook zu posten, wo auf dem Hang man sich gerade befindet. Warum diese Daten nicht mit seinem bevorzugten Fitness- oder Quantified-Self-Programm wie Runkeeper oder Fitbit integrieren? Und vielleicht beim nächsten Mal einen Gutschein bekommen, wenn man gerade mittags in der Nähe eines Restaurants des Skigebietes ist?
Mit Blick auf die öffentlichen Verkehrsmittel glaube ich nicht, dass Oyster oder Navigo in naher Zukunft die Möglichkeit anbieten werden, seine Fahrten herunterzuladen oder zu analysieren, wie lange man aufgrund von Signalfehlern oder Streikmaßnahmen auf dem Weg zur Arbeit im Tunnel steckte – aber die Daten liegen vor und das Potenzial ist real. Vielleicht würden einige Werber es gern wissen, wenn Sie Richtung Le Printemps Haussmann oder Saks Fifth Avenue fahren – und ob Sie mit Ihrer Frau oder mit Ihren Kindern unterwegs sind.
Die berührungslosen Karten in der Tasche sind verbundene Objekte – sie gehören zum Internet der Dinge. Sie waren ursprünglich nicht als Datenproduzenten gedacht – Daten sind ganz einfach ein Nebenprodukt ihres Gebrauchs. Skigebiete haben eine Spaßanwendung für diese Daten gefunden und bieten ihren Kunden damit ein Unterscheidungsmerkmal. Das ist nur die Spitze des Eisbergs, mehr innovative Anwendungen werden sicher folgen.
Der Datenschutz besorgt im Silicon Valley nicht jeden: Mancher schwärmt einfach weiter vom Internet der Dinge. Ein deutsches Softwareunternehmen – die Software AG aus Darmstadt – versucht, den Schwung zu vermitteln. Das ist richtig so. Denn das industrielle Internet ist für die Zukunft der deutschen Volkswirtschaft von entscheidender Bedeutung…
Immer mehr Maschinen organisieren sich in Fabriken zu einem großen Teil selbst. Lieferketten stimmen sich automatisch ab. Rohprodukte liefern Fertigungsinformationen an Maschinen, die sie dann in der Fabrik vollenden. Geräte, Pakete und Waren werden von der Bestellung bis zur Lieferung wie Zahnräder ineinandergreifen: So formuliert es das Fraunhofer Institut. Und nicht nur der Münchener Physiker Harald Lesch schreibt Computern eine entscheidende Rolle zu bei der Steuerung erneuerbarer Energiequellen, der vernetzten Mobilität und der Individualmedizin. Zum Optimismus gebe es keine Alternative, findet er. Da hat Lesch recht: Die weitere Optimierung einer schon jetzt IT-gesteuerten Produktion mit Hilfe von Internetstandards und die Datenanalyse in Echtzeit sind für die deutsche Industrie eine riesige Chance.
Die deutschen Unternehmen haben in der Regel keinen schnellen Internetzugang. Drei Viertel aller Betriebe, die das Internet grundsätzlich nutzen und mehr als zehn Mitarbeiter beschäftigen, kamen im vergangenen Jahr noch ohne eine Verbindung aus, die eine vertraglich festgelegte Datenübertragungsrate von mindestens 30 Megabit in der Sekunde erreicht (Mbit/s).
Das ist auch deshalb schlecht, weil nach Ansicht des IT-Branchenverbands Bitkom eine wichtige Voraussetzung zur Weiterentwicklung der deutschen Volkswirtschaft zur vernetzten „Industrie 4.0“, in der diverse Maschinen und Güter direkt miteinander kommunizieren, ein flächendeckendes und sicheres Superbreitbandnetz mit hoher Verbindungsstabilität und geringen Latenzzeiten ist.
