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Industrielles IoT ist nicht nur ein Schlagwort. Inmitten der vierten industriellen Revolution, in der Konnektivität und datengetriebene Innovation im Vordergrund stehen, steht das IIoT im Mittelpunkt. Dabei werden internetfähige Sensoren, Geräte und Maschinen genutzt, um Betriebsabläufe in Industrieunternehmen zu optimieren.
Grand View Research prognostiziert für den Markt für industrielles IoT von 23.2 bis 2023 eine potenzielle jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 2030 %, wobei die prognostizierte Größe $ 1,693.30 Milliarden 2030Diese robuste Prognose erklärt, warum die IIoT-Einführung trotz turbulenter Wirtschaftslage im Jahr 2023 ein Rekordwachstum verzeichnete. Die meisten Industrie-4.0-Transformationen umfassen heute intelligente Fabriken mit vernetzten Anlagen und integrierter Datenanalyse. Dieser Leitfaden informiert Sie über den aktuellen Stand des IIoT, praktische Anwendungen, Vorteile für Unternehmen und vieles mehr. Los geht‘s!
Was ist Industrial IoT oder IIoT
Vereinfacht ausgedrückt: IIoT ermöglicht internetähnliche Konnektivität für Maschinen in Fabrikhallen, Fahrzeuge auf Transporthöfen und Technologien an anderen Industriestandorten, um datenbasierte Effizienzsteigerungen zu ermöglichen. Das Kernprinzip der industriellen IoT-Konnektivität lautet: Was gemessen und überwacht werden kann, kann auch optimiert werden. IIoT integriert Sensoren und Konnektivität und wendet sie direkt auf Industrieanlagen wie Maschinen, Flottenfahrzeuge und Mitarbeiterwerkzeuge an.
Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Maschinen nahtlos kommunizieren und die riesigen Mengen an Maschinendaten in fundierte Geschäftseinblicke über Produktionsqualität, Anlagenzustand, Lieferkettentransparenz und vieles mehr umgewandelt werden können. Im Wesentlichen beseitigt das industrielle IoT blinde Flecken und macht die Daten der physischen Welt für eine intelligentere industrielle Automatisierung zugänglich.
Wie funktioniert das industrielle IoT?
Ein IIoT-Ökosystem basiert auf Sensoren, Konnektivität, Datenverarbeitung und Analytik, die auf drei Ebenen zusammenarbeiten:
Randschicht: Besteht aus mechanischen Geräten, die mit Sensoren für das industrielle IoT ausgestattet sind, sowie Hardware wie IoT-Gateways, die Datenströme von Industrieanlagen aggregieren und verarbeiten, bevor sie über Unternehmensnetzwerke oder öffentliche Clouds übertragen werden.
PlattformschichtZentralisierte Computerinfrastruktur zum Empfangen, Speichern und Analysieren großer Datenmengen von Industriestandorten. Lokale Server oder Cloud-basierte IoT-Plattformen bieten Funktionen zur Verwaltung vernetzter Geräte sowie Tools zur Erstellung individueller Anwendungen. Ermöglicht die sichere Datenintegration auch mit bestehenden Unternehmenssystemen wie ERP-Systemen.
Anwendungsschicht: Bezieht sich auf die anwendungsspezifische IIoT-Software, die erfasste IoT-Daten über Dashboards und Visualisierungen präsentiert. Anlagenbetreiber und Facility Manager nutzen diese Anwendungen, um die Gesamtanlageneffektivität, Lieferkettenbewegungen oder andere Geschäftsprioritäten zu verfolgen.
Innerhalb einer übergreifenden industriellen IoT-Architektur finden Sie gemeinsame unterstützende Kommunikationssysteme wie LPWAN (Low-Powered Wide Area Networks – denken Sie an NB-IoT oder LoRaWAN) oder WiFi, die eine erweiterte drahtlose Abdeckung über große physische Flächen mit schweren Maschinen bieten.
Schlüsseltechnologien in der IIoT-Architektur
Da IIoT-Implementierungen vielfältiger und komplexer werden, entwickelt sich auch der Technologiemix weiter. Hier sind einige Kernelemente eines modernen IIoT-Technologie-Stacks:
- Sensors: Sensoren, die mit industriellen Anlagen wie Motoren, Kompressoren und Produktionslinien verbunden sind, versorgen IoT-Konnektivitätsmodule mit Echtzeitdaten. Dazu gehören Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Vibration, Spannung usw., die regelmäßig und zuverlässig verschiedene Telemetriewerte der Geräte erfassen.
- Konnektivitätsprotokolle: IT-Infrastruktur für nahtlose Kommunikation zwischen Sensoren, Gateways und Plattform-/Anwendungsebenen über Standards wie Wi-Fi, 5G, Bluetooth LE (Low Energy) usw. LPWAN-Technologien decken die Anforderungen einiger Implementierungen hinsichtlich großer Reichweite und geringem Stromverbrauch ab.
- Cloud- und Computerinfrastruktur: Nutzung von IaaS von Azure, AWS oder Hybridmodellen, um gehostete Speicher-, Verarbeitungs- und Analysekapazitäten schnell zu skalieren.
- Analytik und künstliche Intelligenz: Gewinnung von Erkenntnissen durch statistische Modellierung, maschinelles Lernen und KI zur Unterstützung prädiktiver Fehleranalysen, dynamischer Planung, gezielter Kampagnenverwaltung usw.
Zusammen bilden diese zentralen Informationstechnologien das A und O für die vollständige IoT-Aktivierung in intelligenten Fabriken, vernetzten Produkten und automatisierten Lieferketten.
Was kann IIoT? Top-Anwendungsfälle und Anwendungen
In der Fertigung, im Transportwesen, in der Versorgungswirtschaft und anderen Industriezweigen verbessern industrielle IoT-Anwendungen die Sicherheit, steigern die Effizienz und schaffen sogar neue Einnahmequellen. Hier sind einige der wertvollsten Anwendungsfälle:
Wartungsintervalle planen
Durch frühzeitige Warnungen vor Geräteausfällen auf Basis von IoT-Telemetrie können jährlich Millionen von Menschen durch die Vermeidung von Ausfallzeiten gespart werden. Denken Sie an intelligente Pumpen in Raffinerien oder vernetzte CNC-Maschinen in Fertigungsanlagen.
Nachverfolgung von Gütern
Die Kenntnis des Echtzeitstandorts und -status von Investitionsgütern, Flottenfahrzeugen und Fracht führt zu einer höheren Auslastung und Prozessverbesserungen.
Lieferkettenverfolgung
Vernetzte Logistik verbessert die Transparenz von Frachttransporten und die Nutzung von Vermögenswerten und minimiert gleichzeitig Abfall, Diebstahl usw.
Arbeitssicherheit
Wearables für Industriepersonal helfen bei der Durchsetzung von Arbeitssicherheitsrichtlinien, indem sie über integrierte Plattformen Umweltrisiken oder mangelnde Schulung im Umgang mit Geräten überwachen.
Energiemanagement
Versorgungsunternehmen und Anlagen mit hohem Energieverbrauch wie Raffinerien ermöglicht IIoT die Überwachung von Nutzungsmustern, um Abfall zu reduzieren und die Nachhaltigkeit zu verbessern.
Automatisierung & Robotik
Erkenntnisse aus IIoT-Daten helfen bei der Optimierung von Lieferketten, Lagerlogistik und Fertigungsproduktion durch intelligente Maschinen, die mithilfe dieser Intelligenz programmiert werden.
Die meisten industriellen IoT-Lösungen konzentrierten sich auf Effektivitätssteigerungen bei hochwertigen Anlagen, während andere die betriebliche Effizienz in Lieferketten steigerten. Die folgenden Vorteile unterstreichen die rein kommerzielle Logik hinter der schnellen Einführung des IIoT durch führende Unternehmen.
Vorteile der Einführung von Industrial IoT-Monitoring
Während die genauen Statistiken je nach Quelle variieren, scheinen frühe IIoT-Anwender in Branchen wie der Fertigung, Logistik und Versorgungswirtschaft in einigen Schlüsselbereichen zu profitieren:
Verbesserte Betriebszeit: Einige Quellen gehen davon aus, dass bereits eine um 1–2 % höhere Anlagenverfügbarkeit durch prädiktive Warnmeldungen den Betreibern der Schwerindustrie jährlich Millionen einsparen kann, da Ausfälle und Ausfallzeiten reduziert werden. Die Gewinne summieren sich bei allen Investitionen in Schwermaschinen in den Bereichen Bergbau, Öl und Gas, Luftfahrt und Versorgungswirtschaft, die durch IIoT-Programme überwacht werden.
Höhere Effizienz: Durch detaillierte operative Transparenz können vorläufigen Daten zufolge in einigen Fällen Personalkosteneinsparungen im einstelligen Prozentbereich erzielt werden. Produktivitätssteigerungen durch die Automatisierung manueller Berichte dürften ebenfalls zur Effizienz beitragen.
Bessere Flexibilität: Die dynamische Anpassung an Schwankungen mithilfe von IIoT-Daten hilft Unternehmen, mit Unsicherheit besser umzugehen. Die Technologie scheint bei der Bedarfsprognose und Kapazitätsanpassung zu helfen.
Erhöhte Sicherheit: Erste IIoT-Anwendungen für die Arbeitssicherheit, wie etwa die Gaserkennung und die Überwachung allein arbeitender Personen, sind nach Schätzungen von Branchenverbänden vielversprechend bei der Reduzierung der Unfallzahlen am Arbeitsplatz.
Für Industrieunternehmen ist die Verknüpfung bestehender Investitionen in mechanische Anlagen angesichts der verschiedenen Möglichkeiten zur Wertschöpfung aus den resultierenden Datenströmen eindeutig wirtschaftlich sinnvoll.
Industrie 4.0 vs. IIoT vs. IoT – was'Was ist der Unterschied?
Angesichts der explosionsartigen Zunahme vernetzter Lösungen werden verschiedene Technologiebegriffe oft synonym verwendet. Es gibt jedoch einige klare Unterschiede zwischen IoT, IIoT und Industrie 4.0, die hervorgehoben werden sollten:
IoT bezieht sich im Allgemeinen auf viele verbraucherorientierte Bemühungen wie Wearables, intelligente Haushaltsgeräte, vernetzte Fahrzeuge usw., die eingebettete Sensoren und Internetkonnektivität nutzen.
Beim IIoT geht es darum, ähnliche Informationstechnologien gezielt anzupassen, um die Effizienz zu steigern und die Prozesszuverlässigkeit der bereits erwähnten Schwerindustrieanlagen zu optimieren – denken Sie an Bohrgeräte auf Ölfeldern oder Maschinen in der Fabrikhalle.
Industrie 4.0 steht für die fortlaufende digitale Transformation des Fertigungssektors – wird jedoch durch zugrunde liegende IIoT-Bausteine wie Gerätesensoren und Analysen rund um Produktionsliniendaten vorangetrieben.
Also zusammenfassend:
IoT ist der Megatrend-Überbegriff
IIoT konzentriert IoT-Komponenten auf industrielle Anwendungsfälle wie die vorausschauende Wartung
Im Mittelpunkt von Industrie 4.0 steht die Weiterentwicklung des Fertigungssektors durch IIoT-fähige intelligente Fabriken und vernetzte Prozesse.
Herausforderungen bei der Implementierung von IIoT
So vielversprechend IIoT auch klingt, der breiten Einführung stehen immer noch technische und organisatorische Hindernisse im Weg, wie zum Beispiel:
- Für OT-Teams (Operational Technology) ist es schwierig, komplexe Altgeräte mit IoT-Upgrades kompatibel zu halten oder Fehlalarme anhand von Sensormesswerten zu erkennen. Eine enge abteilungsübergreifende Zusammenarbeit ist daher unerlässlich.
- Bedenken hinsichtlich Insiderrisiken, schwacher Authentifizierungsstandards oder unverschlüsselter Datenströme erschweren Cloud-Migrationen, die für die Analytics-Konsolidierung durch die Einbindung der Unternehmens-IT entscheidend sind. Regulatorische Anforderungen erschweren das IIoT-Datenmanagement zusätzlich.
- In bestimmten Branchen, wie beispielsweise der Pharmaindustrie, ist die Definition universeller IIoT-Hardware- und Kommunikationsstandards noch nicht ausreichend. Das Fehlen eines integrierten Frameworks erhöht die Komplexität und die Kosten.
- Unzureichende interne Expertise im Bereich Data Science oder umfassende Technologie-Stacks bremsen den Fortschritt oder erhöhen die Abhängigkeit von Beratungsleistungen. Die Schließung dieser Qualifikationslücken bleibt eine ständige Herausforderung.
Wie MOKO bei der Einführung des industriellen IoT hilft
Viele Unternehmen haben aufgrund technologischer und anderer Hindernisse Schwierigkeiten, von IIoT-Proofs of Concept zur vollständigen Operationalisierung zu gelangen. Hier kommt ein erfahrener Hersteller industrieller IoT-Geräte wie MOKO ins Spiel.
Mit über 200 IoT-Produkten, darunter verschiedene IIoT-Bluetooth-Asset-BeaconsMOKO bietet einen agilen Bereitstellungsansatz, der sich nicht nur auf die Geräteaktivierung, sondern auch auf Ihre Anwendungsfälle konzentriert. Unsere zertifizierten Ingenieure implementieren Sensorinstrumente und Kommunikationshardware, die vollständig auf Ihre Anwendungen zugeschnitten sind, um Produktivitätspotenziale oder Kosteneinsparungen zu ermitteln. Wir gestalten den Weg zur Digitalisierung Ihrer Anlagen und Abläufe reibungsloser.
Erste Schritte mit Industrial IoT-Lösungen
Während die Erträge aus der Einführung des IIoT für sich sprechen, sind in der Anfangsphase, wenn die technologischen Grundlagen in bestehenden Industrieumgebungen gelegt werden, eine sorgfältige Planung und disziplinierte Ausführung von entscheidender Bedeutung.
Hier sind die Best Practice-Schritte, die Sie befolgen sollten:
- Identifizieren Sie Schmerzpunkte: Stellen Sie aktuelle betriebliche Herausforderungen wie wiederkehrende Ausfallzeiten, Lieferengpässe usw. dar, die sich auf das Budget auswirken, um klar darzustellen, welche Verbesserungen durch IIoT-Investitionen erzielt werden sollen.
- Quantifizieren Sie die potenziellen Auswirkungen: Erstellen Sie Prognosen zu möglichen Effizienzsteigerungen oder Kosteneinsparungen durch die Behebung der wichtigsten Schwachstellen anhand der besprochenen IIoT-Anwendungsfälle.
- Klein anfangen, gut skalieren: Beschränken Sie den anfänglichen Umfang auf leistungsstarke Geräte oder Arbeitsabläufe und verzichten Sie auf komplexe Instrumentierung für den gesamten Standort, um reibungslose Pilottests vor der Erweiterung auf Unternehmensebene zu gewährleisten. Erwägen Sie zunächst Cloud-basierte Testläufe.
- Monitor-Technologie Fit: Stellen Sie sicher, dass die Sensorwerte den Gerätezustand oder die Betriebsbedingungen genau wiedergeben. Stellen Sie außerdem sicher, dass Datenflüsse zuverlässig auf Plattformen aggregiert werden, um Analysen und Anwendungen zu unterstützen.
- Fördern Sie die Akzeptanz durch frühe Ergebnisse: Durch die Präsentation schneller operativer Erfolge wird das Vertrauen der Stakeholder gestärkt, sodass nachhaltige Investitionen gesichert werden können, die zur vollständigen Erschließung des langfristigen Potenzials des IIoT erforderlich sind.
Erfahrene Industrial-IoT-Hardwarepartner wie MOKO bewältigen die notwendigen Veränderungen bei der Verbindung älterer physischer Infrastrukturen mit modernen digitalen Plattformen und helfen Betreibern industrieller Lösungen, die Amortisierungszeit zu verkürzen.
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