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Industrielles Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT)

Mitarbeiter: Linda Rosencrance, Sharon Shea und Laura Aberle

Das industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) umfasst den Einsatz intelligenter Sensoren und Aktoren zur Verbesserung von Fertigungs- und Industrieprozessen. Das auch als industrielles Internet oder Industrie 4.0 bekannte IIoT nutzt die Leistungsfähigkeit intelligenter Maschinen und Echtzeitanalysen, um die Daten zu nutzen, die konventionelle Maschinen in industriellen Umgebungen seit Jahren produzieren.

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Die Idee hinter IIoT ist, dass intelligente Maschinen nicht nur bei der Erfassung und Analyse von Daten in Echtzeit besser sind als Menschen, sondern auch bei der Kommunikation wichtiger Informationen, die für schnellere und genauere Geschäftsentscheidungen genutzt werden können.

Angeschlossene Sensoren und Aktoren ermöglichen es Unternehmen, Ineffizienzen und Probleme früher zu erkennen und neben der Unterstützung von Business-Intelligence-Systemen (BI) auch Zeit zu sparen. Speziell in der Fertigung birgt das industrielle Internet der Dinge ein großes Potenzial für die Qualitätskontrolle, nachhaltige und umweltfreundliche Verfahren, die Rückverfolgbarkeit der Lieferkette und die Gesamteffizienz der Lieferkette. In einem industriellen Umfeld ist IIoT der Schlüssel zu Prozessen wie Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung), einem verbesserten Außendienst, Energiemanagement und Asset Tracking.

Wie IIoT funktioniert

IIoT ist ein Netzwerk von intelligenten Geräten, welche zu Systemen verbunden sind, die Daten überwachen, sammeln, austauschen und analysieren. Jedes industrielle IoT-Ökosystem besteht aus:

  • intelligenten Geräten, die Informationen über sich selbst erfassen, kommunizieren und speichern können;
  • einer öffentlichen und/oder privaten Kommunikationsinfrastruktur;
  • Analytik und Anwendungen, die aus Rohdaten Geschäftsinformationen generieren; und
  • Menschen.

Peripheriegeräte und intelligente Anlagen übermitteln Informationen direkt an die Datenkommunikationsinfrastruktur, wo sie in verwertbare Informationen über die Funktionsweise zum Beispiel einer bestimmten Maschine umgewandelt werden. Diese Informationen können dann für Predictive Maintenance sowie für die Optimierung von Geschäftsprozessen verwendet werden.

IIoT-Infrastruktur
Abbildung 1: Eine IIot-Infrastruktur beinhaltet diese Komponenten.

Merkmale des IIoT

Einer der meistgenannten Vorteile, die das industrielle Internet Unternehmen bietet, ist Predictive Maintenance. Dabei nutzen Unternehmen Echtzeitdaten, die von IIoT-Systemen generiert werden, um zum Beispiel Defekte an Maschinen vorherzusagen, bevor sie auftreten, so dass sie Maßnahmen ergreifen können, um diese Probleme zu beheben, bevor ein Teil oder eine Maschine ausfällt.

Ein weiterer Vorteil ist ein verbesserter Außendienst. IIoT-Technologien helfen Außendiensttechnikern dabei, potenzielle Probleme in Kundengeräten zu erkennen, bevor sie zu einem größeren Problem werden, so dass die Techniker die Probleme beheben, bevor sie beim Kunden auftreten.

Die Verfolgung von Anlagen ist ein weiterer IIoT-Vorteil. Lieferanten, Hersteller und Kunden können Asset-Management-Systeme nutzen, um den Standort, den Status und den Zustand von Produkten in der gesamten Lieferkette zu verfolgen. Das System sendet sofortige Warnmeldungen an die Beteiligten, wenn die Waren beschädigt sind oder Gefahr laufen, beschädigt zu werden, und gibt ihnen so die Möglichkeit, sofortige oder präventive Maßnahmen zur Behebung der Situation zu ergreifen.

IIoT schafft außerdem eine höhere Kundenzufriedenheit. Wenn die Produkte mit dem Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) verbunden sind, kann der Hersteller Daten darüber erfassen und analysieren, wie die Kunden ihre Produkte verwenden, so dass Hersteller und Produktdesigner künftige IoT-Geräte maßschneidern und kundenorientiertere Produkt-Roadmaps erstellen können.

IIoT verbessert auch das Facility Management. Da die Fertigungsanlagen anfällig für Verschleiß und bestimmte Bedingungen innerhalb einer Fabrik sind, können Sensoren Vibrationen, Temperatur und andere Faktoren überwachen, die zu nicht optimalen Betriebsbedingungen führen.

IIoT versus IoT

Obwohl das Internet der Dinge und das industrielle Internet der Dinge viele Technologien gemeinsam haben, darunter Cloud-Plattformen, Sensoren, Konnektivität, Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) und Datenanalyse, werden sie für unterschiedliche Zwecke genutzt.

IoT-Anwendungen verbinden Geräte über mehrere Branchen hinweg, darunter Landwirtschaft, Gesundheitswesen, Unternehmen, Verbraucher und Versorgungsunternehmen sowie Behörden und Städte. Zu den IoT-Geräten gehören intelligente Geräte (Smart Devices), Fitnessbänder und andere Anwendungen, die im Allgemeinen keine Notfallsituationen schaffen, wenn etwas schief geht.

IIoT-Anwendungen hingegen verbinden Maschinen und Geräte in Branchen wie der Öl- und Gasindustrie, Versorgungsunternehmen und der verarbeitenden Industrie. Systemausfälle und Ausfallzeiten bei IIoT-Einsätzen können zu riskanten oder sogar lebensbedrohlichen Situationen führen. IIoT-Anwendungen konzentrieren sich stärker auf Effizienzsteigerung und Verbesserung der Gesundheit oder Sicherheit als um den benutzerzentrierten Charakter von IoT-Anwendungen.

IIoT-Anwendungen und Beispiele

In einem realen IIoT-Einsatz mit intelligenter Robotik verwendet das Energie- und Automatisierungsunternehmen ABB angeschlossene Sensoren zur Überwachung des Wartungsbedarfs seiner Roboter, um Reparaturen zu veranlassen, bevor Teile kaputt gehen.

Airbus hat die so genannte Fabrik der Zukunft ins Leben gerufen, eine digitale Fertigungsinitiative zur Rationalisierung der Betriebsabläufe und zur Steigerung der Produktion. Airbus hat Sensoren in Maschinen und Werkzeuge in der Fertigung integriert und seine Mitarbeiter mit tragbaren Technologien ausgestattet, zum Beispiel mit smarten Industriebrillen, um Fehler zu reduzieren und die Sicherheit am Arbeitsplatz zu erhöhen.

IIoT-Anwendungen
Abbildung 2: In diesen Bereichen kommen IIoT-Anwendungen zum Einsatz.

Fanuc setzt Sensoren in seiner Robotik zusammen mit Cloud-basierter Datenanalyse ein, um den bevorstehenden Ausfall von Komponenten in seinen Robotern vorherzusagen. Auf diese Weise kann der Betriebsleiter Wartungsarbeiten zu günstigen Zeiten planen, wodurch Kosten gesenkt und potenzielle Ausfallzeiten vermieden werden.

Magna Steyr, ein österreichischer Automobilhersteller, nutzt die Vorteile von IIoT, um seine Anlagen, einschließlich Werkzeuge und Fahrzeugteile, zu verfolgen und bei Bedarf automatisch mehr Bestand zu bestellen. Das Unternehmen testet auch intelligente Verpackungen, die mit Bluetooth erweitert werden, um Komponenten in seinen Lagern zu verfolgen.

IIoT-Anbieter

Es gibt eine Reihe von Anbietern mit IIoT-Plattformen, darunter

Diese Definition wurde zuletzt im Mai 2020 aktualisiert

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