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Software

IoT – angekommen in der Praxis

am 26.02.2016 um 13:00 Uhr

Das ist die Zukunft: Unternehmen, die als Produktionsbetrieb schlafen gehen, erwachen am nächsten Morgen als Softwarebetrieb. Davon ist James E. Heppelmann, President and Chief Executive Officer des Softwarekonzerns PTC, überzeugt – ebenso wie viele Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft.

everythinkpossible - Fotolia

Das Internet of Things – IoT– hat in der Welt der Endverbraucher bereits einen großen Umfang erreicht. Jetzt erfolgt die rasche Ausdehnung auf den B2B-Bereich.
Bild: everythinkpossible – Fotolia.com

Die Frage, die sich jedes Unternehmen heute stellen muss, lautet, „wann stößt die reine Ausrichtung auf die Produktion an ihre Grenzen – kann damit auch perspektivisch der Fortbestand in einer zunehmend serviceorientierten Umwelt gewährleistet werden?“ meint Heppelmann. Er ist überzeugt, dass proaktive Services künftig eine der Killer-Applikationen sein werden. Real eröffnen sich neue Möglichkeiten etwa dadurch, dass künftig für Unternehmen die klare Trennung zwischen physischer und digitaler Welt nicht mehr existiert.

Die wahreDimension dieser Aussage erschließt sich durch den Blick zurück: Lange Zeit wurden Ideen aus der digitalen Welt in die physische übertragen – niemals umgekehrt. Ganz profan lässt sich das an einem einfachen Beispiel illustrieren: Heute noch müssen Kunden eine Garantiekarte ausfüllen, wenn sie ein neues Produkt kaufen und im Fall der Reklamation dieses dann einschicken wollen.

Heppelmann geht davon aus, dass das demnächst kaum noch Bestand haben dürfte. Inzwischen werden Produkte mit Intelligenz ausgestattet – so etwa mit Sensorik, die es dem Hersteller ermöglicht, den Lebenszyklus zu überwachen und bei Notwendigkeit auf eigene Initiative im Sinne der Kunden zu agieren. Der Endkunde, der Verbraucher des hergestellten Produktes wird damit zum „entscheidenden Sensor“ für dessen Qua­lität im umfassenden Sinne – und damit für den Markterfolg.

Diese Erkenntnis gilt nach Einschätzung von Dr. Andreas Weber, Vice President Business Development/BL-Technical Services beim Chemiekonzern Evonik Industries, für den gesamten Bereich der Industrie 4.0: „Mit all diesen Veränderungen sind, wie immer im Leben, viele neue Chancen und einige neue Risiken verbunden. Eine der größten Chancen ergibt sich daraus, dass sich neue Geschäftsmodelle eröffnen, die sich heute allerdings erst unklar abzeichnen. Sicher ist jedoch, Industrie 4.0 bedeutet Ausrichtung aller Wertschöpfungsnetzwerke hin zum finalen Nutzen der Endverbraucher – nicht mehr und nicht weniger!“

In der Tat eröffnet die Fähigkeit, Informationen zu erfassen und auszuwerte, viele neue Anwendungsfelder: Als Beispiel sei hier ein Projekt in den USA zum Training des ressourcen-schonenden Fahrverhaltens von Zugführern aufgezeigt. In der Umsetzung sieht dies so aus, dass mittels Sensoren unter anderem identifiziert wurde, wann – unter dem Aspekt der Energieeffizienz – der optimale Zeitpunkt für einen Bremsvorgang ist. Diese Informationen konnten dann jeweils unverzüglich – für den direkten Lernerfolg – zur Verfügung gestellt werden.

Ein Beispiel dafür, wie bereits existierende Produkte mit Intelligenz versehen und „smart“ werden können, ist der „Digital Twin“. Diese Ideee beruht im Prinzip darauf, dass sich von einem realen Gegenstand – etwa ein Fahrrad der Marke „Santa Cruz“ – ein digitales Abbild erschaffen lässt.

Dazu ist es notwendig, zunächst die vollständigen Informationen über das Fahrrad unter Einsatz etwa der ThingWorx-Plattform von PTC zu erheben und zu analysieren.

Essenziell für den weiteren Prozess ist dann, dass zwischen beiden eine permanente Verbindung besteht. Das lässt sich über Augmented Reality und entsprechende Sensorik realisieren – denn diese Technologien ermöglichen, kontinuierlich

PTC Customer

James E. Heppelmann, President and Chief Executive Officer von PTC: Der entscheidenede Sensor ist der Endverbraucher.

mit dem (realen) Fahrrad zu interagieren und alle Daten zu erheben, die umgehend zur Weiterentwicklung der digitalen Konstruktion und letztendlich zur ständigen Optimierung des realen Produkts Verwendung finden können. Fazit: IoT eröffnet neue Geschäftsmodelle und ist somit in der Praxis angekommen.

Neue Denkweise für die Schritte in die Zukunft

Auch Prof. Michael E. Porter, Harvard Business School, teilt die Einschätzungen Heppelmanns: Perspektivisch werden sich Produktionsprozesse und Produkte in einer so fundamentalen Weise ändern, wie dies niemals zuvor der Fall war.

Auch hier ist zur besseren Einschätzung dieses Statements ein Rückblick dienlich: In der Vergangenheit bestand eine klare Trennung – Produkte basierten auf Mechanik oder Elektrik, die manuell ausgelegten Fertigungsprozesse waren entkoppelt von den separat gespeicherten Daten.

Mit dem Einzug der IT vor über 30 Jahren begann sich die Wertschöpfungskette schrittweise zu wandeln – im ersten Schritt erfolgte die Automatisierung bis hin zur Vernetzung aller Produktionsschritte und -prozesse mit dem Internet. Im Rahmen der weiteren digitalen Transformation ergibt sich zukünftig eine Vielzahl an Möglichkeiten, nicht zuletzt im Hinblick auf Kollaborationen etwa bei der gemeinsamen Entwicklung von Produkten an (weltweit) verteilten Standorten.

Durch die heute verfügbare Technologie werden nun Entwicklungsschritte auf der nächsthöheren Ebene möglich: in naher Zukunft befindet sich die gesamte Intelligenz ausschließlich als integraler Bestandteil in den Produkten.

Technologiepartnerschaft

ThingWorx und die Bosch IoT Suite 4

PTC und Bosch Software Innovations haben eine Technologiepartnerschaft angekündigt. Die Zusammenarbeit beinhaltet die Integration der PTC IoT-Entwicklungsplattform ThingWorx mit der Bosch IoT Suite. Gemeinsame IoT-Lösungen auf dieser Basis ermöglichen branchenübergreifend die Integration von intelligenten, vernetzten Produkten in Unternehmensprozesse.
Die IoT-Anwendungsentwicklungsplattform ThingWorx erlaubt es, schnell per Drag-and-Drop Geschäftsanwendungen für das IoT zu entwickeln. Ein umfangreiches Sicherheitskonzept schützt diese Anwendungen vor unerlaubten Zugriffen. Der neue Bosch IoT Suite M2M-Konnektor für ThingWorx ermöglicht das technische Zusammenspiel beider Plattformen. Dieser ist ab sofort im ThingWorx Marketplace verfügbar. Mit der Technologiepartnerschaft werden drei Bereiche adressiert, die IoT-Entwickler bislang vor große Herausforderungen stellten: die Verbindung und die Steuerung heterogener Geräte und Anlagen, die Entwicklung von IoT-Anwendungen selbst für komplexe IT-Landschaften sowie die einfache Anpassung dieser IoT-Lösungen auf individuelle Bedürfnisse.
http://de.ptc.com, www.bosch-si.com

Daraus ergeben sich nach Ansicht von Prof. Porter tiefgreifende Änderungen für die Unternehmen, denn künftig steht das Produkt mit seinen gesamten Produkteigenschaften inklusive aller damit verbundenen weiteren Prozesse im Mittelpunkt. Hierdurch wird eine Reorganisation des gesamten Unternehmensumfelds initiiert, was nicht zuletzt auch die Rahmenbedingungen hinsichtlich des Wettbewerbes tangiert.

In diesem Kontext ist, nach Porters Ansicht, eine der weitaus anspruchsvollsten Aufgaben der Unternehmen, diese neue Situation intern strukturell zu bewältigen. Denn die gesamten Abläufe werden sich ändern, nicht zuletzt, weil es künftig möglich sein wird, 24/7 alle Funktionalitäten des Produkts zu messen sowie zu überwachen und dies in einer hohen Granularität.

Des Weiteren kann die Kontrolle von jedem Standort aus erfolgen, ohne physischen Kontakt zum Produkt – was jedoch im Umkehrschluss bedeutet, diese so zu gestalten, dass eine Überwachung problemlos möglich ist. Aufgrund der gegebenen Möglichkeiten ergeben sich neue Gestaltungsoptionen zur (auch nachträglichen) Produktoptimierung oder erweiterten Serviceangeboten – wodurch sich gute Differenzierungsmerkmale für den Wettbewerb ergeben können.

Vieles wird heute in diesem Zusammenhang bereits untersucht, doch die Entwicklung steht hier gerade erst am Anfang. Letztendlich bleibt, laut Porter, die große Herausforderung darin bestehen, die Technologie so ein- und umzusetzen, dass die Erträge daraus auch „geerntet werden können“.

Big Data – Sinn und Zweck der Daten

PTC Digital Twins

„Digital Twin“ und „Augmented Reality“ demonstriert an einem realen Gegenstand – einem Fahrrad der Marke „Santa Cruz“.

Im Kern dreht sich alles um eine Idee: die in Echtzeit gewonnenen Daten optimal zu nutzen. Doch die Informationen, die in eine Big Data-Datenbank einfließen, sind nicht direkt verwendbar – weil dieses hohe Datenvolumen, das aus vielen unterschiedlichen Datenquellen resultiert, völlig unstrukturiert ist und in einer extrem hohen Geschwindigkeit eintrifft. Auf den Punkt gebracht: kein Vergleich mit den bekannten relationalen Datenbanken. Für diese Anforderungen müssen neue Plattformen geschaffen werden, die mit den verschiedensten Diensten und Anwendungen bestückt sind, sodass ein Austausch mit allen angeschlossenen Systemen stattfinden kann. Mit anderen Worten – um die unstrukturierten, im Datawarehouse lediglich abgespeicherten, Daten verwendbar zu machen, bedarf es Übersetzungsmechanismen, die Auskunft über den Zustand des angefragten Produktes geben. Erst dadurch entsteht der Mehrwert, denn dies ermöglicht letztendlich „Predictive Maintenance“, also die Analyse und Auswertung von Mustern sowie dem Erkennen, dass wenn dieses Muster vorkommt, ein Störfall eintritt. Im nächsten Schritt – als „Prescriptive Analytics“ bezeichnet – ist das Ziel, den Eintritt von Ausfällen dadurch zu verhindern, dass präventive Maßnahmen vorgeschlagen werden. Dies lässt sich heute noch nicht fehlerfrei realisieren, aber hier wird die Auswertungsmethodik besser.

In der Diskussion über IoT, die daraus resultierende Komplexität sowie die Interdependenzen auch bezüglich Daten und Informationen darf ein Thema nicht ausgeklammert werden – die Sicherheit. „Unleugbar“, so Heppelmann, „stellen Hacker eine Bedrohung dar, denn es ist unstrittig, dass Unternehmen heute leicht angreifbar sind, weil es durch die Vernetzung eine Menge Einfallstore gibt und viele von diesen lassen sich nicht so einfach schließen. Allein aufgrund der un­terschiedlichen Umgebungen sowie der Tatsache, dass viele Endgeräte nicht genug Prozessoren-Leistung besitzen, um notwendige Sicherheitslösungen umszusetzen.“

Auch wenn die Abwehr illegaler Angriffe immer aufwändig bleiben wird, darf dies seines Erachtens kein Hinderungsgrund für die Einführung neuer Technologien sein. „Es gilt, nur sich darauf einstellen, dass Sicherheit ein fortlaufender Prozess ist. Aber dieser Denkansatz ist ja nicht neu, man kennt ihn bereits aus der Diskussion um die Absicherung von Rechenzentren.“

Zudem ist es heute unabdingbar, bei der Produktentwicklung der Absicherung von vorneherein eine hohe Priorität einzuräumen – wie etwa eine „End-to-End“-Sicherheitslösung als fester Bestandteil in der ThingWorx-Plattform bereits integriert wurde. Des Weiteren werden auch strategische Partnerschaften als weiterer Garant für das Sicherheitsniveau geschlossen – etwa mit der Axeda Corporation, einem Unternehmen von Lösungen, die – in Real-Time – zur sicheren Vernetzung von Maschinen und Sensoren mit der Cloud beitragen.“
Ulla Coester

 Kontakt: PTC, Email: j.fink@ptc.com, www.ptc.com

 
 
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