Was ist das Industrial Internet of Things (IIoT)? Beispiele und Anwendungen

Digitaler Ausblick

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Datum 02.11.2021
Lesezeit 7 Min.

Was ist das Industrial Internet of Things (IIoT)? Beispiele und Anwendungen

Vernetzte Fertigungsroboter, intelligente Logistiksteuerung oder smarte Landwirtschaft: Die Anwendungsfelder für das Industrial Internet of Things (IIoT) werden immer vielfältiger. Während früher vor allem Großunternehmen und öffentlicher Sektor auf die intelligente Vernetzung von Gütern und Gerätschaften setzten, haben IoT-Lösungen längst auch im Mittelstand und bei kleinen Unternehmen Einzug gehalten.

Wir beschreiben, was das Industrial IoT ist, haben für Sie die wichtigsten Trends der vernetzten Gerätewelt zusammengetragen, zeigen Ihnen, wie Sie mit IIoT Geld sparen und welche Branchenlösungen auch für Sie infrage kommen könnten.

 

Definition des Industrial Internet of Things (IIoT)

Als Industrial Internet of Things (IIoT) wird die Vernetzung einer großen Anzahl von in der Industrie eingesetzten Endgeräten über das Internet oder ein firmeneigenes Intranet bezeichnet. Dieses industrielle „Ökosystem“ vernetzt Maschinen, Endgeräte und Prozesse miteinander und hilft bei der Optimierung von Produktionsabläufen. Die hier verwendeten Geräte können in der Regel selbständig miteinander kommunizieren und so Informationen direkt untereinander austauschen. Experten bezeichnen das IIoT daher als eine Schlüsseltechnologie innerhalb der sogenannten Industrie 4.0.

  • Per IIoT verknüpfte Geräte tauschen beispielsweise Telemetrie- oder Sensordaten aus, etwa in der Fertigung oder bei der autonomen Navigation innerhalb von Produktionsumgebungen. So können führer:innenlose Transportfahrzeuge per IIoT selbständig navigieren, automatisiert Transportaufträge abarbeiten und sich dabei mit anderen Fahrzeugen oder der Logistikzentrale abstimmen.
  • Sensoren in den Maschinen liefern die Datenbasis, auf der Endgeräte automatisierte Prozesse „erlernen“ können.

IIoT automatisiert Prozesse und spart dabei Zeit und Ressourcen. Durch die Optimierung von Produktionsabläufen via Vernetzung lässt sich beispielsweise die Energie einer Fotovoltaikanlage auf dem Dach der Fabrikhalle besonders gut ausnutzen oder die Verzahnung von Fertigungsstraßen untereinander in Echtzeit managen.

Eigene 5G-Campusnetze überspannen dabei ganze Standorte und verbinden alle Geräte miteinander. Die Fabrik wird so im Idealfall zu einem robusten, selbststeuernden Organismus. Damit ist IIoT zentraler Baustein der Industrie 4.0. Auch im Kampf gegen das Corona-Virus kommen IoT-Netze zum Einsatz. Aber auch die Landwirtschaft setzt längst auf smarte Technik, die per IoT verbunden ist.

Video: YouTube / Schneider Electric Deutschland/Österreich/Schweiz

 

Was ist der Unterschied zwischen IoT und IIoT? 

Das IIoT ist ein Teilbereich des Internet of Things und beschreibt Lösungen für eine zunehmende „schlaue“ Automatisierung von Betrieben. Das IoT hingeben beschreibt hauptsächlich Endgeräte, die einer direkten Kommunikation mit dem Menschen bedürfen, wie Smartphones, Smart Home oder Smart Cities. Folgenden haben wir detailliert zusammengefasst, wodurch sich IoT und IIoT voneinander unterscheiden:

Ausklappbare Informationsgrafik

Die Unterschiede zwischen IoT und IIoT im Überblick

 

Was sind die Vorteile des Industrial Internet of Things?

Die Anschaffung von IIoT-fähigen Endgeräten ist sicherlich nichts, das spontan und ohne eine längerfristige Planung entschieden wird. Immerhin gilt es, nahezu eine ganze Produktionsstrecke beispielsweise mit neuen Sensoren auszustatten. Doch der Umstieg kann sich lohnen, denn IIoT-Technik:

  • kann zu mehr Effizienz führen,
  • hilft, Kosten zu senken,
  • reduziert die Ausfallzeiten Ihrer Maschinen durch vorausschauende Instandhaltung und daraus resultierende geringere Ausfallzeiten der Maschinen,
  • verbessert die Automatisierung von Produktionsprozessen,
  • kann die Kundenzufriedenheit erhöhen, denn IIoT-Technik erfasst die tatsächliche Produktnutzung durch den Kunden.

 

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Was sind die Herausforderungen des Industrial Internet of Things? 

Der Ausbau der IIoT-Infrastruktur in vielen Unternehmen wird auf kurz oder lang nicht aufzuhalten sein. Bei aller Begeisterung für die neue Technik sehen Experten noch einige ungeklärte Fragen, die sich im Zusammenhang mit IIoT-Technisierung ergeben.

Standardisierung: Ein häufig vorgebrachten Kritikpunkt ist die noch ungeklärte Frage der Standardisierung: Aktuell sind  zahlreiche herstellerspezifische Protokolle Probleme bei der Kommunikation verschiedener IIoT-Geräte untereinander noch eine Herausforderung.

Datenmanagement: Mit der Installation von IIoT-fähigen Endgeräten wird Ihr Unternehmen mit einer sprunghaft steigenden Datenmenge konfrontiert. Die zur Verarbeitung dieser „Datenflut“ nötige IT-Struktur ist in vielen Firmen jedoch noch nicht vorhanden. Sie sollten sich daher vor einem geplanten Ausbau durch Experten beraten lassen.

Datenschutz und Sicherheit: Messwerte von Maschinenparks sind hochsensible Datensätze, die unter keinen Umständen in die Hände Dritter gelangen dürfen. Da IIoT-Infrastrukturen, wie der Name es verrät, mit dem Internet verbunden sind, müssen alle nötigen Voraussetzungen für Datenschutz- und Sicherheit geschaffen werden.

 

Was ist eine Industrial-IoT-Plattform?

Amazon Web Services, Microsoft Azure IoT, Google Cloud IoT, Siemens Mindsphere sowie weitere kleinere Player: Das ist nur eine Auswahl der Industrial Internet of Things (IIoT)-Plattformen. Mit Hilfe dieser Plattformen können Sie in Ihrem Unternehmen bereits vorhandene IIoT-Geräte miteinander vernetzen, beziehungsweise neue Geräte in ein bereits bestehendes „Ökosystem“ integrieren.

Eine IIoT-Plattform stellt quasi das Betriebssystem für IoT-Anwendungen und Prozesse dar. Das große Angebot bietet Ihnen die Möglichkeit, jetzt günstig in die IoT-Welt einzusteigen und dabei von sinkenden Kosten auf einem Markt zu profitieren, der in einem harten Wettbewerb steht.

IIoT-Plattformen geben Ihnen die Möglichkeit, Ihre Maschinen und Prozesse zentral zu steuern und zu kontrollieren. Darüber hinaus verschaffen Sie sich mit Hilfe einer solchen Plattform einen schnellen Überblick über die Möglichkeiten Ihrer Produktionsanlage. Dies kann wichtig werden, wenn etwa schnell neue Produktionsbedingungen geschaffen werden müssen. Oft ist in diesem Zusammenhang auch von Digital-Twin-Verfahren die Rede.

 

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  • Globale SIM-Karte

 

IIoT-Plattformen können folgende Funktionen bieten:

Device Management: Gerätebereitstellung, Erfassung und Automatisierung

Datenintegration: Zusammenführung von unterschiedlichen IIoT-Datentypen und Formaten wie Sensordaten

Messaging Broker: Befehle werden an verschiedene Geräte, Systeme und Prozesse angepasst und für diese „übersetzt”.

Datenanalyse: Interaktive, skalierbare Datenanalyse in Echtzeit für aussagekräftige Visualisierungen und Berichte

Dadurch, dass Sie selbst entscheiden, welches Level an Cloud-Anbindung Sie für Ihre Plattform wählen, bleiben Sie bei den eigenen Angeboten weiterhin flexibel:

  • Das „Infrastructure as a Service“-Modell (IaaS) zielt in erster Linie darauf ab, mögliche Kosten für den Betrieb von Datenzentren zu minimieren. Dabei mieten Sie je nach Bedarf einen oder mehrere Server und können diese flexibel für eigene Anwendungen nutzen. Einer der Vorreiter dieser Technologie ist Amazon mit den Amazon Web Services.
  • Beim „Platform as a Service“-Modell (PaaS) stellt der Cloud-Anbieter in erster Linie eine Plattform bereit, auf der anschließend Anwendungen erzeugt werden. Sie müssen sich dabei nicht um Themen wie Betriebssystem, Software-Schnittstellen und Laufzeitumgebung kümmern, wie es beispielsweise bei IaaS der Fall ist.
  • Im „Software as a Service“-Modell (SaaS) nutzen Sie Software-Pakete als Dienstleistung und stellen so sicher, dass sie stets auf dem neuesten Stand sind. Außerdem bieten diese Pakete Kollaborationsmechanismen, die ohne Cloud kaum denkbar wären. Ein Beispiel für ein SaaS-Produkt ist Microsoft 365 von Vodafone.

Inzwischen können Sie sogar Ihr komplettes Firmennetzwerk auslagern: Möglich machen dies sogenannte SD-WANs (Software-definierte Wide-Area-Netzwerke), bei denen die einzelnen Standorte ganz einfach als gemeinsames Netzwerk definiert und vom übrigen Internet abgeschirmt werden. So lassen sich jederzeit weitere Standorte hinzufügen, ohne dass hierfür herkömmliche Technologien wie VPNs (virtuelle private Netzwerke) und teure Standleitungen zum Einsatz kommen müssen.

 

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Was sind Beispiele und Anwendungsfelder von Industrial Internet of Things (IIoT)?

Es gibt viele Produktionsabschnitte, in denen Ihr Unternehmen IIoT-Technik einsetzen kann. Besonders häufig finden IIoT-Endgeräte in folgenden Bereichen Verwendung:

Predictive Maintenance: IIoT-Maschinen sind mit intelligenten Sensoren ausgestattet. Diese überwachen den Zustand der Ausrüstung und messen Temperatur, Druck, Schwingungsfrequenz und andere Parameter in Echtzeit. Eventuelle Störungen können dadurch bereits identifiziert werden, bevor sie ein akutes Problem darstellen.

Predictive Quality: Bei Qualitätsanalysen werden Informationen aus smarten Sensoren gewonnen, die rund um die Uhr Daten aufzeichnen. Durch die Untersuchung lückenloser Datenaufzeichnungen kann die Qualität Ihrer Produktion optimiert werden.

Produktion und Logistik: Das IIoT kann Ihrem Unternehmen mehr Übersicht über die einzelnen Vorgänge innerhalb Ihrer Lieferketten schaffen. Standort, Zustand und Lagerbestände jedes Produkts können in Echtzeit mit smarten Sensoren überwacht werden. IIoT-Systeme helfen Ihnen bei der Nachverfolgung Ihrer Bestände mithilfe von RFID-Überwachung. Die Chips sind mit Daten in der Cloud wie Seriennummer, Modell, Kosten und Einsatzbereich verknüpft.

Roboter: Wenn Sie die Fertigungsroboter in Ihrem Unternehmen mit IIoT-Technik ausstatten, erschließen sich in Kombination mit Big-Data- oder Augmented-Reality-Lösungen neue Produktionsmöglichkeiten.

Energiemanagement: IIoT-Sensoren messen an allen Schlüsselpositionen Ihres Unternehmen rund um die Uhr den Energieverbrauch jeder einzelnen Produktionseinheit. Dadurch haben Sie eine detaillierten Einblick und erkennen schnell, wo in Ihren Produktionsabläufen zu viel Energie verbraucht wird. Hier lassen sich unter Umständen Kosten reduzieren.

Oben haben wir zusammengefasst, welche Funktionen IIoT-Endgeräte in der Industrie ergänzen oder sogar verbessern können. Welche Branchen diese innovative Technik bereits erfolgreich nutzen, erklären wir im folgenden Abschnitt.

 

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Narrowband-IoT und LTE-M: Konnektivität im IoT-Umfeld

Narrowband-IoT und LTE-M: Konnektivität im IoT-Umfeld

Ganz gleich, wo Sie sich aufhalten: Mit Narrowband-IoT und LTE-M gelingt Maschinenkommunikation auch unter schwierigen Bedingungen. Und das bei besonders geringem Stromverbrauch und somit langen Akkulaufzeiten.

  • Narrowband-IoT sorgt für beste M2M-Netzabdeckung
  • Über LTE-M lassen sich auch Sprachdaten übertragen
  • Auch in Kellern oder entlegenen Gebieten einsetzbar

 

Beliebte Anwendungsbereiche für Industrial Internet of Things

Automobilindustrie: IIoT-Technik kommt in der Automobilfertigung an zahlreichen Punkten zum Einsatz. Die meisten Konzerne unterhalten Fabrikationen überall auf der Welt. Dank intelligenter IIoT-Technik ist es möglich, dass alle Produktionsstandorte mit denselben Daten versorgt und auch spontane Änderungen der Produktion ohne großen Aufwand in allen Fertigungshallen gleichzeitig umgesetzt werden können. Software, Maschinen und Kontrollinstrumente der Mitarbeiter sind hier dank IIoT-Technik direkt miteinander verbunden. Dadurch wird eine lückenlose Überwachung der Produktionskette möglich – potenzielle Ausfälle von Maschinen oder ganzen Fertigungsabschnitten können dadurch verhindert werden.

Arbeitsschutz: In einigen Metall produzierenden Betrieben werden sogenannte Wearables eingesetzt, um den Gesundheitszustand der Mitarbeiter:innen zu überwachen. Smarte Armbänder und Helme tracken beispielsweise Puls und Körpertemperatur. Die Überwachung ermöglicht es der Firmenleitung, die Pausenzeiten der Mitarbeiter:innen analog zur Arbeitsbelastung zu planen. Außerdem überwachen die smarten Sensoren Umwelteinflüsse wie Temperatur oder eine eventuelle Belastung der Atemluft mit giftigen Gasen.

Öl- und Gasförderung: IIoT-Sensorik an Leitungen und Tanks kann ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten und beispielsweise ein für das menschliche Auge kaum sichtbares Gasleck sofort erkennen. Generell können „schlaue“ Sensoren die Konnektivität und Sicherheit in der Gas- und Öl-Lieferkette verbessern. Unter anderem sorgen thermische Detektoren dafür, dass schwerwiegende Unfälle durch entzündete Gase schon im Ansatz verhindert werden.

Smarte Landwirtschaft: In der Landwirtschaft melden IIoT-Sensoren, ob die aktuelle Beschaffenheit eines Bodens eventuell ungünstige Auswirkungen auf den Ertrag haben kann. Für die Landwirtschaft bedrohliche Wetterlagen wie etwa Hagelschlag können mit Hilfe einer smarten Wetterüberwachung rechtzeitig vorhergesagt werden. Landwirt:innen haben somit die Möglichkeit, rechtzeitig Maßnahmen zum Schutz von Pflanzen einzuleiten.

 

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Fazit zum Industrial Internet of Things

Wir fassen zusammen: Fast jeder Produktionsbereich in Ihrem Unternehmen kann durch moderne IIoT-Technik verbessert werden. Durch vorausschauende Instandhaltung können Sie Störungen in der Herstellungskette schon erkennen und beseitigen, bevor diese zu einem echten Problem heranwachsen. Darüber hinaus bedeutet die konstante Überwachung Ihrer Anlagen ein Zugewinn an Sicherheit und kann den Energieverbrauch, die Ausfallzeiten und somit Kosten senken.

 

Sie möchten IIoT auch für Ihr Unternehmen nutzen oder tun dies bereits? Schreiben Sie uns oder hinterlassen Sie einen Kommentar.

 


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