Internet der Dinge, was es ist und Beispiele für industrielle Anwendungen

Das Internet der Dinge (IoT) ist eine der vielversprechendsten und sich am schnellsten entwickelnden Technologien der letzten Jahre. Seine Anwendung in der Wirtschaft bietet große Möglichkeiten, Prozesse zu optimieren, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern. In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick darauf, was IoT ist, wie es funktioniert und welche Vorteile es hat, anhand von Beispielen für spezifische Implementierungen in verschiedenen Branchen.

Internet der Dinge, was ist das?

Das Internet der Dinge oder Internet der Dinge, was ist die Idee? IoT ist das Konzept der Vernetzung von Objekten, Geräten und physischen Objekten, die mit Elektronik, Software und Internetkonnektivität ausgestattet sind, damit sie sich mit dem Internet verbinden und ohne menschliche Interaktion miteinander kommunizieren können. All dies wird durch den Einsatz von Technologien wie Sensoren, eingebetteten Systemen, Sensornetzwerken, Cloud-Computing-Technologien und mehr ermöglicht. Aus der Perspektive des IoT sind all diese Objekte “Dinge” (Dinge), daher der Name des Konzepts. Der Begriff Internet der Dinge wurde erstmals 1999 von Kevin Ashton verwendet. Seitdem ist das IoT rasant gewachsen und findet ein immer breiteres Anwendungsspektrum in verschiedenen Lebensbereichen, von Industrie, Transport, Energie, Landwirtschaft bis hin zu Medizin oder Smart-Home-Lösungen.

Wie funktioniert das Internet der Dinge?

Das Internet der Dinge basiert darauf, mit Hilfe einer Vielzahl von Sensoren Informationen aus der realen Welt zu erfassen, diese dann zu analysieren und im sogenannten “Internet der Dinge” zu handeln. virtuelle Welt. Die Grundprämisse des IoT besteht darin, physische Objekte mit der Fähigkeit auszustatten, Informationen über ihre Umgebung zu erfassen und aus der Ferne zu kommunizieren. Möglich wird dies durch die Miniaturisierung der elektronischen Bauteile und deren geringe Kosten. Das gesamte System besteht aus drei Grundkomponenten:

• Datenerfassungsgeräte – eine Vielzahl von Sensoren, die physikalische, chemische Parameter usw. aufzeichnen. Dabei kann es sich um handelsübliche Module oder speziell entwickelte Schaltungen handeln.
• Netzwerke, die Daten übertragen – unter Verwendung verschiedener Standards und Protokolle (Wi-Fi, Bluetooth, LTE usw.) werden Daten an Verarbeitungs- und Analysesysteme gesendet.
• Datenanalyse-Infrastruktur und -Software – spezielle Systeme sammeln, verarbeiten und analysieren Sensordaten, um Maßnahmen zu ergreifen, Prozesse zu steuern oder Algorithmen zu optimieren.

Internet der Dinge, Anwendungsbeispiele und IoT-Beispiele in der Industrie

Einer der vielversprechendsten Bereiche für die Anwendung von IoT ist die Industrie, insbesondere der sogenannte “industrielle” Sektor. Industrie 4.0 oder das Konzept der Smart Factory. Moderne Fabriken nutzen zunehmend eine ausgeklügelte Sensorinfrastruktur, um riesige Datenmengen über den Zustand von Maschinen, den Fortschritt von Produktionsprozessen, den Energieverbrauch oder die Parameter der hergestellten Produkte zu sammeln und zu analysieren. Diese Informationen werden verwendet, um die Produktion zu steuern, die Qualität zu überwachen, Ausfälle vorherzusagen, den Prozessablauf automatisch zu optimieren oder den Material- und Energieverbrauch zu senken. Beispiele hierfür sind die kontinuierliche Messung von Vibrationen und Temperaturen kritischer Maschinenknoten, die Analyse dieser Daten durch KI-Algorithmen und die Vorhersage potenzieller Fehler, noch bevor es zu einem größeren Ausfall kommt. Auf diese Weise können Sie Wartungsaktivitäten im Voraus planen.

IoT in HMI- und POS-Systemen

HMI-Systeme (Human Machine Interface) oder Mensch-Maschine-Schnittstellen sind Software, die zur Überwachung und Steuerung von Maschinen und Industrieanlagen eingesetzt wird. Sie benötigen Zugriff auf Prozessdaten von einzelnen Maschinen und Sensoren, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Hier kommt das Internet der Dinge zur Rettung, das mithilfe von Netzwerken von Sensoren, die in Geräte, Maschinen und Produktionslinien eingebettet sind, wichtige Informationen für HMI-Systeme liefert. Der HMI-Bediener hat somit einen vollständigen Überblick über die Betriebsparameter des gesamten Maschinenparks und kann optimale Entscheidungen treffen. Auch im Einzelhandel findet IoT Anwendung. Moderne POS-Kassen und Zahlungsterminals kommunizieren mit Netzwerken von Sensoren, die in Waren (z. B. RFID), Verkaufsautomaten und zentralen Managementsystemen eingebettet sind, um Verkaufs- und Bestandsdaten zu übertragen und zu aktualisieren.

Intelligente Geräte und intelligente Systeme in Unternehmen

Neben der Industrie sind Business-Lösungen, insbesondere die Konzepte Smart Building und Smart Office, der andere große Bereich für Internet-of-Things-Anwendungen. Im Mittelpunkt steht der Einsatz von sensorischer Infrastruktur und Analytik zur Optimierung ausgewählter Parameter von Gebäuden und Büroräumen, um den Komfort und die Produktivität ihrer Nutzer zu gewährleisten. Viele Automatisierungsprozesse werden in intelligenten Gebäuden ausgelöst, von der Heizungs-, Lüftungs- und Klimasteuerung über die Zutrittskontrolle bis hin zum Lichtmanagement. In Büros ist es wichtig, die Luftqualität zu überwachen und die Anwesenheit der Mitarbeiter zu verfolgen, um HLK-Systeme zu steuern. Durch die Entwicklung des IoT werden diese Systeme immer effizienter und verbreiteter.

IoT in der EV- und Automobilindustrie

Transport und Automotive sind ein weiteres äußerst vielversprechendes Feld für die Anwendung des Internets der Dinge. Sensornetzwerke spielen sowohl bei der Entwicklung von elektrischen und autonomen Fahrzeugen als auch bei Flottenmanagementsystemen und der Logistik eine Schlüsselrolle. In der Elektromobilität ermöglichen sie eine kontinuierliche Online-Überwachung des Zustands von Autos, indem sie Telemetriedaten von Schlüsselkomponenten analysieren, um Ladevorgänge zu optimieren und Wartungen und Reparaturen zu planen. Bei autonomen Fahrzeugen hingegen schafft die Sensorinfrastruktur (Kameras, Radar, Ultraschall usw.) Fahrassistenz- und “Vision”-Systeme, die die Umgebung in Echtzeit analysieren. IoT verbessert auch das Management von Transportflotten durch GPS-Ortung, Echtzeitüberwachung des Fahrstils und des Kraftstoffverbrauchs sowie Ferndiagnose des Fahrzeugzustands erheblich.

Anwendung von IoT in der Medizin

Auch in der Medizin und im Gesundheitswesen findet das Internet der Dinge zunehmend Anwendung, insbesondere im Rahmen von Telemedizin und Remote Care. Die Entwicklung von Miniatursensoren und Kommunikationsmodulen ermöglicht es, sie in die Kleidung und das Zubehör von Patienten (z. B. Armbänder, Uhren) zu integrieren und so Körpersensornetzwerke für die kontinuierliche, automatische Überwachung wichtiger Vitalfunktionen zu schaffen, ohne die Bewegung einzuschränken. Auf diese Weise können Sie Ihren Gesundheitszustand kontinuierlich beurteilen und bei alarmierenden Messwerten Ihren Arzt benachrichtigen, der Ihre Behandlung aus der Ferne anpassen oder einen Krankenwagen rufen kann. Ähnliche Sensoren, die in die Geräte und Verbrauchsmaterialien medizinischer Einrichtungen eingebaut sind, analysieren den Betrieb von Geräten, den Verbrauch von Einwegartikeln, Medikamenten usw. und liefern dem Personal wertvolle Informationen und optimieren Prozesse.

IoT im Militär und auf See

IoT ist auch im Militär sowie in der Marine und Handelsmarine weit verbreitet. In den Reihen des Heeres unterstützt die Sensorinfrastruktur die Versorgungslogistik und ermöglicht die satellitengestützte Überwachung der Position und des Zustands von Fahrzeugen, Treibstoff, Munition und anderen Geräten. Auf diese Weise können Sie Ihr Backoffice effektiv verwalten und Ressourcen schnell lokalisieren. Auf See hingegen integriert das IoT Bergbauplattformen, Schiffe, Leuchttürme, Navigationsbojen und Häfen in ein intelligentes Netzwerk für den Informationsaustausch, erhöht die Sicherheit, die Rückverfolgbarkeit der Ladung und optimiert die Prozesse für das Anlegen, die Beschaffung, die Zollabfertigung usw. Intelligente Sensoren überwachen den Zustand der Ozeane, Strömungen, Verschmutzung und den Zustand der Meeresstrukturen.

Smart Home und IoT-Geräte

Im Kontext von Consumer-Anwendungen ist IoT ein Schlüsselelement bei der Entwicklung des Smart-Home-Konzepts. Durch die Ausstattung von Haushaltsgeräten und -geräten (Kühlschränke, Waschmaschinen, Staubsauger usw.) und Installationen (Heizung, Lüftung, Klimaanlage, Beleuchtung) mit Sensoren und Kommunikationsmodulen ist es möglich, ein IoT-Heimnetzwerk zu integrieren und innerhalb eines IoT-Heimnetzwerks zusammenzuarbeiten. Die Geräte überwachen ihre Arbeit und Umgebung und tauschen unter anderem Informationen aus. über den Strom- und Wasserverbrauch, die Notwendigkeit, den Filter zu wechseln oder Waschmittel oder Lebensmittel nachzufüllen. Dies optimiert deren Betrieb und automatisiert die Bestellung von Verbrauchsmaterialien. Darüber hinaus erhalten Sie durch die Integration mit Alarm- und Überwachungssystemen mehr Sicherheit und Kontrolle über Ihr Zuhause.

Vorteile von IoT in verschiedenen Branchen

Die Implementierung von IoT-basierten Systemen bringt eine Reihe von konkreten Geschäftsvorteilen mit sich: reduzierte Betriebskosten, gesteigerte Effizienz und Produktivität, Optimierung von Produktions- und Logistikprozessen, bessere Qualitätskontrolle, Vorhersage von Maschinenausfällen und die Eröffnung völlig neuer Möglichkeiten für Business Analytics und Abrechnungsmodelle auf Basis der tatsächlichen Ressourcenauslastung (z. B. bei Carsharing-Diensten). Darüber hinaus verbessert das IoT die Einhaltung von Vorschriften zu Sicherheits- und Qualitätsstandards, Umweltschutz, Lieferkette usw. Mit anderen Worten: Wo Unternehmen früher Entscheidungen auf der Grundlage historischer Daten und Schätzungen trafen, bietet das IoT ein vollständiges, aktuelles Wissen über wichtige Prozesse und Ressourcen, das es ihnen ermöglicht, den Betrieb präzise zu optimieren und Risiken zu reduzieren.

Herausforderungen bei der Bereitstellung von IoT

Trotz der vielen Vorteile und des Potenzials, einen greifbaren Geschäftswert zu generieren, können Internet-of-Things-Projekte manchmal eine technologische Herausforderung darstellen. Ihre effektive Umsetzung erfordert die Konzeption und Integration vieler Elemente – Sensornetzwerke, Hardware- und Softwareinfrastruktur für die Datenverarbeitung und -analyse (vor Ort oder in der Cloud), Backend-Systeme (ERP, MES usw.) und der Darstellungsschicht (Dashboards, mobile Apps usw.). Es ist auch von entscheidender Bedeutung, die Sicherheit der Übertragung und Speicherung großer Mengen oft sensibler Betriebsdaten zu gewährleisten. Darüber hinaus besteht nach der Implementierung der sensorischen Infrastruktur die Herausforderung, die eingehenden Datenströme effektiv zu analysieren und zu interpretieren, damit sie in einen greifbaren Geschäftswert umgesetzt werden.

Die Zukunft des IoT

In den kommenden Jahren wird sich das Internet der Dinge kontinuierlich weiterentwickeln und seine Rolle in der Weltwirtschaft wird allmählich wachsen. Enorme technologische Fortschritte im Zusammenhang mit der Entwicklung von künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen, 5G-Technologie und dem Konzept der “Industrie 4.0” treiben die Implementierung innovativer IoT-Anwendungen voran. Es ist zu erwarten, dass in naher Zukunft die meisten Konsum- und Industrieprodukte mit Internetverbindungen ausgestattet sein werden, wodurch das sogenannte “Internet der Dinge” entsteht. Das Internet der Dinge. Das hat zur Folge, dass viele Prozesse, sowohl in der Fertigung als auch im Alltag, vollständig automatisiert und für verschiedene Kriterien optimiert werden. Auch wenn es schwierig ist, die endgültigen Auswirkungen dieser technologischen Revolution vorherzusagen, wird das Internet der Dinge mit Sicherheit das Gesicht vieler Branchen und Lebensbereiche verändern.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Technologie des Internets der Dinge noch nie dagewesene Möglichkeiten für Unternehmen eröffnet. Bereits in der Welle der Industrie 4.0 setzen Fertigungs-, Handels- und Dienstleistungsunternehmen ihre Lösungen mit handfestem Nutzen um. Mit Blick auf die nächsten Jahre wird die Bedeutung von IoT für Wirtschaft und Gesellschaft weiter zunehmen. Daher sollten Unternehmen heute das Potenzial dieser Technologie analysieren und strategische Initiativen in diesem Bereich in Betracht ziehen, um wettbewerbsfähig zu bleiben und Chancen zu nutzen.