Industrie 4.0 Das Internet der Dinge im industriellen Einsatz

Gerade im Fertigungsumfeld besitzt das Internet der Dinge ungeheures Potenzial – Stichwort Industrie 4.0. Allerdings gibt es hier nicht die eine Kommunikationstechnik, die alle Anforderungen erfüllen kann.

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Im folgenden Beitrag geht es um wichtige Anwendungen im industriellen Bereich, die drahtlose Kommunikation zur Anbindung existierender Anlagen an das Internet of Things (IoT) nutzen. Die drahtlose Anbindung steht im Mittelpunkt, weil diese Technik in Bezug auf die Installation und den Betrieb die größte Vielseitigkeit bietet.

Allerdings gibt es nicht die eine drahtlose Technik, die sämtlichen Anforderungen im Bereich des Internet der Dinge gerecht werden kann. Dies resultiert in einer Fragmentierung, die unter anderem eine ganze Reihe von Brücken- und Adapterlösungen erforderlich macht.

Internet of Things

Industrie 4.0 und Cyber Physical Systems – ganz oder gar nicht?

Begriffsbestimmung: Was versteht man unter IoT?

Für das kurz als IoT bezeichnete Internet of Things (Internet der Dinge) gibt es beinahe so viele Definitionen wie Marktsegmente, in denen es zum Einsatz kommt. Entscheidend sind in jedem Fall die Beweggründe, die die Equipment-Hersteller dazu veranlassen, ihre Produkte mit einer IoT-Anbindung auszustatten. Hierbei kristallisieren sich die folgenden wichtigsten Intentionen heraus:

• Schaffung einfacherer Verbindungs- und Kommunikationsmöglichkeiten mit mehr Geräten bei beliebigen physischen Restriktionen und in beliebigen Umgebungen.

• Erfassung und Visualisierung von mehr Daten über den Betrieb eines Produkts mit dem Ziel einer feinstufigeren Kontrolle und zur Vermeidung von Ausfällen.

• Export der verfügbaren Daten an einen größeren Nutzerkreis, damit diese jederzeit und überall gesichtet werden können – auf Mobilgeräten ebenso wie per Cloud-Anbindung.

Diese Zielsetzungen decken keineswegs die gesamte Definition des IoT ab, sondern widmen sich der ersten Phase, in der es um die eigentliche Anbindung von Equipment an das Internet geht.

Die Entwicklungsphasen des Internets der Dinge

Zunächst gilt es sicherzustellen, dass alle Geräte, für die eine Internet-Anbindung sinnvoll erscheint, mit dieser Fähigkeit ausgestattet werden.

Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg. Eine Voraussetzung ist, dass die Geräte selbst entweder mit einem TCP/IP-Stack, einem Gateway oder einer Brücke mit Internet-Unterstützung ausgestattet sind. Als nächstes müssen die Geräte mit den Instanzen im Internet – so genannten Cloud-Diensten – kommunizieren, wofür definierte Messaging-Protokolle, Sicherheitsmethoden und Datenformate benötigt werden. Außerdem sollten sie über Scripting- und verhaltensbezogene Sprachen, die ihre Funktion zu jeder Zeit definieren, gesteuert und parametrisiert werden können. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, ist die Bezeichnung ‚IoT-Gerät‘ gerechtfertigt, denn die Geräte können dann per Cloud-Service mit anderen IoT-fähigen Geräten kommunizieren und gemäß den vorgegebenen Regeln autonom bestimmte Funktionen ausführen.

Dieser Definition werden derzeit nur wenige Geräte gerecht, und diese sind meist dem experimentellen Consumer- und Hausgeräte-Segment zuzurechnen. Im industriellen und kommerziellen Bereich geht es dagegen noch darum, zunächst einmal die Internet-Anbindung herzustellen.

Mit einem drahtlos angeschlossenen, abgesetzten Display als Ersatz oder Ergänzung eines geräteeigenen Displays lässt sich das eigentliche Gerät weniger komplex konstruieren. Außerdem erhält man die Möglichkeit, beispielsweise Smartphones, Tablets oder PCs als externe Displays zu nutzen. Wi-Fi und Bluetooth bieten sich hierfür an. Die Implementierung mit handelsüblichen Bauelementen ist in Bild 1 skizziert.

Fertigung

Wie das Internet der Dinge Produktionsabläufe verändert

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