In der Industrie 4.0 Ära ist das Industrial Internet of Things (IIoT) ein wesentlicher Bestandteil für die Optimierung von Produktionsprozessen und Qualitätskontrolle. In diesem Blogbeitrag werden die Grundlagen des IIoT erläutert und wie es sich mit Industrie 4.0 verbindet, um die Effizienz und Leistung in der industriellen Fertigung zu verbessern.
Was sind IIoT, IoT und Industrie 4.0?
Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist eine spezielle Art des Internet of Things (IoT), das sich auf die industrielle Anwendung von vernetzten Geräten und Systemen konzentriert. Im Unterschied zum IoT, welches sich auf den privaten Gebrauch von vernetzten Geräten bezieht, geht es beim IIoT um die Optimierung von Produktionsprozessen in der Industrie. Dabei werden unterschiedliche Geräte, Sensoren und Maschinen miteinander vernetzt, um Daten in Echtzeit zu sammeln und auszuwerten.
Die gesammelten Daten können genutzt werden, um Prozesse zu optimieren und Entscheidungen zu treffen. Unternehmen können durch den Einsatz von IIoT-Lösungen ihre Produktivität steigern, Kosten senken und die Qualität ihrer Produkte verbessern. Mit dem IIoT wird eine unternehmensübergreifende Sicht auf die Prozesse ermöglicht, was eine bessere Zusammenarbeit mit Lieferanten und Kunden ermöglicht. Allerdings ist es wichtig, dass Unternehmen bei der Implementierung von IIoT-Lösungen auch die Sicherheitsaspekte berücksichtigen, da durch die Vernetzung auch neue Risiken entstehen können.
Wie funktioniert das Industrial Internet of Things?
Verallgemeinernd gesprochen, geht es darum, digitale Abbilder physischer Objekte wie z. B. Anlagen, Werkzeugen, Werkstücken etc. in Form eines digitalen Zwillings in einer IIoT-Cloud, einem IIoT-Hub oder einem IIoT-Portal zu sammeln und zu speichern.
Diese werden im Rahmen des Herstellungs- und Weiterverarbeitungsprozesses immer weiter mit Daten angereichert, die Sensoren und Maschinen liefern. So erhalten Hersteller neben den bekannten Sollwerten auch aktuelle Istwerte. Dies hilft dabei, die Qualität direkt innerhalb des Fertigungsprozesses beurteilen. Neben dieser sogenannten Inline-Qualitätskontrolle gibt es noch viele weitere Anwendungsmöglichkeiten.
- Einen digitalen Kundendienst ermöglichen
- Gewährleistungsfragen datenbasiert lösen
- Produktentwicklung- und -optimierung
- Optimierung von Produktionsprozessen
- Detektion von Qualitätsschwankungen im Rohmaterial (z. B. Lunker oder unterschiedliche Härtegrade)
Was bedeutet IIoT und welcher Nutzen steckt hinter dieser Technologie?
Alle Beteiligten einer Wertschöpfungskette bzw. eines Wertschöpfungsnetzwerks können von IIoT profitieren. Prinzipiell geht es dabei um mehr Nachhaltigkeit dank der Einsparung von Ressourcen. Diese schlägt sich auch in geringeren Kosten nieder. Auch dem Fachkräftemangel wirken Unternehmen durch gezielteren Personaleinsatz entgegen.
Letztlich steigern Unternehmen ihre Produktivität und Effizienz dank IIoT maßgeblich – und auch Endkunden profitieren von besserer Qualität der Endprodukte sowie einer lückenlosen Nachverfolgung von Teilen, Roh- und Hilfsstoffen.
Nutzen von IIoT durch unternehmensübergreifende Sicht auf die Prozesse steigern
Unternehmensübergreifende Zusammenarbeit dient dazu, Daten in die eigenen Betrachtungen zu integrieren, die Unternehmen sonst für gewöhnlich nicht zur Verfügung stehen. Zum Beispiel würden Anlagenhersteller genau erfahren können, wie diese in der Produktion konkret eingesetzt werden oder ein Werkzeughersteller könnte Erkenntnisse darüber gewinnen, wie das Werkzeug gefahren und genutzt wird.
Von maschinengestützem Lernen, Maschinellem Lernen und/oder Künstlicher Intelligenz profitieren
Algorithmen und oder KI können helfen, die maximalen Benefits aus den Daten zu generieren, z. B. mittels Vorhersagen. Denkbar wären z. B. die Vorhersage eines Werkzeugbruchs oder eine Optimierung der Fahrwege von Anlagen. Auch kann IIoT Fachkräfte bei Ihrer Arbeit durch Prozessvisualisierungen in 2D und 3D dabei unterstützen, die richtigen Schlüsse zu ziehen.
Was ist eine IIoT-Plattform?
Eine IIoT-Plattform, bzw. ein IIoT-Hub ist die Software, in die alle Daten, sprich die Informationen zu den digitalen Zwillingen, hineinlaufen. Über die Plattform können dann weitere Auswertungen der Daten erfolgen oder weitere Software, wie z. B. KI-Anwendungen betrieben werden. Da IIoT-Plattformen Daten beinhalten, die in der Regel für Unternehmen erfolgskritisch sind, müssen sie höchsten Ansprüchen an Cyber Security und Datensouveränität genügen.
Ein beispiel für eine solche Software ist iiotecos. iiotecos ist eine digitale IIoT-Software, die Maschinen anbindet, Ist-Zustände von Werkzeugen, Anlagen, Werkstücken etc. in Form digitaler Zwillinge erfasst, Daten aggregiert und visualisiert. iiotecos kann unternehmensintern oder unternehmensübergreifend genutzt werden.
Was haben IIoT und Industrie 4.0 gemein?
Beide Begriffe sind eng verwoben, dennoch unterscheiden sich beide Konzepte deutlich. Industrie 4.0 ist Teil der Hightech-Strategie der deutschen Bundesregierung und soll die Digitalisierung und Computerisierung der industriellen Produktion voranbringen. Zu diesem Konzept gehören zahlreiche strategische Bausteine. Neben IoT und IIoT sind dies beispielsweise auch Dienstleistungen, Big Data, Data Governance und viele weitere.
IIoT beschreibt hingegen eher Konkret die digitale Vernetzung industrieller Anlagen und Assets im weiteren Sinne. Industrie 4.0 ist so gesehen ein übergeordnetes Konzept, welches unter anderem auf IIoT aufbaut.
Welche Unternehmen können IIoT nutzen?
IIoT kann produzierenden Unternehmen unabhängig von ihrer Branche nützlich sein. Dank nachrüstbarer Sensorik lassen sich auch ältere Anlagen an das Internet der Dinge angeschließen. Es gibt branchen- bzw. technologiespezifische IIoT-Plattformen, denen sich Unternehmen anschließen können oder auch branchenoffene Plattformen. Erstere bieten den Vorteil einer spezifischen Anpassung an die Bedürfnisse ihrer Zielgruppe und bieten auch eine entsprechende Fachcommunity. Mit CuttingEdge bieten wir beispielsweise eine IIoT-Plattform für die spanende Bearbeitung an. Weitere Plattformen, u. a. für den Leichtbau, sind geplant.
IIoT-Sicherheit und Schutz von Geschäftsgeheimnissen
Wo immer Daten im Internet angezeigt oder geteilt werden sollen, noch dazu Produktionsdaten, bestehen Sorgen um Know-how und Geschäftsgeheimnisse. Deswegen ist es gerade bei IIoT-Anwendungen unerlässlich, umfangreiche Sicherheitsmechanismen zu implementieren und auf Datensouveräntität zu achten. Das bedeutet, dass die Daten immer in der Hand ihres Erzeugers bleiben und die Hoheit über sie nicht abgegeben wird. Detaillierte Rollen- und Rechtekonzepte sowie Freigabemechanismen regeln, wer in welchem Umfang und wie lange auf Daten zugreifen darf.
Wichtig ist es auch, zu beachten, inwiefern IIoT-Anbieter Eigeninteressen mit den Daten verfolgen. Auch Cyber Security und Datenschutz müssen die Produkte gewährleisten.
PDF: So gelingt der Einstieg in die Industrie 4.0
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