IoT-Anwendungen

Alles wird vernetzt

Von Michael Gneuss und Katharina Lehmann · 2019

Das Internet der Dinge breitet sich aus. Neue Technologien und Kommunikationsnetze für die sichere und schnelle Anbindung von Geräten werden entwickelt, und für alle Branchen und Lebensbereiche entstehen permanent neue Anwendungsideen. Wichtig sind aber auch Geschäftsmodelle und vor allem: Die Lösungen müssen sicher sein.

Industrieller Hafen
Rotterdams hochmoderner Hafen. Foto: iStock/franswillemblock

Der smarteste Hafen der Welt entsteht in Rotterdam. Wo einst alte Segelschiffe in die neue Welt aufbrachen, wird heute der Kurs auf das digitale Neuland gesetzt. Um sich für die smarte Zukunft zu rüsten, haben die Niederländer im Februar eine Plattform für das Internet of Things, dem IoT, in Betrieb genommen. Jetzt sind 44 Sensoren an Kaimauern, Dalben und Schildern befestigt, um Wasserpegel, Strömung, Salzgehalt, Windgeschwindigkeit, Windrichtung sowie die Sicht zu erfassen. 

Damit soll der Schiffsverkehr schneller zu planen und abzufertigen sein. Zum Beispiel optimiert das System Lade- und Löschvorgänge – etwa, indem je nach Wasserpegel der beste Zeitpunkt zum An- oder Ablegen vorhergesagt wird. In den kommenden Jahren wollen die Hafenbetreiber weitere Plattformelemente implementieren, damit eine sichere und zuverlässige Grundlage für rasche Innovationen entsteht. So sollen auch neueste Technologien wie Edge Computing, Echtzeitanalysen, künstliche Intelligenz oder Blockchain mit dem IoT kombiniert werden. 

IoT-Anwendungen machen das Leben einfacher

Das Beispiel zeigt: IoT-Anwendungen sind nicht allein in der robotergesteuerten Produktion smarter Fabriken, in selbstfahrenden Autos oder sich selbst befüllenden Kühlschränken zu finden. „Das Internet der Dinge berührt fast alle Bereiche unseres Lebens“, erklärt Boris Otto, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Software- und Systemtechnik ISST. Geräte des alltäglichen Gebrauchs sind mit Sensoren bestückt und miteinander vernetzt. So werden zum Beispiel selbst Mülleimer vernetzt, damit sie selbstständig melden, wann sie geleert werden müssen. 

IoT dient auch der Sicherheit im Alltag. Sensoren in Lkw-Reifen verhindern Unfälle, indem sie Alarm schlagen, wenn Reifendruck oder Temperatur nicht stimmen. Falls Wasser in Boote eindringt, löst die smarte Technik einen Notruf aus. Im Falle einer Havarie weiß die Feuerwehr sofort, wo sie helfen muss. Permanent überwacht wird der Sicherheitszustand von Brücken.

Selbst Parkplätze werden im Internet der Dinge zu intelligenten Gegenständen und damit zu Elementen der Smart City, denn in ihnen sind Sensoren, mit denen Smartphone-Apps freie Stellflächen anzeigen können. Der Mobilfunkanbieter T-Mobile Austria hat auf dem Dach eines Firmengebäudes sogar ein autonomes Blumenbeet eingerichtet. Mittels Sensoren und Wetterdaten regelt es selbst, wann gegossen wird. 

Großes Interesse an IoT hat die Logistik. Aus einst „dummen“ Europaletten werden jetzt smarte Datenträger, die selbst zum aktiven Akteur im Transportsystem werden. So buchen sie selbst ihre Fracht in Seecontainern oder Lkws.

Quelle: Deloitte, 2016

Milliarden Geräte im Netz

Die Zahl der weltweit genutzten IoT-Geräte wird jährlich um etwa zwölf Prozent steigen. Im Jahr 2030 sollen bereits 125 Milliarden vernetzte Geräte im Umlauf sein, schätzt das Marktforschungs- und Beratungsunternehmen IHS Markit. Die Analysten von Counterpoint Research gehen davon aus, dass es bis 2025 weltweit mehr als fünf Milliarden mobile IoT-Verbindungen geben wird. 

Für weiteren Schub soll der Ausbau des mobilen Datennetzes 5G sorgen. Dann werden Übertragungsraten von mehreren Gigabit pro Sekunde möglich werden. Doch für viele IoT-Anwendungen ist eine so hohe Bandbreite gar nicht nötig. So wird geschätzt, dass in 80 Prozent der Einsätze zwar regelmäßig Daten verschickt werden, dafür aber nur in geringen Volumina. Dafür reicht auch ein Narrowband-IoT-Netz aus, das auf Basis der etablierten Mobilfunktechnologie LTE betrieben wird. Daher relativiert auch Boris Otto vom Fraunhofer ISST die Rufe nach überall verfügbarem, superschnellem Internet. Oft reiche es aus, sehr kleine Datenpakete zu übermitteln. In Echtzeit müsse das nicht immer geschehen. Für undramatisch hält es Otto zum Beispiel, wenn auf einem Hochseefrachter ein Container mal eine Zeitlang offline ist. 

Fabrik der Zukunft braucht IoT

Doch natürlich sollte niemand vom digitalen Wandel abgekoppelt sein. Auch in der Landwirtschaft bietet IoT beträchtliches Potenzial und der deutsche Mittelstand betreibt viele Werke weitab der großen Metropolen. Das Internet der Dinge wird daher gerade auch für die smarten Fabriken in der Provinz benötigt. Dabei muss die gesamte Produktionskette digital vernetzt werden – und zwar vom Auftragseingang über die Herstellung bis hin zur Auslieferung. Oft funktioniert das aber auch ohne 5G; in vielen Fällen reicht das bisherige Hochleistungsinternet aus. Das bisherige Hochleistungsinternet reicht aus. Um die Kommunikation zwischen den verschiedenen Produktionsstandorten aufzubauen, kann ein Low Cost Tracker installiert werden, der mit wenig Aufwand und vor allem unabhängig vom Highspeednetz geringe Datenmengen überträgt. 

Schutz vor Cyber-Angriffen

Die künftig höhere Datengeschwindigkeit werden sich allerdings auch Cyberkriminelle zunutze machen. Zudem ist potenziell jedes einzelne mit dem Internet verbundene Gerät ein Einfallstor für Verbrecher. Umso wichtiger ist es, Infrastruktur, Systeme und Technologien, vor allem aber auch sensible Daten, zu schützen. Die Unternehmen sind sich dieser Risiken bewusst. Statt aber Wege zu erforschen, sich innovativ und zugleich sicher durch das IoT zu bewegen, scheuen sie oftmals die Risiken und verzichten auf den Einstieg in die neue digitale Welt. Doch auch das ist ein Wagnis: Wer jetzt IoT nicht nutzt, um die Prozesse in der Produktion und im Unternehmen effizienter zu gestalten, verliert an Wettbewerbsfähigkeit. 

Business-Modelle müssen her

Neben Technologien müssen auch Business-Modelle entwickelt werden. Für Lösungsanbieter geht es darum, einen Return-on-Investment aufzuzeigen. Erhebliche Einsparungen sind in sehr vielen Anwendungsfällen tatsächlich möglich. In der chinesischen Millionen-Metropole Yingtan, die als Smart City von sich reden macht, wurden Wasserleitungen mit zwei Millionen Smart Metern ausgestattet, um Lecks schneller aufspüren zu können. Seitdem werden pro Jahr zwei Millionen Tonnen Wasser eingespart.

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