Digitale Vernetzung: Die Rolle des IIoT in der Produktionsindustrie

Die digitale Vernetzung spielt in der Produktionsindustrie eine immer größere Rolle. Sie hilft, Industrieprozesse und Fertigungsprozesse intelligent zu steuern. Eine zentrale Komponente: das industrielle Internet der Dinge (IIoT). Es vernetzt Geräte, Sensoren und Maschinen in der Industrie. So entsteht mittels Software für die digitale Produktion eine transformative Kraft, die Unternehmen in die Ära der vernetzten Fertigung führt. Wie das funktioniert und was das mit Datenauswertung zu tun hat? Wir erklären es Ihnen.

Inhalt

• Definition: Was ist das IIoT?
• Wie funktioniert das IIoT?
• Was sind Vorteile und Potenziale?
• IIoT in der Industrie 4.0: Risiken und Herausforderungen
• IoT vs. IIoT
• Anwendungsbereiche
• Die Zukunft des IIoT in der Produktions- und Fertigungsindustrie

Definition: Was ist das Industrial Internet of Things (IIoT)?

Das Industrial Internet of Things ist auch bekannt als IIoT oder das industrielle Internet der Dinge. Bei ihm handelt es sich um eine spezielle Anwendung des Internet of Things (IoT) in der Industrie und im industriellen Umfeld der Smart Factory. Das IIoT umfasst die Vernetzung von physischen Geräten, Sensoren, Maschinen und anderen industriellen Einrichtungen, die mit eingebetteter Elektronik und Konnektivität in der Cloud ausgestattet sind.

Datenbasiert strategische Entscheidungen treffen

Das Hauptziel des IIoT in der Industrie ist es, die Effizienz und Produktivität in industriellen Prozessen zu verbessern. Das geschieht, indem das System Daten von verschiedenen Geräten und Anlagen erfasst, analysiert und nutzt. So gewinnen Unternehmen bessere Einblicke, um fundierte strategische Entscheidungen zu treffen, Kosten zu reduzieren, die Wartung zu optimieren und die Produktionsqualität zu steigern.

Wie funktioniert das IIoT?

Das IIoT basiert auf der Vernetzung von physischen Geräten, Sensoren und Maschinen in industriellen Umgebungen. Diese Geräte sind mit eingebetteter Elektronik, Sensoren und Konnektivität ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, Daten zu sammeln, zu übertragen und zu empfangen. Die gesammelten Daten werden dann in der Cloud oder durch Edge-Computing-Geräte analysiert und verarbeitet, um nützliche Informationen zu generieren. Hier sind die grundlegenden Schritte, wie das IIoT funktioniert:

• Sensoren und Geräte: In industriellen Anwendungen werden Sensoren und Geräte an verschiedenen Stellen und Ausrüstungen platziert, um im Rahmen einer Prozessanalyse relevante Daten zu erfassen. Diese Sensoren können Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Geschwindigkeit, Vibration, Füllstand und viele andere Parameter messen, die für den Prozess oder die Anlage von Bedeutung sind.
• Datenakquisition: Die Sensoren erfassen kontinuierlich Daten von den überwachten Punkten und wandeln sie in digitale Signale um.
• Konnektivität: Die Geräte und Sensoren sind mit Kommunikationstechnologien wie WLAN, Ethernet, Bluetooth, Zigbee oder anderen drahtlosen oder verkabelten Protokollen ausgestattet. Diese ermöglichen es den Geräten, die gesammelten Daten an eine zentrale Datenerfassungsstelle zu senden.
• Datenerfassung und -speicherung: Die Daten werden von zentralen Datenerfassungssystemen gesammelt, in der Cloud oder in Edge-Computing-Geräten gespeichert und organisiert.
• Datenanalyse: Die gesammelten Daten werden in Echtzeit oder verzögert analysiert. Fortgeschrittene Analysetechniken wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz werden häufig eingesetzt, um Muster, Abweichungen und Trends zu erkennen.
• Entscheidungsfindung und Steuerung: Basierend auf den analysierten Daten können Unternehmen fundierte Entscheidungen treffen und gegebenenfalls die Produktionsprozesse oder den Betrieb von Anlagen optimieren. Das Industrial Internet of Things kann auch zur automatisierten Steuerung von Maschinen und Prozessen eingesetzt werden, um menschliche Eingriffe zu minimieren.
• Rückmeldung und Reaktion: IIoT ermöglicht die Möglichkeit, Informationen zurück an die Geräte oder Anlagen zu senden, um sie zu steuern oder an veränderte Bedingungen anzupassen.

Was sind die Vorteile und Potentiale des IIoT?

Das Internet of Things in der Industrie hat viele Vorteile für Unternehmen. Es bietet eine enorme Chance, die Effizienz, Flexibilität und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in der industriellen Landschaft zu steigern. Zudem hat es das Potenzial, die Art und Weise, wie Industrieunternehmen arbeiten, grundlegend zu verändern und Innovationen voranzutreiben. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile:

1. Effizienzsteigerung: Das IIoT ermöglicht in der Industrie 4.0 eine bessere Überwachung und Kontrolle der Prozesse. Durch die Erfassung und Analyse von Daten in Echtzeit können Unternehmen Engpässe und Ineffizienzen identifizieren und beheben.
2. Prädiktive Wartung: Durch die kontinuierliche Überwachung von Maschinen und Anlagen können IIoT-Lösungen Abweichungen und Anomalien rechtzeitig erkennen. So ist eine prädiktive Wartung (Predictive Maintenance) möglich, bei der Wartungsarbeiten vorbeugend anhand des Maschinenzustands durchgeführt werden. Dies reduziert die Fehlerquote und damit unerwartete Ausfallzeiten.
3. Kostenreduktion: Die verbesserte Effizienz und Wartung führen zu einer Reduzierung der Produktionskosten und Wartungsausgaben. Durch die Optimierung von Ressourcen können Unternehmen auch den Energieverbrauch und Materialverschwendung reduzieren.
4. Datenbasierte Entscheidungen: IIoT ermöglicht es Unternehmen, fundierte Entscheidungen auf der Grundlage von Echtzeitdaten zu treffen. Durch die Analyse von Daten reagieren sie besser auf Marktveränderungen, Kundenbedürfnisse und andere Herausforderungen.
5. Flexibilität und Anpassungsfähigkeit: Die Vernetzung von Geräten und Anlagen ermöglicht eine flexible Produktion und die Anpassung von Prozessen in Echtzeit. Unternehmen reagieren schneller auf Änderungen in der Nachfrage und können Produkte anpassen.
6. Qualitätssicherung: IIoT kann dazu beitragen, die Produktqualität zu verbessern, indem es ermöglicht, den Herstellungsprozess genauer zu überwachen und Qualitätsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
7. Sicherheit und Arbeitsplatzsicherheit: IIoT verbessert die Sicherheit in industriellen Umgebungen. Durch die Fernüberwachung von Anlagen und Prozessen können gefährliche Situationen frühzeitig erkannt und vermieden werden, was zu einem sichereren Arbeitsumfeld für Mitarbeiter führt.
8. Innovative Geschäftsmodelle: IIoT ermöglicht neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen, wie zum Beispiel datenbasierte Abrechnung oder vorausschauende Instandhaltungsverträge. Unternehmen können zusätzlichen Mehrwert durch den Zugriff auf IIoT-Daten bieten.
9. Nachhaltigkeit: IIoT trägt dazu bei, die Umweltbelastung zu reduzieren, indem es Unternehmen dabei unterstützt, ihre Ressourcen effizienter zu nutzen und umweltfreundlichere Prozesse zu implementieren.

IIoT in der Industrie 4.0: Risiken und Herausforderungen

Das IIoT in der Industrie 4.0 birgt verschiedene Risiken und Herausforderungen. Die Nutzung von Echtzeit-Analysen und industriellen Daten kann zwar die Effizienz und das Umsatzwachstum fördern, aber auch zu erhöhten Sicherheitsrisiken führen, da industrielle Netzwerke und Daten anfällig für Cyberangriffe sind.

Mögliche Stillstände der Produktion aufgrung technischer Ausfälle

Die Integration neuer Technologien im Rahmen der Industrie 4.0 und der digitalen Transformation kann komplex sein, da bestehende Systeme und Prozesse angepasst und erweitert werden müssen, um die Analyse von Leistungsdaten und Remote Monitoring zu ermöglichen. Ein weiteres Risiko besteht in möglichen Stillständen der Produktion aufgrund technischer Ausfälle oder unvorhergesehener Datenverarbeitungsprobleme in einer Datenbank.

Einführung von Industrie-Schnittstellen kann Herausforderungen darstellen

Die Verwendung von Sensoren und Aktoren in industriellen Prozessen ermöglicht zwar eine genauere Überwachung und Steuerung, aber auch die Einführung von Industrie-Schnittstellen kann eine Herausforderung darstellen, insbesondere wenn unterschiedliche Geräte und Maschinen in einer Lieferkette oder einer Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) miteinander interagieren sollen.

Reibungslose Kommunikation und Datenübertragung gewährleisten

Niedrige Latenzzeiten zu gewährleisten ist entscheidend, da Verzögerungen in der Kommunikation zwischen Maschinen und Systemen zu ineffizienten Taktzeiten und Produktionsverzögerungen führen. Unternehmen müssen daher robuste Netzwerkarchitekturen implementieren, um eine reibungslose Kommunikation und Datenübertragung zu gewährleisten und potenzielle Engpässe zu vermeiden.

Was ist der Unterschied zwischen IoT und IIoT?

Der Hauptunterschied zwischen IoT und IIoT liegt in ihrem Anwendungsbereich. IoT steht für „Internet of Things“ und bezieht sich auf die Vernetzung von physischen Geräten, Sensoren und Haushaltsgeräten, die miteinander und mit dem Internet kommunizieren. Es konzentriert sich hauptsächlich auf den alltäglichen Gebrauch und Anwendungen im privaten Umfeld. Beispiele für IoT-Geräte sind Smart-Home-Geräte wie smarte Thermostate und Glühbirnen, sprachgesteuerte Assistenten wie Amazon Echo, Wearables wie Smart-Watches oder vernetzte Futterspender für Haustiere.

IIoT: Vernetzung von Industrieanlagen, Maschinen und Geräten

Im Gegensatz dazu steht IIoT für „Industrial Internet of Things“ und bezieht sich auf die spezielle Anwendung von IoT-Technologien in der Industrie 4.0. IIoT konzentriert sich auf die Vernetzung von Industrieanlagen, Maschinen und Geräten, um industrielle Daten zu erfassen und zu verarbeiten. Es zielt darauf ab, die Effizienz und Produktivität zu steigern, um KPIs zu verbessern und eine digitale Transformation in der Fertigung und den Industrieprozessen zu erreichen.

IIoT: Anwendungsbereiche und Beispiele

Anwendungsbereiche und Beispiele für IIoT in der Industrie 4.0 sind:

1. Intelligente Fertigung: Überwachung und Steuerung von Produktionslinien, Optimierung von Betriebszeiten und Fertigungsprozessen.
2. Prädiktive Wartung: Vorhersage von Ausfällen und Wartungsbedarf, um ungeplante Stillstände zu minimieren.
3. Logistik und Lieferkette: Echtzeit-Tracking von Waren, Inventarverwaltung und Optimierung der Lieferkette.
4. Energieeffizienz: Überwachung und Steuerung des Energieverbrauchs in industriellen Anlagen.
5. Asset Management: Verfolgung und Verwaltung von Industrieanlagen, um deren Lebenszyklus zu optimieren.
6. Sicherheit und Umweltschutz: Überwachung von Sicherheitsparametern und Umweltauswirkungen in industriellen Umgebungen.
7. Qualitätskontrolle: Echtzeit-Überwachung und Analyse von Produktqualität während der Produktion.
8. Vernetzte Maschinen: Kommunikation und Zusammenarbeit von Maschinen und Robotern in der Produktion.
9. Fernwartung und Remote Monitoring: Diagnose und Problemlösung von Industrieanlagen aus der Ferne.
10. Smart Grids: Intelligente Steuerung und Überwachung von Stromnetzen in der Energieversorgung.
    
    

Zukunft des IIoT in der Produktions- und Fertigungsindustrie

Die Zukunft des IIoT in der Produktions- und Fertigungsindustrie wird von der weiteren Entwicklung der Industrie 4.0 geprägt sein. Die zunehmende Integration von IoT-Technologien wird die industriellen Prozesse noch stärker automatisieren und optimieren, indem Daten in Echtzeit erfasst, analysiert und genutzt werden, um intelligente Entscheidungen zu treffen.

Einsatz von IIoT wird zu zunehmend vernetzter Fertigung führen

Der Einsatz von IIoT wird zu einer zunehmend vernetzten und flexiblen Fertigung führen, in der Maschinen, Roboter und Produktionslinien nahtlos zusammenarbeiten und sich an wechselnde Anforderungen anpassen können. Die Kombination von IIoT mit anderen fortschrittlichen Technologien wie KI, maschinellem Lernen und Edge Computing wird die Industrie in eine Ära der Effizienz, Präzision und Agilität führen, was letztendlich zu einer gesteigerten Wettbewerbsfähigkeit und Innovation in der gesamten Produktions- und Fertigungsindustrie führen wird.

Fazit: Die Zukunft von IoT in der Produktionsindustrie

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das IIoT eine wichtige Rolle in der digitalen Transformation der Produktions- und Fertigungsindustrie spielt. Es ermöglicht eine effizientere und vernetzte Fertigung durch die Nutzung von Echtzeitdaten und intelligenter Analyse. Die Integration von IIoT-Technologien wird weiterhin zunehmen und zu einer zunehmend intelligenten und flexiblen Produktion führen, was zu einer gesteigerten Wettbewerbsfähigkeit und Innovation in der Industrie führt. Gleichzeitig müssen Unternehmen die Herausforderungen und Risiken, wie Sicherheitsbedenken und technische Ausfälle, in Betracht ziehen, um das volle Potenzial des IIoT auszuschöpfen und die Industrie 4.0 erfolgreich voranzutreiben.

FAQ

Wie kann IoT die Effizienz und Produktivität in der Produktion steigern?

Das Internet of Things, Abkürzung IoT, auch das Internet der Dinge, kann die Effizienz und Produktivität in der Produktion steigern, indem es Echtzeitdaten von Maschinen und Anlagen erfasst und analysiert, um Engpässe zu identifizieren, Produktionsabläufe zu optimieren und prädiktive Wartung durchzuführen, was zu weniger Ausfallzeiten und einer effizienteren Nutzung von Ressourcen führt.

Welche konkreten Beispiele gibt es für den Einsatz von IoT in der Fertigungs- und Produktionsindustrie? 

Konkrete Anwendungsbereiche von IoT in der Fertigungs- und Produktionsindustrie sind die Implementierung von vernetzten Sensoren an Produktionsmaschinen, die Daten in Echtzeit erfassen, um die Leistung und den Zustand der Maschinen zu überwachen, sowie die Einführung intelligenter Lager- und Logistiksysteme, die den Bestand automatisch verfolgen und so die Lagerhaltung und Lieferkette optimieren.

Wie können Unternehmen IoT-Lösungen in ihre bestehende Infrastruktur integrieren?

Unternehmen in der Industrie können IoT-Lösungen in ihre bestehende Infrastruktur integrieren, indem sie zunächst eine umfassende Bewertung ihrer aktuellen Prozesse durchführen, um die Bereiche zu identifizieren, in denen IoT-Technologien einen Mehrwert bieten können. Anschließend können sie ihre Geräte und Anlagen mit IoT-fähigen Sensoren ausrüsten, eine geeignete Konnektivität implementieren und eine Cloud-Plattform oder Edge-Computing-Geräte nutzen, um die erfassten Daten zu sammeln, zu analysieren und in ihre bestehenden Geschäftssysteme zu integrieren.