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Software für das Internet der Dinge

Das Internet der Dinge ist eines der Trendthemen im Jahr 2014, mit denen sich auch XINFO beschäftigt. Mit diesem Begriff bezeichnet man die Tatsache, dass immer mehr Objekte (Dinge) netzwerkfähig werden und mit dem Internet verbunden sind.

Solche Objekte können Lebewesen oder Maschinen (technische Objekte) sein, die Daten über ein Netzwerk austauschen. Lebewesen sind zum Beispiel Menschen, die Google Glass benutzen oder mit einem vernetzten Herzschrittmacher ausgestattet sind, oder auch Tiere auf einem Bauernhof, die einen implantierten Transponder tragen. Ein Beispiel für vernetzte technische Objekte sind Sensoren in Autos, die GPS-Informationen dafür nutzen, dem Federungssystem fast in Echtzeit die günstigste Einstellung mitzuteilen.

Objekte

Zwei Arten von Objekten nehmen am Internet der Dinge teil. Einfache Objekte (Simple Objects) können auf Anforderung Daten senden. Intelligente Objekte (Smart Objects) können darüber hinaus auch Daten erfassen und sie eigenständig verarbeiten.

Einfache Objekte sind zum Beispiel RFID-Chips, die Identifikationsdaten enthalten. Sie werden heute schon in der Industrie und in der Alltagswelt vielfältig eingesetzt. Intelligente Objekte in der Alltagswelt sind zum Beispiel Haushaltsgeräte, Heizungen oder Überwachungskameras. Sie sind jedoch noch nicht sehr verbreitet. In der Industrie dagegen gibt es schon etliche Anwendungen, in denen sie eine Rolle spielen. Beispiele sind Messmaschinen, die eigenständig Motortests durchführen und die Daten zur Auswertung an einen Server weiterleiten, oder Injektoren, die an Ihrer eigenen Produktion mitwirken.

Voraussetzung für die Vernetzung all dieser Objekte ist das kommende IPv6 Internet-Protokoll, das einen enorm erweiterten Adressraum bietet. Im Gegensatz zum alten Internet-Protokoll IPv4 ist die Anzahl der möglichen Adressen exponentiell gesteigert, was in den nächsten Jahrzehnten für alle Objekte ausreichen sollte.

Big Data und Industrie 4.0

Wenn man vom Internet der Dinge redet, muss man auch zwei andere Themen einbeziehen, weil sie untrennbar damit verbunden sind: Big Data und Industrie 4.0.

Big Data ist deswegen ein Thema, weil durch die intelligenten Objekte riesige Datenbestände angesammelt werden, die oft völlig unerforscht sind. Sie können wegen ihrer Größe und Komplexität nur noch von Computern mit genau angepassten Algorithmen ausgewertet werden. Die Menge der Daten ist prinzipiell unbegrenzt, denn die Sammelmaschinen werden tendenziell immer schneller und beziehen immer weitere Bereiche unseres Lebens ein – nicht nur in der Produktion, sondern auch im Alltagsleben. Nicht umsonst gibt es Firmen, die Software speziell zur Evaluierung solcher Bestände anbieten.

Industrie 4.0 ist deswegen ein Thema, weil intelligente Objekte ein wesentlicher Bestandteil dieser neuen Produktionsweise sind. Es findet hier eine zuvor nicht gekannte Integration von Hardware, Software und menschlicher Arbeitskraft statt. Dies ist eine neue Qualität, die es vorher nicht gab. Man nennt das die vierte große Stufe der industriellen Revolution (= Industrie 4.0), die in Integrated oder Smart Factories stattfindet.

Das hauptsächliche Kennzeichen der neuen Produktionsweise ist, dass Maschinen und Produkte in sogenannte Cyber Physical Produktion Systems (CPPS) verwandelt werden. Diese nun sind nicht anderes als die oben erwähnten intelligenten Objekte und damit Teil des Internets der Dinge. Dadurch sind sämtliche Beteiligten am Produktionsprozess untereinander und mit dem Internet vernetzt und können miteinander kommunizieren. Es gibt eine dezentrale Intelligenz auf den unteren Ebenen der Produktion (im Sensor, im Produkt, im Aktor), die eigenständig Entscheidungen treffen kann. Gleichzeitig sorgt die enge vertikale Verbindung mit dem Planungs-System (ERP) dafür, dass die vorgegebenen Regeln eingehalten werden.

Das Internet der Dinge in der Industrie

XINFO sieht sich als Teil dieser Trends, die dabei sind, unsere Produktionsweisen und die Formen der Zusammenarbeit ein weiteres Mal umzuwälzen.

Wir sind seit Jahrzehnten in der deutschen und in der internationalen Industrie präsent. Vor allem in der Fertigung von Automobilen haben wir durch unsere Programme eine Vielzahl von integrativen Prozessen implementiert. Beispielweise erstellen wir Auswertungssoftware wie iProzer (Abkürzung für intelligent Process Analyzer), die mit von Prüfständen gesammelten Daten arbeiten. Solche Programme haben entscheidend dazu beigetragen, dass Sie die ersten Anwendungen von Industrie 4.0 heute schon in der Produktion sehen können.

Das Internet der Dinge im Haus

Aber wir sind nicht nur in der industriellen Fertigung präsent, sondern auch bei den Menschen zu Hause. Dazu zwei Beispiele: Haushaltsgeräte mit W-LAN und das vernetzte Haus.

Ein Schweizer Hersteller von Haushaltswaren wollte einige seiner Produkte mit WiFi-Konnektivität ausstatten und wandte sich an uns. Nach eingehender Diskussion und Beratung wurde beschlossen, eine Android- und iPhone-Anwendung zu erstellen, die es erlaubt, die Geräte über eine Serververbindung zu steuern. Dies hat den Vorteil, dass die Geräte von jedem Ort aus gesteuert und überwacht werden können.

Die Geräte wurden mit einem WLAN-Modul ausgestattet, sodass sie sich mit dem Heimnetz und über dieses mit dem Internet verbinden können. Ein Smartphone mit einer von uns programmierten App wird zum Einrichten der WLAN-Verbindung und zur Steuerung/Überwachung verwendet. Für eine optimierte Kommunikation und eine gesteigerte Sicherheit haben wir ein spezielles Protokoll entwickelt und implementiert.

Derzeit unterliegt das Projekt noch einer Geheimhaltungsvereinbarung. Es wird offiziell auf einer Messe im Frühjahr 2014 vorgestellt.

Ein anderes Vorhaben, das wir gerade verwirklichen, ist das vernetzte Haus. Dabei werden die netzwerkfähigen Geräte im Haus, wie Licht, Fernseher, Audio oder Heizung, über eine APP gesteuert. Die APP läuft auf einem Smartphone oder einem Tablet-Computer und verbindet sich über das Internet mit dem Steuerungssystem im Haus.

Damit wird es möglich, alle Parameter mit wenigen Klicks so einzurichten, wie die Bewohner es sich wünschen – sogar schon bevor sie überhaupt zu Hause sind.

Weitere Informationen

Zusätzliche Informationen zu dem Thema finden Sie in dem von uns veröffentlichten Artikel:

Die Fabrik der Zukunft. In: Netzwertig.com, 17.5.2013.