Die fünf besten IoT-Anwendungen in der Produktion (1) - News auf topsoft

Die fünf besten IoT-Anwendungen in der Produktion (1)

Vor ein paar Jahrzehnten war die Idee, in alle möglichen Objekte Sensoren und Prozessoren einzubauen, verrückt – wenn nicht sogar unmöglich zu realisieren. Aber nun ist diese Idee Realität geworden und manche Unternehmen leben davon. IoT hat einige Aspekte unseres täglichen Lebens wie Fahren, Kochen, Einkaufen und auch das Produzieren erheblich verändert.

Es entstehen laufend neue IoT-Geräte. Selbst wenn man Smartphones, Tablets und Laptops nicht mitzählt, dürften laut IoT Analytics GmbH bis Ende 2019 um die 8,3 Milliarden Geräte weltweit am Internet der Dinge beteiligt sein. Statista inc.rechnet damit, dass allein im industriellen Bereich in der EU bis ins Jahr 2025 29.7 Millionen IoT-Geräte im Einsatz stehen werden. Diese Verbreitung ist nicht gratis zu haben, die weltweiten Ausgaben für IoT sind tatsächlich beeindruckend (Quelle).



Weltweit nutzen bereits viele Unternehmen IoT um Produktionsprozesse zu optimieren, Lieferzeiten zu verkürzen und die Kosten zu senken. Das treibt das Marktwachstum für IoT-Technologien enorm an. Während IDC das gesamte damit zusammenhängende Ausgabenvolumen für 2022 auf 1'200 Milliarden (!) Dollar schätzt, ist Statista dagegen zuversichtlich, dass die wirtschaftlichen Auswirkungen bis 2025 sogar zwischen 3,9 und 11,1 Billionen US-Dollar liegen werden.


Nutzen von IoT in der Produktion

Vor dem Hintergrund dieser enorm grossen Finanzzahlen erstaunt es nicht, dass das IoT in der Produktion sowohl den Produktionsfirmen als auch ihren Kunden nützt. IoT macht es den Maschinenherstellern möglich, ihre Produkte so aufzurüsten, dass Fernüberwachung und sogar Serviceeingriffe auf Distanz möglich werden. Als einer der weiteren Effekte ermöglichen es die gewonnenen Daten, die Bedürfnisse der Kunden besser zu verstehen.

Die Produktionsindustrie ist einer der Industriezweige, in dem die Möglichkeiten von IoT wirklich wahrgenommen werden. Viele Fabriken nutzen bereits seit Jahren Steuerungssysteme, an welchen die Produktionsmaschinen angeschlossen sind, um die Produktion zu steuern und zu überwachen. IoT geht einen Schritt weiter mit diesen Hauptvorteilen:

  • Cognizant hat herausgefunden, dass fast 70% der Industrieunternehmen IoT vorantreiben um Kosten zu sparen und gleichzeitig die Produkte zu verbessern.
  • Probleme, welche zu Produktionsverzögerungen führen können, werden früher erkannt und vermieden.
  • IoT schafft Zugang zu neuen Themen wie Deep Learning für Bilderkennung. Damit können Produktionsunternehmen die Produktqualität steigern und Rohmaterial noch besser nutzen.
  • Bessere Verteilung der Ressourcen-Auslastung, Verlagerung zu höherwertigen Aufgaben für die Mitarbeitenden und Verbesserung der Arbeitssicherheit.

Viele IoT-Projekte stehen heute in Bezug zu Themen wie Smart Factory, I4.0, Sicherheit, Logistik, Service. IoT ist also ein vielversprechender Technik-Trend, wenn nicht sogar ein Kernthema im 2019. Es lohnt sich deshalb die fünf besten IoT-Anwendungen für die Produktion genauer anzuschauen.


1. Predictive Maintenance (vorausschauende Instandhaltung)

Durch das Verbinden von IoT-Geräten, welche verschiedene Messgrössen erfassen (Temperatur, Vibration, Strom, Druck, etc.) mit anderen Geräten über IFTTT, cloud/API oder auch mit herkömmlichen Systemen, können produzierende Firmen wichtigen Daten für den Maschinen-Unterhalt gewinnen. Diese Daten erlauben Rückschlüsse auf den aktuellen Zustand der Produktionsmaschinen und die Software kann Warnungen und entsprechende Aktionen zur Reparatur auslösen.

Durch die vom IoT gewonnen Daten werden Ausfälle lange Zeit im Voraus erkannt. Dies ermöglicht beträchtliche Änderungen, wie der Service geplant und durchgeführt wird. Automatisierung wird eher möglich und darüber hinaus ergeben sich Kosteneinsparungen gegenüber herkömmlichen Präventivmassnahmen, da auf diese Weise nur eingegriffen wird, wo und wann es wirklich nötig ist. Rechtzeitig die richtigen Daten zu erhalten, unterstützt darin zu erkennen, was repariert werden muss. Diese Daten helfen auch für die Unterhaltsplanung und ermöglichen es, die Maschinen länger in Betrieb zu halten. Mit IoT kann die Einsatzdauer der Komponenten gezielt verlängert werden, die Sensordaten tragen zur Sicherheit bei und das Risiko von Unfällen durch Komponentenversagen wird reduziert.

Praxisfälle zeigen, dass diese Szenarien nicht nur theoretischer Natur sind. IoT kann die Fähigkeiten eines Unternehmens zur vorausschauenden Wartung und Reparatur erheblich verbessern. So hat beispielsweise Medivators, ein internationaler Hersteller von medizinischen Geräten, IoT-Lösungen erfolgreich in seine weltweiten Dienste integriert und erzielte damit eine beeindruckende Steigerung von 78% bei Service-Ereignissen, die leicht zu diagnostizieren und (falls notwendig) ohne Einsatz eines Service-Technikers zu beheben sind.


2. Produktionssteuerung

Werden die Rechenkapazitäten des Unternehmens in die Cloud verlegt, so öffnen sich auch datenmässig neue Möglichkeiten. Geräte im Feld wie Schalter, Ventile, Motoren, etc. können Daten in die Cloud liefern, zum Beispiel in eine Private-Cloud oder in bestehende BaaS (Backend as a Service) und PaaS (Platform as a Service). Dort werden die grossen Datenmengen gesammelt und können analysiert werden.

Die vom IoT gelieferten Daten werden in die übergeordnete Produktionssteuerung eingespiesen, welche eine entsprechende Übersicht über die Produktionsmaschinen und den ganzen Produktionsprozess ermöglicht. Einige Industrien wie Telekommunikation und Energie nutzen die Vorteile der eingesetzten IoT-Geräte bereits seit längerem aus, um mit Leitsystemen die Übersicht und Steuerung aus der Ferne zu ermöglichen.

Der grösste Vorteil, auf die Daten von Automationssystemen aus der Distanz zugreifen zu können, ist die zentrale Überwachung von Maschinen und Produktionsprozessen. Die gesammelten Informationen ergeben klarere und schnellere Einblicke in die aktuelle Produktion, als wenn man sich vor Ort einen Eindruck machen muss. Die Betriebsdaten können auch hinzugezogen werden, um betriebswirtschaftliche Ergebnisse zu interpretieren, welche teilwiese auf Zahlen der Produktion basieren. IoT ist die Kerntechnologie zur sicheren, automatisierten Produktion und um den Arbeitsfortschritt zu überwachen.


3. Standortverfolgung

Zunehmend möchten Produktionsunternehmen die Standorte von Materialien oder Transportmitteln besser im Blick behalten. IoT-Technologien kombiniert mit spezifischen Softwareentwicklungen für Android und iOS machen es möglich, in Echtzeit Daten der Güter inklusive deren Standort zu übertragen und selbständig brauchbare Entscheidungen zu treffen.

Eine Herausforderung ist darin zu sehen, erst mal herauszufinden, für welche Elemente sich welche Art der Überwachung lohnt. Die Supply Chain bietet eine beträchtliche Auswahl, vom Rohmaterial über Gebinde, Fahrzeuge bis zu den Fertigprodukten. Die richtige Auswahl und Anwendung kann der Schlüssel zu drastisch besseren Logistikprozessen sein mit optimierten Lagermengen, reduzierten Verlusten beispielsweise durch Verderben oder Diebstahl.

Natürlich nützt die Standortverfolgung auch um die im Umlauf befindliche Menge der bewegten Güter zu reduzieren, Standzeiten zu reduzieren und Transportmittel besser auszulasten.

 

4. Transport-Management

Fahrzeuge, Personal und der Transportprozess als solches interagieren. Unternehmen, die stark vom Transport abhängig sind, können Nutzen daraus ziehen, dass das IoT diese Verbindungen zwischen den verschiedenen Systemen herstellt. IoT-Gerätschaften können die Datenbasis schaffen, um die Fahrzeugflotte effizient oder sogar teilautomatisch zu bewirtschaften. IoT bringt dabei nicht zuletzt Licht in Aspekte wie Energieverbrauch oder Reparaturen, was wiederum genutzt werden kann um Anreize im sorgfältigen Umgang mit diesen Ressourcen zu setzen.


5. Der digitale Zwilling

Dieser Begriff ist gerade im Aufschwung. Der digitale Zwilling ist die digitale Darstellung des physischen Objekts. Mit genügend vielfältigen und genauen Daten ist es möglich, das Produktverhalten in vielen Aspekten zu simulieren – in der Welt des CAD eigentlich ein alter Hut. Während dem in dieser «alten Welt» Randbedingungen wie Kräfte etc. auf theoretischer Basis eingegeben werden, so ist nun neu am Begriff des digitalen Zwillings, dass er auf IoT basiert und die verschiedensten Einflüsse auf das digitale Datenkonstrukt von echten IoT-Daten stammen, welche von einem physischen Objekt erzeugt werden. Damit wird es beispielsweise möglich, eine digital dargestellte Maschine im Gleichschritt wie die echte Maschine in Betrieb zu sehen. Am digitalen Zwilling können aber wiederum viele Daten gewonnen werden, welche «in echt» schwierig oder gar nicht zu messen wären.

Neben der Produkt-Entwicklungsphase dient die Abbildung des digitalen Zwillings auch dazu, das Maschinenverhalten besser zu verstehen, Abnützungserscheinungen vorauszusehen und vieles mehr.


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