Andreas Holtschulte

Praxisleitfaden IoT und Industrie 4.0

Methoden, Tools und Use Cases für Logistik und Produktion

Sind Sie bereit für die digitale Revolution der Logistik, Produktion und Supply Chain in Ihrem Unternehmen? Dieser Praxisleitfaden liefert Ihnen eine konkrete Anleitung, wie Sie mithilfe des Internets der Dinge (Internet of Things, IoT) zum Unternehmen 4.0 gelangen. Möglicherweise denken Sie jetzt: Der nimmt den Mund ja ganz schön voll. Das mag sein, doch ich bin davon überzeugt, dass IoT der zentrale Treiber der digitalen Transformation ist. Keine andere Technologie steht in ihrer Gesamtheit für Industrie 4.0 wie das industrielle Internet der Dinge. Im Zusammenspiel mit Technologien wie Analytics oder Machine Learning ist IoT in der Lage,

       Abläufe in Unternehmen zu digitalisieren,

       Abteilungen und Unternehmen miteinander zu verbinden,

       Geschäftsabläufe zu automatisieren,

       neue Geschäftsmodelle umzusetzen und

       Unternehmensprozesse intelligenter zu machen.

Durch die Interaktion von IoT mit anderen Innovationstechnologien und durch die Integration von IoT-Systemen in die klassische Unternehmenssoftware zur Planung, Steuerung und Überwachung lassen sich Prozessinnovationen und Zusammenarbeitsmodelle über die komplexen Wertschöpfungsketten der Supply Chain abbilden und umsetzen.

Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT) verändern die Supply Chain bereits heute substanziell – und wir stehen gerade erst am Anfang. Insbesondere Deutschland als Logistikweltmeister und als Heimatland des Maschinen-, Anlagen- und Automobilbaus kann von den Innovationen im Bereich IIoT profitieren. Im industriellen Internet der Dinge können Maschinen, Anlagen und Bauteile über einen digitalen Zwilling abgebildet werden. Die Informationen in Echtzeit zu Position, Geschwindigkeit und Zustand von Objekten eröffnen Chancen für neuartige Dienstleistungen und Geschäftsmodelle.

Durch die über die komplette Supply Chain erfassten und gesammelten Maschinen-, Bestands- und Transportdaten werden die Prozesse in der Kette transparenter, schneller, flexibler und sicherer. Produkte können individualisierter und zu günstigeren Stückkosten hergestellt werden. Ganze Produktionsanlagen werden dadurch autonom. Supply Chain-Netzwerke werden vorhersagbar und transparent für alle Parteien, die in der Logistik- und Produktionskette partizipieren.

Konnte ich mit meinen Aussagen Ihr Interesse wecken? Wollen Sie Ihre internen und nach außen gerichteten Prozesse mithilfe von IoT optimieren und verschlanken? Wollen Sie erfahren, wie Sie – basierend auf Ihrem derzeitigen Geschäftsmodell – mit IoT neue Chancen und Bereiche, zum Beispiel in Form eines digitalen Service, erschließen? Wollen Sie lernen, wie Sie ein IoT-Projekt durchführen, welches sich in seiner Komplexität von typischen IT- und Innovationsprojekten unterscheidet? Wollen Sie herausfinden, wie vergleichbare Projekte von anderen umgesetzt wurden und was deren Erfolgsfaktoren waren? Dann ist dieses Buch wie für Sie gemacht, denn es wird Sie dabei unterstützen, Ihr Unternehmen im Bereich Logistik, Produktion und Supply Chain mit Hilfe von IoT auf die nächste Entwicklungsstufe zu heben.

In Kapitel 1 erläutere ich, was unter dem Internet der Dinge zu verstehen ist und welches Potenzial in der Technologie steckt. Alles begann mit einer Kaffeemaschine, deren Video im Intranet veröffentlicht wurde. Sie werden lernen, dass das Internet der Dinge zwar auch im privaten Bereich an Bedeutung gewinnt, dass IoT aber vor allem in der Industrie, insbesondere im Bereich Produktion und Logistik, enorme Chancen eröffnet – und das speziell für den Wirtschaftsstandort Deutschland mit seinen tiefen Kenntnissen im Bereich Maschinen- und Anlagenbau.

In Kapitel 2 gebe ich Ihnen die technische Basis an die Hand, die notwendig ist, um IoT-Systeme zu planen, zu bauen und zu betreiben. Wir werfen einen Blick auf den internationalen Standard zur IoT-Referenzarchitektur (ISO/IEC 30141:2018) und beleuchten weitere Grundlagen, die für die IoT-Welt von Bedeutung sind.

Was ist ein IoT-System ohne Cloud-Plattform? Wahrscheinlich würde ohne sie das Internet im Internet der Dinge fehlen. Daher werfen wir in Kapitel 3 einen detaillierten Blick auf die am Markt verfügbaren Cloud-Plattformen und ich zeige Ihnen, worauf Sie bei der Auswahl achten sollten.

Im Kontext von Industrie 4.0 ist nicht nur die IoT-Applikation, das IoT-System oder die Cloud-Plattform entscheidend, sondern auch das digitale Rückgrat des Unternehmens, in welches die Informationen aus dem IoT-System eingebunden werden sollen. Deshalb schauen wir uns in Kapitel 4 die für IoT relevanten Unternehmenssoftware-Systeme und die Verarbeitung der IoT-Informationen in diesen Systemen an. Dies ist eine wichtige Grundlage dafür, dass IoT einen Wertbeitrag zu einer ganzheitlich integrierten Supply Chain leisten kann.

IoT ist die Kerntechnologie in der Industrie 4.0. Sie steht aber nicht isoliert da – weder in Bezug auf das digitale Rückgrat der Software eines Unternehmens noch bezogen auf andere Innovationstechnologien unserer digitalen Welt. Aus diesem Grund widme ich mich in Kapitel 5 der Interaktion von IoT mit Technologien wie Big Data, Künstliche Intelligenz, Augmented Reality, Virtual Reality und 3D-Druck.

IoT-Projekte sind komplex. Das liegt unter anderem am Zusammenspiel von Netzwerktechnik, Elektrotechnik, Steuerungs- und Regelungstechnik, Cloud-Technologie, On-Premise-Software, integrierten Informationssystemen sowie Informatik. Zum anderen drängen sich für das Design einer IoT-Lösung moderne Methoden geradezu auf. Insbesondere im Umfeld von Industrie 4.0 ist die Fokussierung auf den User und die Prozesseffizienz durch dessen Einsatz erfolgskritisch. In Kapitel 6 zeige ich Ihnen, wie Sie bereits in der Design-Phase das Maximum aus der Lösung herausholen.

In Kapitel 7 stelle ich konkrete IoT-Anwendungsfälle aus der Industrie vor, die von realen Kunden aus dem Logistik- und Produktionsbereich stammen. Ich erläutere, wie die Kunden zu der Lösung gekommen sind und beschreibe dabei auch die technischen Komponenten.

Vergessen Sie nicht die ganzheitliche Strategie Ihres Unternehmens. Machen Sie sich und Ihr Unternehmen startklar für eine Zeit, die von größeren Umwälzungen und Veränderungen geprägt sein wird als alles, was wir uns heute vorstellen können. Wie Sie darauf reagieren können und wie Sie sich für die Zukunft aufstellen, wie Sie strategische Partnerschaften aufbauen und pflegen, verrate ich Ihnen in Kapitel 8. Hier lernen Sie auch, wie Sie durch den Einsatz und die Festigung agiler Methoden in Ihrem Unternehmen aus einem Projekt eine IoT-Strategie entstehen lassen. IoT ermöglicht es Ihnen, Ihr traditionelles Geschäftsmodell zu erweitern oder komplett zu transformieren.

Ohne eine Danksagung kommt kein gutes Buch aus. Besonderer Dank gilt meiner Frau Gitti und meinen beiden Kindern Marlene und Kurti für ihre Geduld und Unterstützung während des Verfassens dieses Werkes, das in Zeiten von Corona-Pandemie, von Home Schooling sowie der Gründung und des Aufbaus meiner Unternehmen in 2020 entstand. Für die Hilfe meines Freundes und Redakteurs Dirk Nordhoff (deutschmitdirk.de), mit dem ich bereits seit Ende der 90er Jahre zusammenarbeite, möchte ich mich ebenfalls bedanken. Wir starteten beide unsere berufliche Laufbahn als Journalisten bei der Westdeutschen Allgemeinen Zeitung in der Funke Mediengruppe. Ohne ihn und die hervorragende Unterstützung und Engelsgeduld meiner Lektorin Julia Stepp wäre dieses Buch nicht in der vorliegenden sprachlichen Qualität entstanden. Ein großer Dank gilt auch den Unternehmen, die mit Use Cases und Interviews zur Entstehung dieses Buches beigetragen haben: Zolitron Technology GmbH, IdentPro GmbH, Huawei, Cisco, IoT Analytics, Fraunhofer-Institut, PAC Deutschland, digit-ANTS GmbH und iIoT.institute.

Ilvesheim, Februar 2021

Andreas Holtschulte