Internet der Dinge DMR. Car-to-X-Technologien verändern die Zukunft : K.I.T.T. Bitte kommen!

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1 Detecon Management Report DMR blue Ausgabe 1 / 2015 Internet der Dinge Car-to-X-Technologien verändern die Zukunft : K.I.T.T. Bitte kommen! Interview mit Hagen Rickmann, T-Systems : Wir verstehen uns als Partner der Industrie auf dem Weg zu Industrie 4.0 Big Data für Telekommunikationsunternehmen : Die Sweet Spots treffen kurzfristige Chancen intern realisieren

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3 Internet der Dinge Liebe Leserinnen und Leser, das Internet der Dinge verspricht eine neue, fast magische Welt und viel Geld: Wenn Anlagen und Geräte Messwerte und Sensordaten austauschen und ganze Transaktionen selbständig steuern, verdienen die Unternehmen mit. Aber wer verdient wirklich? Fakt ist: Weder Telekommunikations- noch Industrieunternehmen können bis heute signifikante Umsätze mit M2M verzeichnen. Eine Standortbestimmung zeigt jedoch: Datenbasierte Geschäftsmodelle bestimmen die Zukunft, Industrie 4.0 ist ein wichtiges Konzept zur Standortsicherung Deutschlands, das Wachstum für den Internet der Dinge -Markt nimmt Fahrt auf. Bisherige Hürden wie Sicherheit und Datenschutz, Interoperabilität, aber auch die einfache Nutzung aus Verbrauchersicht liegen inmitten des Blickfelds von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, jede Errungenschaft in Sachen integrierbare Standards verbessert die Rahmenbedingungen für die Erschließung eines großen Marktpotenzials. Dies bringt Branchen wie Automotive, Hightech und Health, aber auch die Telekommunikation, in die Pole Position. Und auch für den Handel setzt das Internet der Dinge neue Impulse. Als Verbraucher dürfen wir uns in jedem Fall auf spannende Anwendungsszenarien freuen it s all about magic! Wir wünschen Ihnen eine anregende Lektüre und gute Unterhaltung. Ihr Francis Deprez CEO, Detecon International GmbH 1 Detecon Management Report blue 1 / 2015

4 Inhalt Internet der Dinge und M2M eine Definition Das Übel aller Dinge: Der Mensch 4 Internet der Dinge & Big Data Die Zukunft datenbasierter Informationen ist nicht länger zu ignorieren 6 Das Internet der Dinge und seine Endgeräte Strategische Bedeutung der Endgeräte wächst durch ihre Vernetzung 8 Auswirkungen der Endgeräteflut auf die Mobilfunknetze Ist der Kollaps unvermeidbar? 12 Industrie 4.0 Digital Navigator unterstützt bei der Umsetzung 16 Interview mit Hagen Rickmann, Geschäftsführer Sales, T-Systems International GmbH Wir verstehen uns als Partner der Industrie auf dem Weg zu einer Industrie Master Data Management Shared Data im Internet der Dinge und in der Industrie Interview mit Christian Renner, Investment Manager, hub:raum Das Internet der Dinge braucht massentaugliche Use Cases, die jedem einleuchten 28 Das Internet der Dinge als letzte Chance? Der traditionelle Handel muss die Lücke zu erfolgreichen Online-Händlern schließen 32 Impressum: Herausgeber: Detecon International GmbH Sternengasse Köln Aufsichtsrat: Thilo Kusch (Vorsitz) Geschäftsführung: Francis Deprez (Vorsitz) Dr. Jens Nebendahl Handelsregister: Amtsgericht Köln HRB Sitz der Gesellschaft: Köln Druck: Druckerei Chmielorz GmbH Ostring Wiesbaden-Nordenstadt Fotos: Fotolia istockphoto 2 Detecon Management Report blue 1 / 2015

5 Car-to-X-Technologien verändern die Zukunft K.I.T.T. Bitte kommen! 36 Interview mit Dr. Sven A. Beiker, Geschäftsführender Direktor, CARS Datentechnisch wird das Auto das Mobiltelefon noch übertrumpfen 40 Business Insights Big-Data-Technologien machen das Notwendige möglich 44 Implementierung von Big Data Warum Prozesse und Kultur von zentraler Bedeutung sind 48 Big Data für Telekommunikationsunternehmen Die Sweet Spots treffen kurzfristige Chancen intern realisieren 52 Auswirkungen des Internet der Dinge auf die Transportnetze Wie sich Netzbetreiber auf den Vormarsch der Maschinen vorbereiten 56 M2M für Telekommunikationsunternehmen Strategiedimensionen für den Eintritt in den M2M-Markt 62 Wearable Technology Trends, Ökosystem und strategische Optionen für Carrier 68 Agile Economics Eine Methode zur wirtschaftlichen Bewertung und Steuerung von Innovationen wie Big Data 70 Wir bedanken uns bei den Co-Autoren: Ingmar Haffke Marcello Schermer 3 Detecon Management Report blue 1 / 2015

6 Internet der Dinge und M2M ein Definition Das Übel aller Dinge: Der Mensch I n Anlehnung an Kevin Ashton 1 ist eines der größten Probleme des Internets der Mensch. Der Mensch fungiert als hauptsächliche Datenquelle des Internets, erscheint jedoch, mit seiner limitierten Zeit, Aufmerksamkeit und Genauigkeit, als denkbar ungeeigneter Kandidat hierfür. Würden dahingehend Dinge, welche alles wissen, was sie wissen müssen, ihr Wissen in Form von Daten ohne menschliche Interaktion sammeln und zu Informationen beziehungsweise Entscheidungen verarbeiten, könnte alles dokumentiert, gemessen und verfolgt werden, bei gleichzeitiger Reduktion von Datenmüll und -verlusten sowie Kosten. Soweit zumindest Kevin Ashton. Die Eliminierung der Fehlerquelle, des Engpasses Mensch, ist ein Bestreben, das spätesten seit dem Zeitalter der Industrialisierung im Fokus der Menschheit steht. Nun hat es auch das Internet erreicht. Also gut, der Hauptschuldige scheint identifiziert. Dann sollen doch diese Maschinen direkt mit einander kommunizieren! Aber Moment, sprechen wir dann von M2M oder sind M2M und das Internet der Dinge identisch? Der einschlägigen Fachliteratur scheint diese Antwort jedenfalls nicht leicht zu fallen. Viele Experten sprechen vom Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und M2M in einem Atemzug, andere befassen sich mit einer Abgrenzung beziehungsweise Definition der Begriffe aus unterschiedlichsten Betrachtungswinkeln. Bei einem Detail ist sich der überwiegende Teil der Autoren aber einig: IoT und M2M kommen in einer verworrenen Zweisamkeit daher. M2M Der Ursprung von M2M liegt in der Telemetrie, also der Fern übertragung von Messwerten einer Messeinheit beziehungs - weise mehrerer Messeinheiten an eine physisch getrennte Empfangsstelle. M2M grenzt sich hierbei durch den gegenseitigen und automatisierten Informationsaustausch von Endgeräten Sensoren und Modulen mit einer zentralen Leitstelle und der Verknüpfung von Informations- und Kommunikationstechniken von der Telemetrie ab, welche die reine Übertragung von Messdaten über eine größere Entfernung beschreibt. 2 Eine M2M-Lösung besteht aus voneinander abhängigen Komponenten, zum Beispiel der Hardware (Module, Sensoren), dem Kommunikationsnetzwerk und den IT-Bestandteilen (Solution, Plattformen, Integrationsdienst leistungen). Die Orchestrierung dieser Komponenten bedarf einer engen Kooperation zwischen Solution Providern, Telekommunikationsunternehmen und Kunden. Dies ist vor allem darin begründet, dass M2M- Lösungen einem speziellen oder einem engen Verbund an zuvor definierten Geschäftszwecken dienen. Es handelt sich demnach um alleinstehende oder proprietäre Lösungen, welche in Geschäftsprozessen zur Erfüllung eines bestimmten Zwecks und dessen Selbststeuerung integriert werden müssen und aus bekannten Bestandteilen besteht. Dabei werden Daten von den Sensoren gesammelt und von den Modulen über ein Kommunikationsnetzwerk, das auch aus einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung bestehen kann, an Server oder Datenbanken zur weiteren Auswertung geschickt. 1 That Internet of Things Thing, RFIS Journal, July 22, Siehe hierzu z.b. Wikipedia.de Telemetrie 4 Detecon Management Report blue 1 / 2015

7 Internet der Dinge Von M2M zum Internet der Dinge Das Internet der Dinge hat seine Ursprünge in den 90iger Jahren. Es wurde zunächst in den Ubiquitous Computing - Konzepten von Mark Weiser umschrieben und fortan weiterentwickelt. Der Grundgedanke bei IoT liegt in der Erweiterung des Internets um beliebige physische Objekte über deren bestehende Funktionen hinaus. Wir gehen hier jedoch weiter und definieren, dass im Internet der Dinge physische Objekte miteinander über internetähnliche, sich teilweise selbstorganisierende Strukturen und deren Kommunikationsprotokolle verbunden werden. Dabei bedeutet selbstorganisierend in diesem Falle, dass die Kommunikation sich selbstständig einen neuen Weg zum Ziel sucht, falls einer der Verbindungsknoten zwischen Quelle und Ziel ausfällt. Die Objekte sind damit nur noch sehr locker miteinander verbunden ( loosely coupled ), es gibt keine dedizierte Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen ihnen, sondern sie bilden offene Informationsökosysteme. Objekte des IoT sind dabei nicht zwingenderweise aktive Sensoren, Module oder Sender und Akteure von Daten, sondern können mittels RFID, Strichcode und QR-Code auch passive Objekte sein. Die Verbindung beliebig vieler Objekte über internetähnliche Strukturen, die natürlich auch das Internet selbst sein kann und im allgemeinen zur Zeit auch ist, führt zu einem enormen Anstieg des Datenvolumens und der damit einhergehenden Problematik, diese Daten zu sammeln, zu analysieren und strukturieren und entsprechend der IoT-Anwendung zu nutzen. Dieses Datenaufkommen wird im IoT in der Cloud gespeichert. Es lässt sich also nicht sagen, auf welchem Server physikalisch genau die Daten gespeichert sind. Weiterhin lassen sich die Daten aus verschiedenen Quellen über (offene) Schnittstellen von verschiedenen Anwendungen, die Zugriff auf diese Schnittstellen haben, abrufen und verarbeiten, um neue Dienste bereit zu stellen. Unabhängig von den Ursprüngen von M2M und IoT stellt die Verschmelzung von IT und Kommunika tionstechnologien für beide Ansätze eine notwendige Bedingung dar. Auf Grund der weitestgehend identischen Basiselemente und im Zuge der Weiterentwicklung von ICT haben sich beide Begriffe aufeinander zubewegt. Das Konzept hinter IoT geht jedoch in Bezug auf die Offenheit gegenüber der Einbindung von Datenlieferanten und -anwendern über die Anwendungen von M2M hinaus und erlaubt weitaus komplexere und funktionalere Anwendungsfälle. Verbindungen, welche bei M2M-Lösungen noch zwischen dedizierten und bekannten Partnern stattfinden, werden im IoT-Fall auf internetähnliche, sich selbstorganisierende Strukturen verlagert. M2M-Lösungen für hochspezialisierte Anwendungsfälle mit eigenen Datenquellen stehen Informations ökosystemen im IoT gegenüber, welche sich mittels offener Schnittstellen weiteren Nutzergruppen zur Verfügung stellen. Die Verarbeitung von Daten, welche im M2M-Fall auf dedizierten Servern stattfindet, wird bei IoT auf die Cloud unter vermehrter Einbindung von Big-Data-Technologien verlagert. IoT kann demnach als ein nachgelagerter Evolutionsschritt für M2M-Lösungen gesehen werden. Diese Evolution wird in vielen Anwendungsfällen und vertikalen Industrien zu beobachten sein. Ein Beispiel ist der Markt für Wearables. Sind die derzeitigen Geräte und Anwendungen noch in geschlossenen Systemen auf die Erfüllung eines bestimmten Zweckes ausgerichtet, werden sich in Zukunft Informations ökosysteme um die Wearables bilden, die die Einbindung und den Informationsaustausch von weiteren Geräten und Diensten erlauben. Dedizierte M2M-Lösungen werden weiterhin parallel existieren. Dies gilt zum Beispiel für Lösungen mit besonders hohen Anforderungen an Sicherheit und Datenschutz. M2M und IoT werden daher auch in Zukunft parallel existieren. Der Trend wird zu IoT-Lösungen gehen, da hier nahtlos Menschen, Kommunikationsgeräte, Maschinen und Dienste miteinander agieren und somit weitreichendere Anwendungen verwirklicht werden können. 5 Detecon Management Report blue 1 / 2015

8 Internet der Dinge & Big Data Die Zukunft datenbasierter Geschäftsmodelle ist nicht länger zu ignorieren Zwei Begriffe wurden in den letzten Monaten zu den Buzzwords der Technologiewelt: Internet der Dinge und Big Data. Beide zeigen die grundsätzlichen Veränderungen auf, die Unternehmen in ihren Geschäftsstrategien künftig beeinflussen. Und sind absolut branchenübergreifend relevant. I nternet der Dinge worum geht es dabei eigentlich? Üblicherweise ist hierunter eine internetähnliche Struktur zu verstehen, in der physische Objekte über eine Netzwerkkonnektivität verfügen, die es ihnen erlaubt, online untereinander zu kommunizieren. Ebenso sind mächtige Analysetools verfügbar, um Informationen weiter zu verarbeiten, die in sehr großen Mengen als strukturierte und nicht-strukturierte Daten vorliegen. Grob gesagt, erstreckt sich Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) auf drei große Bereiche: die Datensammlung, den Datentransport und die Datenanalyse. Einsatz von Lösungen steht noch am Anfang Ein Schlüsselfaktor ist die immense Datensammlung, die von vernetzten Geräten erzeugt werden, etwa von tragbarer wearable Elektronik, Sensoren, vernetzten Fahrzeugen, intelligenten (Strom-)Zählern oder Geräten zur Gesundheitsüberwachung. Da IoT-Geräte laufend Daten generieren, sind riesige Mengen an Daten über meist drahtlose Netze zu transportieren. Und dies, obwohl der Datenverkehr im Internet schon unabhängig davon bereits in exponentiellem Ausmaß wächst. Hochentwickelte Softwareanalysen, die auf Big-Data-Technologien basieren, ermöglichen aufgrund der dann nahezu in Echtzeit möglichen Speicherung, Konsolidierung und Analyse von Daten weitaus bessere Einblicke ins eigene Geschäft. Hierdurch erwachsen wiederum deutliche Wettbewerbsvorteile gegenüber weniger datengetriebenen Ansätzen. Obwohl weltweit die Unternehmen beginnen, sich mit IoT und Big Data zu befassen, zeigte kürzlich eine Gartner-Studie, dass derzeit nur acht Prozent der Unternehmen solche Lösungen einsetzen. 57 Prozent wiederum befinden sich gerade in dem 6 Detecon Management Report blue 1 / 2015

9 Stadium, Strategien zu entwickeln, um irgendwie die schier endlosen Möglichkeiten von wertvollen Einblicken in Kunden, Güter, Prozesse und die gesamte Wertschöpfungskette neu zu erschließen und ausschöpfen zu können. Doch wenn vernetzte Geräte und Einblicke in darin gesammelte Daten so wertvoll sind, warum ist das Internet der Dinge nicht schon jetzt allgegenwärtig in den Geschäftsstrategien präsent? Die Hürden lagen in den komplexen Wertschöpfungsketten, die bis dato vor allem auf teils konkurrierenden und fragmentierten Standards sowie sehr verteilten Anwendungen und Plattformen beruhen. Auch die technische Reife, etwa bei Batterieleistungen für Geräte und Sensoren, hat sich nicht schnell genug weiter entwickelt, um die langfristige Funk tion ohne neues Aufladen zu garantieren. Zudem verhinderten nationale Regulierungen und komplexe Roaming-Verein barungen das schnelle Vordringen der vernetzten Geräte. Analytische Einblicke von unschätzbarem Wert Heute, dank reiferer, technologischer Ökosysteme und einem klaren Nachfrageplus, sind die Kosten für Hard- und Software deutlich gesunken. Datennetzwerke erstrecken sich nun aufgrund internationaler M2M-Allianzen und steigender Wi-Fi- Abdeckung über nationale Grenzen hinweg. Gleichzeitig treibt das Aufkommen von Cloud-Services und mobilen Geräten die Entwicklung einer neuen Generation geschäftlicher Anwendungen voran. All diese Trends zusammen geben Grund zur Annahme, dass sich der Markt für IoT und Big Data kurz vor einer deutlich beschleunigten Wachstumsphase befindet. Big Data wird aller Voraussicht nach ein unverzichtbares Werkzeug für jedes Geschäftsmodell werden. Die analysierten Datentypen reichen von Maschine-zu-Maschine (Sensoren, GPS, Logdateien), über Mensch-zu-Maschine (E-Commerce, Finanztransaktionen) bis hin zu Mensch-zu-Mensch (Social Networks, virtuelle Communities). Während in der alten, analogen Welt noch endliche Mengen an strukturierten Daten vorliegen, besteht die Big-Data-Welt zum großen Teil aus zahllosen, unstrukturierten und somit nicht vordefinierten Daten, die darüber hinaus auch in einer Vielfalt unterschiedlicher Quellen entstehen. Wichtig für das Verständnis ist allerdings, dass Big Data nicht aus den Daten selbst seinen Wert erzielt, sondern aus der Information, also den analytischen Einblicken, die sich aus den Umgebungsdaten ableiten lässt. Der Einsatz von strukturierten und unstrukturierten sowie internen und externen Daten wird wohl bald erfolgreiche und weniger erfolgreiche Unternehmen voneinander unterscheiden. Die zielgenaue Identifikation von Datenmustern und deren Interpretation wird dann zum Wettbewerbsvorteil. Denn nicht nur Kosteneinsparungen, sondern auch der Aufbau von besseren, maßgeschneiderten Produkten und weiteren Innovationen sind zu erwarten. Das hohe Innovationstempo im Bereich Big Data zieht auch Investoren an: Der Fluss von Venture Capital und institutionellen Investments in Big-Data-Unternehmen stieg in den letzten Jahren signifikant an, alleine in 2013 wurden weltweit 3,6 Milliarden US-Dollar darin investiert. Vor allem junge und innovative Unternehmen prägen diese Entwicklung. Dies heißt auch, dass Organisationen, die auf den Zug aufspringen wollen, nicht nur den jetzigen Status kennen müssen, sondern sich auch künftig stets am Puls der Zeit sich entwickelnder Trends bewegen sollten. Konvergenz von Big Data und Cloud Services wirkt zeit- und kostenschonend Neben den zahllosen Varianten industriespezifischer Trends ist als wesentliche, hervorzuhebende Tendenz vor allem die zunehmende Konvergenz von Big Data und Cloud Services zu nennen. Früher nutzten Unternehmen für ihre Entscheidungen in der Regel ihre eigenen, gespeicherten Daten in Data Warehouses. Der Betrieb solcher Analyse-Infrastrukturen war aber zeit- und kostenintensiv. Künftig können Unternehmen jedoch auf Drittanbieter zurückgreifen, die je nach Bedarf fast unendlich skalierbare, Cloud-basierte Big-Data-Services erbringen. Zusätzlich zur effizienteren Speicherverwaltung werden dann Cloud-Lösungen den Unternehmen helfen, Silos aufzubrechen und alle Daten in einer umfassenden Cloud zu sammeln, auf die jederzeit und überall zugegriffen wird. Big Data wird, befeuert vom Wachstum vernetzter Geräte und Fortschritten bei Cloud Computing, Unternehmen vielschichtig darin unterstützen, ihre Strategien umzusetzen, Entscheidungen zu treffen, Produkte zu entwickeln und Kundenwünsche zu erfüllen. Diese fundamentale Entwicklung wird alle Branchen betreffen, von der Telekommunikation bis zur Gesundheitsbranche, über die Logistik, den Handel und die Industrie bis hin zur Energiewirtschaft. Big Data sollte daher als Weg erkannt werden, um finanzielle Ergebnisse zu verbessern und nachhaltiges Wachstum zu erzeugen. Daniel Kellmereit ist als CEO Detecon Inc. für den gesamten nord- und südamerikanischen Markt verantwortlich. Er verfügt über umfangreiche Erfahrungen in den Bereichen Innovation, Marketing, Unternehmensentwicklung und Wachstumsstrategien. Er arbeitet mit Kunden in der Telekommunikations-, Internet-, Hardware-, Software- und Dienstleistungsbranche sowie mit Investoren. 7 Detecon Management Report blue 1 / 2015

10 Das Internet der Dinge und seine Endgeräte Strategische Bedeutung der Endgeräte wächst durch ihre Vernetzung Für den Markt des Internet der Dinge existieren bereits viele Anwendungs szenarien. Was fehlt, damit Unternehmen diese mit einer Vielfalt an Endgeräten reibungslos umsetzen können? Ein Konzept, das wichtige Fragen hinsichtlich Sicherheit und Datenschutz, Installation und Handhabung sowie Interoperabilität löst werden je nach Schätzung und Schätzendem zwischen Auch die meisten Wearables werden noch immer im Fitnessbereich eingeordnet. Dabei steckt gerade im Bereich des Pervasive 14 (ABIresearch, Strategy Analytics, Detecon) und mehr als 40 Milliarden Endgeräte (Ericsson) miteinander und mit Datenservern verbunden sein, um Daten zu sammeln und größere an den Health care-bereich, wo Kleidung mit verschiedenen Computing ein großes Potenzial. Zu denken ist beispielsweise Systeme aufgrund der ausgewerteten Daten zu steuern. Vitalfunktions- Sensoren unmerkbar für den Träger ausgestattet ist. Auch Google Glass hat durch offene Schnittstellen und eine Das Internet verbindet nicht länger nur PCs und Notebooks frei zugängliche Entwicklungsumgebung ein großes Potenzial miteinander für Augmented Reality -Anwendungen. Miteinander vernetzte Geräte werden sich innerhalb weniger Jahre in all unseren Lebensbereichen durchsetzen. Sie eröffnen große Möglichkeiten im Bereich der Dienste und Produkte, werfen aber auch technische, kommerzielle, regulatorische und legale Herausforderungen auf. Durch die Verknüpfung von Internet und realen Dingen im Universum des Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ergeben sich viele neue Anwendungsgebiete. Manche darunter, zum Beispiel die Augmented Reality, sehen zunächst wie Spielerei aus, bieten aber durchaus ernsthafte Anwendungsszenarien wie das Head-up Display im Auto, wo Umgebungs- und Navigationsinformationen kein eigenes Display mehr haben, sondern von innen auf die Windschutzscheibe projiziert werden. Durch technische Entwicklungen sind viele Geräte seit relativ kurzer Zeit in Preisregionen vorgestoßen, in denen sie für den Massenmarkt interessant oder für bestimmte Aufgabenbereiche sogar erst nutzbar werden. Hierunter fällt die (Weiter-)Entwicklungen der Rechenkraft. Demgegenüber stehen die Entwicklungen in der Displaytechnologie, die zum Beispiel kleine Standarddisplays immer billiger werden lassen und gleichzeitig im High-end-Bereich immer höhere Auflösungen auf kleinen Displays realisieren. Mit Blick auf die IoT-Anwendungsfälle nicht zu vergessen sind die immer günstiger und kleiner werdenden Funkmodule sowie die Bemühungen, Strom zu sparen. Solche Stromsparansätze benötigen jedoch eine kombinierte Vorgehensweise in Hard- und Software, damit die Geräte mit kleinen Batterien monatelang auskommen. 8 Detecon Management Report blue 1 / 2015

11 Der Einfluss der Endgeräte auf unser Leben wächst Aber wie werden diese miteinander verbundenen Geräte unser Leben beeinflussen? Und in welchen Bereichen wird das passieren? Dass vernetzte Endgeräte unser privates und berufliches Leben durchdringen, steht außer Frage. Am Beispiel der Connected Cars kann man diesen Einfluss sowohl für den geschäftlichen als auch für den privaten Bereich erleben: Autos können sich miteinander verbinden, um Sensorwerte anderer Autos über Temperatur, Geschwindigkeit und Straßenbeschaffenheit, beispielsweise Aquaplaning-Warnung eines entgegenkommenden Fahrzeugs, auszuwerten. Anhand dieser Informationen kann dem Fahrer eine Warnung angezeigt werden oder sogar eine autarke Reaktion des Fahrzeugs erfolgen. Ein anderer, eher genereller Anwendungsfall ist Industrie 4.0. Mit Hilfe von Sensoren wird eine schlanke Produktion von physikalischen Gütern angestrebt bei gleichzeitiger optimaler Ausnutzung der beteiligten Maschinen, die so effizient ist, dass auch individuelle Produkte, also Produkte mit Losgröße 1, wirtschaftlich und mit Gewinn für den Produzenten gefertigt werden können. Smart Cities hingegen bilden quasi alle möglichen IoT-Anwendungsfälle unter einem einzigen gemeinsamen Dach ab. Integriert werden können sowohl die intelligente Verkehrsführung, um Staus zu vermeiden und die Bewohner durch Geräte des Connected Car ohne Verzögerung zu einem freien Parkplatz zu leiten, als auch die Unterstützung von Healthcare-Anwendungen, zum Beispiel durch Wearables, die bei Schwangeren die Vitalfunktion des Kindes und der werdenden Mutter messen und mithilfe des Smartphones sowohl Regelunter suchungstermine als auch außerplanmäßige Termine mit dem behandelnden Arzt vereinbaren, zu denen dem Arzt die gemessenen Daten der Wearables auch vorliegen. Auch der Smart Port kann zu den Anwendungsfällen innerhalb der Smart City gehören. Im intelligenten Hafen werden durch die Vernetzung der Container und der Transportfahrzeuge die Transportwege und Ladezeiten optimiert. Ziel ist es, durch den Einsatz von Sensoren und intelligenter Steuerungstechnik die Zeiten und Wege so zu optimieren, dass mehr Schiffe als zuvor mit denselben Ressourcen be- und entladen werden können. In der Realität ist allerdings schon die Be- oder Entladung eines einzigen Schiffes mehr pro Tag unter Verwendung derselben Ressourcen ein logistischer und auch vor allen Dingen ein finanzieller Erfolg. Enabler und Treiber für das Internet der Dinge Enabler für die immer weitergehende Verbreitung von vernetzten Geräten sind im technischen wie auch im kommerziellen Bereich zu finden. Zunächst einmal ist der technische Fortschritt zu nennen: Erst die Miniaturisierung von Sensoren und Prozessoren macht beispielsweise Wearables mit einer annehmbaren Größe und einem tragbaren Gewicht erst möglich. Durch die Smartphone-Revolution hat inzwischen fast jeder seinen eigenen Computer in der Hosentasche, auf dem man für viele Dienste eine Anwendung herunterladen kann, die einem direkt und auf einen Blick Daten von Sensoren visualisiert und es möglich macht, weit entfernte Geräte zu steuern. Diese Marktdurchdringung von kleinen und leistungsstarken Computern, die nebenbei auch noch telefonieren können, ist einer der Schlüssel des Internet der Dinge zum Massenmarktgeschäft. Während es früher ein mühseliges Geschäft war, M2M- und IoT-Anwendungen zu entwickeln und auf spezielle Geräte anzupassen, bieten viele Gerätehersteller heute zumindest Softwaretreiber zur Steuerung ihrer Geräte an. Sie haben inzwischen Abbildung: Entwicklung der Zahlen für internetfähige mobile Geräte (in Milliarden) 12,4 14,5 10,4 IoT-Geräte 5,7 4,1 7,0 5,2 8,6 6,6 8,2 9,9 11,8 andere Geräte 1,6 1,8 2,0 2,2 2,5 2, Jahr Quelle: ABIresearch, Strategy, Analytics, Detecon 9 Detecon Management Report blue 1 / 2015

12 das Potenzial von M2M und dem Internet der Dinge erkannt. M2M-Plattform-Hersteller und Software-Ökosystem-Hersteller wie Apple oder Google bieten sogenannte Application Programming Interfaces (APIs) an: Softwarebibliotheken, die dem Anwendungsentwickler allgemeine Standardaufgaben wie den Aufbau einer Datenverbindung und spezielle Aufgaben innerhalb eines IoT-Anwendungssegmentes, zum Beispiel die Messung des Herzschlags für eine Healthcare-Anwendung abnehmen. Dadurch wird dem Entwickler die Möglichkeit gegeben, sich mehr auf die Logik und die Problemlösung innerhalb seiner Anwendung zu konzentrieren. Auf der kommerziellen Seite war die Datenübertragung über Mobilfunknetze lange Zeit eine recht teure Angelegenheit. Viele Kunden befürchteten einen Bill Shock. Inzwischen sind die Tarife aber auf breiter Front günstiger geworden und im privaten Bereich oft einer Datenflatrate gewichen. Für die Ausrüstung von M2M-Geräten mit SIM-Karten gibt es M2M- SIM-Karten, die aufgrund der speziellen Nutzung sehr günstige Konditionen enthalten. Auch die Preise vieler Sensoren und anderer Geräte, die man für eine IoT-Anwendung benötigt, sind rapide im Preis gefallen und ermöglichen so den Anwendungen den Zutritt zum Massenmarkt. Ein großer Treiber des Geschäftes mit dem Internet der Dinge ist auf Seiten der Telekommunikationsfirmen der Rückgang des traditionellen Geschäfts mit SMS und Sprachtelefonie sowie die Suche nach neuen Geschäftsfeldern, die auch mit den Kernkompetenzen wie der Kommunikationsübermittlung etwas zu tun haben. Hier wird von den Netzwerkoperatoren und den Herstellern von Netzwerkausrüstung, M2M- und IoT-Plattformen und -geräten ein großes Potenzial gesehen. Auch in Bereichen wie der Automobilindustrie sind einerseits Kostenoptimierungen, zum Beispiel durch Industrie 4.0 oder die Erhebung von Fahrzeugdaten im Connected Car, andererseits die Erschließung neuer Geschäftsfelder, zum Beispiel durch neue Geschäftsmodelle mit dem Connected Car, die vordergründigen Treiber für die Entwicklung des IoT-Geschäftsfeldes. kann man damit auch Geld verdienen? Aber wie können Unternehmen mit dem Internet der Dinge und seinen Endgeräten Geld verdienen? Diese Frage ist bis jetzt nicht unbedingt eindeutig von den Spielern im Markt beantwortet worden. Allerdings glauben inzwischen alle großen Firmen an das Potenzial in diesem Markt. Ein Indikator ist sicherlich das Bestreben von Apple und Google den Giganten, die den Smartphone-Markt praktisch unter sich aufteilen, mit ihrer Softwareplattform und dem angeschlossenen Ökosystem in den Markt zu drängen. Gleichzeitig lässt sich am Engagement von Google und Apple ablesen, welchen Anwendungsgebieten im Internet der Dinge sie das größte Potenzial zutrauen: Beide Firmen bieten eine Plattform(-erweiterung) und Entwicklungsunterstützung für das Connected Home an und stützen diese mit Zukäufen kleinerer Spezialfirmen in diesem Bereich, Google zum Beispiel mit dem Zukauf von sieben Robotik firmen in 2013 und den Firmen Boston Dynamics, Nest und Deep- Mind. Ebenfalls bieten beide Firmen seit kurzer Zeit Lösungen für den Entertainmentbereich im Auto an. Google geht allerdings noch einen großen Schritt weiter als Apple und forscht bereits seit Jahren erfolgreich am Thema autonomes Fahren, so dass erste autonome Google-Fahrzeuge 2014 unter Auflagen eine Straßenzulassung in Kalifornien bekommen haben. Microsoft und Blackberry sind etwas weniger auffällig in diesem Bereich tätig Blackberry hat im August 2014 eine Abteilung zur Entwicklung von Software für die Geräte des Internet der Dinge gegründet. Wenn all diese Firmen derartige Anstrengungen unternehmen, um frühzeitig im Markt für das Internet der Dinge an führender Position präsent zu sein, dann muss ja hier irgendwie Geld zu verdienen sein! Aber was hat die Spezialfirmen, Telekommunikationsunternehmen und sonstige Spieler auf diesem Markt bis jetzt davon abgehalten, große Umsätze und Gewinne einzustreichen? Zunächst einmal ist es für die meisten Anwendungsfälle im Internet der Dinge -Bereich bis jetzt versäumt worden, dem potenziellen Kunden einen Nutzen der zur Zeit auf dem Markt befindlichen Anwendungen, für den er auch bereit ist, entsprechend zu bezahlen, aufzuzeigen. Warum sollte sich ein Kunde ein Smart Meter zur intelligenten Messung seines Stromverbrauchs für mehrere hundert Euro kaufen, wenn er damit nur seinen Stromverbrauch online sehen kann? Hier fehlt es eindeutig noch an einem Anreiz. Denkbar wäre ein Anreiz finanzieller Art in Form einer Strombörse, mit der der Kunde seine Kosten über niedrigere Strompreise senken kann. Gerade am Beispiel der Smart Meter -Anwendung kann man gut erkennen, dass zu vielen Anwendungen ein entsprechendes Ökosystem gehört, ohne das ein Gerät und seine Anwendung im Internet der Dinge noch nicht viel Sinn macht. Ein Gegenbeispiel sind die großen Anstrengungen, die derzeitig in der Industrie unternommen werden, um Ökosysteme für den Industrie 4.0 -Anwendungsfall zu konzipieren und aufzubauen, zum Beispiel Audi mit der Future City Factory. Zurzeit steckt der Markt allerdings noch in den Kinderschuhen. Auf der einen Seite gibt es noch wenig Erfahrung, ob die neuen Geschäftsmodelle greifen und wie viel Geld sich wirklich mit dem Internet der Dinge verdienen lässt. Auf der anderen Seite fehlen, gerade im Connected-Cars-Anwendungsfall, einfach 10 Detecon Management Report blue 1 / 2015

13 noch die Ökosysteme, um das volle Potenzial der IoT-Geräte und ihrer Anwendungen auszuschöpfen. Wachsende Herausforderungen für Endgeräte im Internet der Dinge Der Markt entwickelt sich jedoch immer rasanter. Momentan sieht es so aus, als würde die Klärung wichtiger Fragen mit dieser Entwicklung nicht ganz Schritt halten. Eine der großen Herausforderungen des Internet der Dinge ist beispielsweise die Standardisierung. Über die Standardisierung auf Hardwareschnittstellenebene, um zwei Geräte einfach miteinander verbinden und die gegenseitige Funktionalität nutzen zu können, hinaus geht es auch um die Standardisierung auf Softwareebene, also die Schnittstellen innerhalb eines Application Programming Interface. Damit muss nicht jede Anwendung für jedes Endgerät neu angepasst werden. Um jedoch in den Massenmarkt zu kommen, ist nicht nur ein Umdenken in Richtung der Anwendungsentwickler, sondern auch in Richtung Kunden unbedingt nötig: Es müssen einfach zu installierende After-Market-Lösungen angeboten werden, die auch ein Laie anhand von farbig markierten Anschlüssen und sonstigen Hilfsmitteln einfach und sicher installieren kann. Eine andere große Herausforderung betrifft die Daten, die von den Endgeräten geliefert und auf Servern in der Cloud verarbeitet werden. Zunächst einmal ist zu klären, wem die von den diversen Systemen im Auto erhobenen Daten gehören. Wer darf diese Daten wie und wo speichern und verarbeiten? Solange diese Fragen nicht vom Gesetzgeber abgesichert werden, befinden sich die IoT-Anwendungs- und Diensteanbieter in einer rechtlichen Grauzone. Aber nicht nur die Datensicherheit ist eine Herausforderung. Auch für die Ende-zu-Ende-Sicherheit, von der Gerätesicherheit der Sensoren und der gesicherten Übertragung der gesammelten Daten über die IT-Sicherheit der Datenbänke und Webserver für die Speicherung und Visualisierung der Daten bis hin zur Applikations- und Betriebssystemsicherheit für die Geräte, die diese Daten visualisieren, gibt es noch kein standardisiertes und vollständig implementiertes Sicherheitsframework, sondern nur Sicherheitsimplementierungen für einzelne Hot-Spots, zum Beispiel Betriebssysteme, Datenübertragung über LTE oder Sicherheit in der Cloud. Das Gerätemanagement ist eine weitere Herausforderung im IoT-Bereich, die nicht immer im Fokus der Endgeräte- und Plattformhersteller steht. Aufgrund der geringen Margen im IoT-Geschäftsumfeld sollten Fahrten eines Servicetechnikers zum Endgerät, zum Beispiel aufgrund eines notwendigen Softwareupdates, möglichst vermieden werden. Über eine Mobile-Device-Management-Lösung können die Geräte einer IoT-Anwendung zentral verwaltet und bei Bedarf mit neuer Gerätesoftware, neuen Parametern oder einer neuen Sicherheitsrichtlinie over-the-air ausgestattet werden. Dieses Gerätemanagement ist zurzeit in den meisten M2M-Plattformen nur rudimentär enthalten. Auch die Hersteller von Mobile-Device- Management-Lösungen, die sich bis jetzt eher auf Smartphones und Tablets fokussiert haben, halten sich merklich zurück. Die Komplexität liegt in der Vielfalt der Gerätesoftware für Sensoren und anderen spezialisierten M2M-Geräten. Hier existiert eine fast unüberschaubare, historisch gewachsene Fülle, so dass einzelne Geräte(-familien) erst mühsam über Zusatzprogramme und mit Hilfe des Geräteherstellers in die MDM-Software integriert werden müssen. Diese Integration bedeutet einen hohen Aufwand für die Plattformhersteller dieser wird jedoch auf mittlere bis langfristige Sicht nötig sein, um den Kunden ein kostenoptimiertes Gerätemanagement anbieten zu können. Was unter dem Strich übrigbleibt Der Markt des Internet der Dinge bietet ein großes Marktpotenzial für Endgeräte und entsprechende Applikationen, insbesondere wenn man nicht nur den Geschäftskundenmarkt, sondern auch den Endkundenmarkt betrachtet. Bevor dieser Markt aber richtig durchstarten kann, sind größere und kleinere Hürden zu nehmen: Sicherheit und Datenschutz, einfache Installation und Handhabung sowie die Interoperabilität. All diese Herausforderungen tauchen nicht zum ersten Mal auf, sondern sind schon in anderen Kontexten hervorgetreten und auch gelöst worden. Ein Hersteller oder Herstellergremium, der oder die ein interoperables Ökosystem mit standardisierten Hardware- und Softwareschnittstellen, ein Konzept zur Integration eines vollständigen Gerätemanagements für alle Arten von IoT- Geräten und ein Ende-zu-Ende-Sicherheitskonzept anbieten könnte, würde sich sowohl bei Geschäftskunden als auch bei Endkunden einen nicht zu unterschätzenden Wettbewerbsvorteil sichern können. Claus Eßmann ist Senior Consultant und Experte für M2M und das Internet der Dinge. Er ist Mitglied des Connected Car Solution Center und berät Unternehmen der Automobil- und Telekommunikationsindustrie zu Innovationsthemen. 11 Detecon Management Report blue 1 / 2015

14 Auswirkungen der Endgeräteflut auf die Mobilfunknetze Ist der Kollaps unvermeidbar? 12 Detecon Management Report blue 1 / 2015

15 Das Internet der Dinge fußt auf mehreren Säulen. Zwei davon sind Vernetzung und Datenübertragung. Doch gerade hier stoßen Mobilfunknetze an ihre Grenzen. Lösungsideen gibt es gehandelt werden muss jetzt. K onnektivität ist ein Kernfaktor, der das Internet der Dinge zu dem macht, was es ist: eine weiträumige Vernetzung von Gegenständen, die Daten miteinander austauschen und aufgrund der ausgewerteten Daten entsprechende Aktionen anstoßen. Durch den Preisverfall sowohl auf der Hardwareseite für entsprechende Module als auch im Bereich der Tarife für mobile Daten setzen sich diese Möglichkeiten auch im Massenmarkt durch, so dass hier eine vernetzte Welt entsteht. Ohne Verbindung geht es nicht Darüber hinaus entstehen immer mehr Anwendungen, die sich auf diese vernetzten Geräte stützen und dem Anwender Nutzen bringen soll. Dabei sammeln alle diese Anwendungen über die vernetzten Geräte Daten, die auch privater Natur sein können. Um dieses Szenario für den Endanwender attraktiv zu gestalten, muss der Anwender auf der einen Seite einen Nutzen darin sehen, Daten preiszugeben. Auf der anderen Seite muss die Vernetzung für den Nutzer auch ohne Fachkenntnisse im Netzaufbau transparent sein, die Anwendung mit den angeschlossenen Geräten muss einfach funktionieren. Einige Szenarien gehen sogar davon aus, dass die Menschen die sie umgebenden miteinander vernetzten Geräte und ihre Anwendungen gar nicht mehr bemerken, das heißt, den Menschen ist weder bewusst, dass Daten über sie gesammelt werden, noch wie Form und Umfang dieser Datensammlung aussehen. Hauptszenarien in der Welt des Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) sind das vernetzte Auto, das vernetzte Zuhause, Healthcare inklusive Wearables und Industrie 4.0. Sie werden nach Schätzungen von Detecon einen erheblichen Anteil der vernetzen Endgeräte in der IoT-Welt stellen. Dabei wird von hohen Zuwachsraten ausgegangen: Von derzeit weniger als drei Milliarden Geräten im Netz, hauptsächlich internetfähige Mobiltelefone beziehungsweise Smartphones, gehen vorsichtige Schätzungen von idate und Goldman Sachs von einer Steigerung auf 16 bis 20 Milliarden Geräten bis 2020 aus. Die Analysten von Jeffries vermuten bis 2020 sogar eine Steigerung auf mehr als 40 Milliarden Endgeräte, die miteinander vernetzt sind. Diese große Menge von miteinander und mit Servern kommunizierenden Geräte produzieren enorme Mengen an Daten, die transportiert werden müssen. Es kristallisieren sich zwei große Herausforderungen heraus: Zunächst muss eine immense Menge an Geräten miteinander vernetzt werden, das Netz muss diese Geräte verwalten können. Diese Geräte und Sensoren erzeugen eine enorme Menge von Daten, die zum Beispiel zu einem Server oder einer Datenbank zur Speicherung und weiteren Verarbeitung transportiert werden müssen. Möglichkeiten der Vernetzung und Datenübertragung Bei der Vernetzung der IoT-Geräte kann man zwischen Nahfunkverbindungen und Weitreichsverbindungen unterscheiden. Im Nahfunkbereich, zum Beispiel innerhalb eines Hauses oder eines Autos, können diese einzelnen Geräte mit verschiedenen Standard-Nahfunktechniken verbunden werden. Hier stehen WLAN, Bluetooth, Zigbee, RFID, NFC oder auch Z-Wave zur Verfügung. Da die Datenübertragungsraten bei den vorgenannten Technologien bis auf WLAN aber unter 1 Mbit pro Sekunde liegen teilweise sogar weit darunter ist für die allen Anforderungen gerecht werdende, auf einem Standard basierende Inhouse-Vernetzung unter Berücksichtigung von Home Entertainment und sonstigen Streaming-Anwendungs fällen nur die Vernetzung mittels WLAN möglich. Für die Übertragung von Steuerungsdaten, die keine hohe Bandbreite benötigen, bieten sich aber die vorhergenannten Alternativen an. Interessant wird es, wenn wir die Daten über eine größere Strecke transportieren müssen, um sie auf einem Server abzuspeichern und von überall abrufen zu können (Cloud-Prinzip), oder um diese Daten analysieren zu lassen. Hier bietet sich augenscheinlich zunächst einmal eine vorhandene Breitbandverbindung über das Festnetz und hier vorzugsweise über das Medium Glasfaser an. Sollte diese jedoch nicht vorhanden sein und Alternativen wie ein modernisiertes, auf Kupferkabeln basierendes Netz ebenfalls nicht zur Verfügung stehen, wie es zum Beispiel in ländlichen Gebieten der Fall ist oder weil das Gerät nicht fest installiert ist und sich über größere Strecken bewegt, müssen die Daten über eine Luftschnittstelle gesendet werden. Eine Kernanforderung ist eine hohe Abdeckung innerhalb der vom Gerät besuchten Gebiete. Hier bieten sich zunächst einmal die bekannten Mobilfunktechnologien an, die ab der 3. Generation bekanntester Vertreter ist UMTS mit HSxPA auch durchaus Audio- und 13 Detecon Management Report blue 1 / 2015

16 Videoinhalte streamen können. Mit LTE als Vertreter der 4. Generation der Mobilfunktechnologien erhöhen sich die mögliche Bandbreite und Kapazität der Luftschnittstelle weiter, so dass viele Benutzer in einer Zelle gleichzeitig ihre Multimedia-Inhalte in hoher Auflösung anschauen können, ohne dass der Film zu einer Diashow verkommt. Alternative Funktechnologien wie SIGMAFOX oder Neul, die allerdings noch nicht standardisiert sind, bieten eine hohe Effizienz auf der Luftschnittstelle und besitzen daher den wichtigen Vorteil der Energieeffizienz im Vergleich zu den genannten Mobilfunkstandards. Nachteile dieser alternativen Funktechnologien sind jedoch die fehlende Standardisierung, die andere Hersteller davon abhalten könnte, für diese Technologien Geräte zu entwickeln, die relativ geringe Bandbreite zur Datenübertragung, die diese Technologien für einige Anwendungsfälle mit hohem Bandbreitenbedarf wie Videostreaming unbenutzbar macht, und die zur Zeit noch unzureichende Netzabdeckung, die sich innerhalb der nächsten Jahre jedoch verbessern kann. Allerdings ist auch hinsichtlich der Luftschnittstellen-Kapazität von LTE und dem noch nicht einmal definierten, zukünftigen 5G-Standard, der frühestens ab 2020 ausgerollt werden soll, zu bedenken, dass sie nicht unbegrenzt zur Verfügung steht. Die Anzahl der zusätzlichen Geräte und deren Bandbreitenbedarf oder besser gesagt die Größe des jeweiligen Anstiegs sind aktuell nicht leicht einzuschätzende Parameter. Vernetzungsszenarien und Herausforderungen Um ein Haus zu vernetzen ( Connected Home ), können zum Beispiel alle Steuerungsgeräte mit niedrigem Bandbreitenbedarf mit einem Hub über eine Nahfunktechnologie WLAN, Bluetooth, Zigbee mit einem Controller vernetzt werden. Dieser sammelt alle Daten und schickt sie über eine breitbandigere Weitbereichsverbindung in Form einer Festnetzleitung oder einer Mobilfunkverbindung an entsprechende Server zur Verarbeitung und Visualisierung, zum Beispiel durch eine Smartphone App. Home-Entertainment-Geräte mit hohem Bandbreitenbedarf werden dagegen über Wireless LAN miteinander und mit dem Hub verbunden, um auch im lokalen Netz innerhalb des Hauses einen hohen Bandbreitenbedarf durch Streaming oder ähnliche Anwendungen abdecken zu können. Diese Trennung der verschiedenen Datenströme kann gleichzeitig eine Erhöhung der Sicherheit und Stabilität der Datenübertragung bedeuten, da ein abgestürztes Entertainment-Gerät nicht die Datenübertragung von Sensoren und Kontrollgeräten behindern kann. Im Fall des vernetzten Autos benötigt jedes beteiligte Fahrzeug eine mobile Weitbereichsverbindung, über die nicht nur Fahrzeugdaten versendet, sondern auch Musik und Filme gestreamed werden können. Die Hauptanforderungen in diesem Anwendungsfall sind die Zurverfügungstellung einer ständigen Netzwerkanbindung der entsprechenden Endgeräte und deren potenziell hoher Bandbreitenbedarf. Als Beispiel sei das Stauszenario genannt, in dem viele Passagiere gleichzeitig Filme in HD-Qualität anschauen. Da sich die Anzahl der mit dem Internet verbundenen Geräte im Zeitraum bis 2020 exorbitant steigern wird, ist alleine durch diese hohe Rate eine mindestens ähnliche Steigerung im mobilen Datenaufkommen zu erwarten, auch wenn bei weitem nicht alle IoT-Anwendungen so bandbreitenhungrig sind. Durch die vorgestellten Vernetzungsszenarien lassen sich die großen Herausforderungen der IoT-Welt in der Vernetzung und Datenübertragung bei Weitbereichsverbindungen erkennen. Hier wird mittelfristig kein Weg an der Vernetzung über Mobilfunknetze vorbeigehen, da nur diese für die meisten Szenarien die nötige Abdeckung und ausreichende Datenbandbreite anbieten. Die daraus folgenden Anforderungen an Mobilfunknetze lassen sich wie folgt ableiten: Allein durch die hohe Volumenzunahme der vernetzten Geräte ist mit einer hohen Steigerung des Datenaufkommens zu rechnen. Das Netz muss mit vielen, gleichzeitig in einer Zelle angemeldeten Geräten zurecht kommen, ohne dass eine Verbindung beeinträchtigt oder gestört wird. Die Anforderungen an die von diesen Geräten aufgebauten Verbindungen sind dabei sehr inhomogen: Die Datenverbindungen können kurzzeitig eine hohe Last mit unkontrollierbaren Zeitpunkten aufweisen. Andere Datenverbindungen charakterisieren sich über ein kleines, aber regelmäßiges Datenaufkommen oder über konstante Datenverbindungen, die dann eine beliebige Datenlast erreichen können, zum Beispiel Videoüberwachung mit hoher Auflösung und einem hohen Datenaufkommen. 14 Detecon Management Report blue 1 / 2015

17 Der Energiekonsum der Geräte sei hier nur am Rande erwähnt: Bei vielen IoT-Geräten ist der Hauptenergieverbraucher das Funkmodul, so dass bei autark mit Energie versorgten Geräten der Batteriewechsel nach einer gewissen Zeit durch einen Servicetechniker vorgenommen werden muss. Dieses ist ein nicht zu unterschätzender Kostenfaktor in der IoT-Welt, in der die Gewinnmargen pro Gerät meist sehr gering sind. Lösungsansätze Wir sehen die große Herausforderung des Internet der Dinge darin, die bestehenden und zukünftigen Mobilfunknetze nicht zu überlasten, sei es durch die Menge an gesendeten Daten oder auch durch die hohen Zuwachsraten an Geräten, die sich in den Mobilfunkzellen aufhalten und eine ständige Verbindung mit dem Mobilfunknetz aufrecht erhalten. Ersteres kann auf der Luftschnittstelle nur durch den Ausbau der Kapazitäten und durch eine Komprimierung der gesendeten Daten schon im Endgerät gelöst werden. Letzteres lässt sich dadurch lösen, dass man auf andere, alternative Funktechnologien ausweicht, sofern der Anwendungsfall dies erlaubt, und auf verschiedene Möglichkeiten, die heutzutage schon als Lösung für das Data Offloading entwickelt wurden, zurückgreift. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Internet der Dinge die Mobilfunktechnologien auf der Luftschnittstelle vor nicht zu unterschätzende Herausforderungen stellen wird. Wenn diesen nicht rechtzeitig begegnet wird, schlagen sich negative Auswirkungen durch langsame Datenverbindungen oder die fehlende Möglichkeit, sich in einer bestimmten Zelle in das Mobilfunknetz einzubuchen, auf die Kundenzufriedenheit der Mobilfunkkunden nieder. Es gibt jedoch jetzt schon Möglichkeiten, hierauf mit moderatem und kalkulierbarem finanziellen Aufwand zu reagieren. Da innerhalb der nächsten zwei bis drei Jahre gehandelt werden muss, gehört das Warten auf den 5G- Rollout jedoch nicht zur Lösungsmenge, da der 5G-Mobilfunk noch nicht definiert wurde und ein großflächiges Ausrollen bis 2020 deshalb äußerst unwahrscheinlich ist. Die Herausforderung der zur Zeit relativ kurzen Batterielaufzeiten lässt sich, solange sich die Batterietechnologien nicht grundlegend weiterentwickeln, nur durch die Kreativität der (Software-)Ingenieure lösen, die auf der einen Seite den Energiehunger der Hardware senken müssen und auf der anderen Seite durch geschickte Implementierung der (Betriebs-)Software sowohl endgeräteseitig als auch netzwerkseitig den Energieverbrauch weiter senken können. Hier sind auf der einen Seite Small Cells zu nennen, die eine sehr kleine eigene Mobilfunkzelle darstellen und direkt per Kabel oder Richtfunk an das Datentransportnetz angeschlossen werden können. Mit diesen können kleine lokale Mobilfunkzellen erstellt werden, die durch direkte Anbindung an das Transportnetz die Makrozellen entlasten. Auf der anderen Seite könnte man ein Data Offloading über WLAN-Zellen anstreben, um die Daten über einen Festnetz-/ Glasfaseranschluß ebenfalls möglichst direkt in das Datentransportnetz zu bringen. Eine Variante des WLAN-Offloading könnte die ad-hoc Vernetzung über den eigentlich für den Connected Cars -Anwendungsfall gedachten WLAN-Standard p darstellen. Sowohl die Kapazitätserhöhung als auch das Data-Offloading können gleichzeitig zur Lösung der Probleme durch die inhomogenen Datenverbindungen beitragen. Claus Eßmann ist Senior Consultant und Experte für M2M und das Internet der Dinge. Er ist Mitglied des Connected Car Solution Center und berät Unternehmen der Automobil- und Telekommunikationsindustrie zu Innova tionsthemen. 15 Detecon Management Report blue 1 / 2015

18 Industrie 4.0 Digital Navigator unterstützt bei der Umsetzung Industrie 4.0 bringt ein neues Ökosystem von Unternehmen, Kompetenzen und Märkten in der industriellen Wertschöpfung hervor. Darin besteht ein großes Potenzial zur Standortsicherung Deutschlands. Der Digital Navigator unterstützt Industrie unternehmen bei der Umsetzung möglicher Ansätze. 16 Detecon Management Report blue 1 / 2015

19 S elbst Experten sind noch unsicher, was Industrie 4.0 künftig konkret in der Umsetzung bedeutet. Auch der individuelle Nutzen lässt sich oft schwer beziffern: Wie profitieren Unternehmen tatsächlich davon? Sicher ist: Industrie 4.0 basiert auf der Verschmelzung von klassischer Produktionstechnologie mit der Informations- und Kommunikationstechnologie. Mit Hilfe der Digitalisierung sind Maschinen, Objekte und Menschen so vernetzt, dass Wertschöpfungsprozesse effizienter, agiler, flexibler oder auch qualitativ hochwertiger gestaltet oder ganz neue Geschäftsmodelle erschlossen werden können. Im Kern geht es bei darum, Interoperabilität in einem größeren Wertschöpfungskontext - vertikal und horizontal - und über den gesamten Produktlebenszyklus herzustellen (siehe auch plattform-i40.de). Wo liegt der Nutzen für die fertigende Industrie? Mit Industrie 4.0 kommen wir beispielsweise dem angestrebten Ziel, Losgröße 1 bei gleichzeitig minimalen Kosten herzustellen, einen großen Schritt näher. Dieser Erfolg basiert auf der Möglichkeit, die Fertigungsprozesse so stark zu modularisieren und zu standardisieren, dass ein hohes Maß an Fertigungsflexibilität an jeder Stelle entsteht. Über Digitalisierung und die Bereitstellung von Echtzeitinformationen kann die bisherige starre und komplexe Planungslogik abgelöst und durch eine eher ad hoc getriebene Steuerungslogik ersetzt werden. Im Zusammenspiel mit einer prozessübergreifenden Vernetzung zwischen Engineering und Produktion lassen sich spezifische Kundenwünsche noch sehr spät in den Produktionsprozess einflechten. 17 Detecon Management Report blue 1 / 2015

20 Ein ganzes Wertschöpfungsgefüge in dieser Art zu flexibilisieren ist sicher noch ein recht aufwändiges Unterfangen. Es lassen sich aber bereits jetzt sinnvolle, umsetzbare Industrie 4.0-Ansätze finden: Beispiel 1: Vereinfachung von Wartungsprozessen im Anlagenbau durch eindeutige Identifizierung und sensorgestützte Überwachung ganzer Anlagen oder Komponenten. In Verbindung mit einer Ende-zu-Ende-Verknüpfung dieser Informationen mit den produkt- oder transaktionsbezogenen Informationen der PLM- oder ERP-Welt lassen sich Wartungsevents inklusive der zugehörigen Ersatzteillogistik effektiv vorbereiten und durchführen. Über Predictive Analysen von Zustandsinformationen und Vergangenheitsdaten lassen sich Wartungsnotwendigkeiten darüber hinaus auch schon heute sehr gut vorhersagen. Beispiel 2: Augmented-Reality-Unterstützung im Wartungsfall. Bei komplexen Wartungsumgebungen lassen sich die Wartungsschritte effektiv durch Augmented-Reality-Systeme unterstützen. Beispielsweise werden in das Realbild an einem Tablet entsprechende Überblendungen und Anweisungen eingeblendet. Damit kann die Arbeitszeit für solche Wartungen und auch die Qualität sichtbar gesteigert werden. Weiterführende Ansätze beinhalten einen deutlich höheren Grad der Prozessinteroperabilität. Social Mashines beispielsweise erhalten durch erweiterte Embedded Systems, echtzeitnahe Konnektivität die Möglichkeit, sich untereinander zu optimieren. Sie können beispielsweise einen direkteren Lastenausgleich initiieren, um die Kapazitäten gleichmäßig zu verteilen. In Verbindung mit intelligenten Produkten, die relevante Informationen wie Baupläne mit den Produktionsressourcen austauschen, lassen sich bereits heute ad hoc Entscheidungslogiken in der Produktion ermöglichen. Über entsprechende Marktplätze könnte dieses Prinzip auch Standort- und Unternehmensübergreifend funktionieren. Freie Kapazitäen einzelner Produktionsressourcen könnten auch anderen Unternehmen angeboten werden. Wie lässt sich Industrie 4.0 konkret in der Industrie umsetzen? Aus dem Abschlussbericht von acatech und Forschungsunion gehen acht Handlungsfelder hervor: Smart Factory Architecture, Resiliente Fabriken, Technologiedaten Marktplatz, Vernetzte Produktion, Intelligentes Instandhaltungsmanagement, Nachhaltigkeit durch Up-Cycling, Selbstorganisierte, adaptive Abbildung: Der Digital Navigator wurde gemeinschaftlich von Detecon und dem SOA Innovation Lab entwickelt und ist ein Werkzeug zur Planung und Umsetzung der digitalen Transformation Strategische Zielsetzung R&D Einkauf & Beschaffung Produktion Logistik CRM, Sales & Service Digitale Dimensionen Finanzen & Controlling Strategisches Management Unterstützungsprozesse Digitale (Kern-) Geschäftsfähigkeiten Menschen Prozesse Technologien Quelle: Detecon & SOA Innovation Lab 18 Detecon Management Report blue 1 / 2015

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