IoT vs. IIoT - Unterschiede von Konsumentenprodukten und industriellen Systemen

Mit dem Begriff Internet der Dinge wird die Anbindung von Systemen, Geräten und alltäglich bekannten Dingen an das Internet beschrieben. Der Begriff unterscheidet grundsätzlich nicht die genaue Art und Weise der Anbindung und auch nicht die daraus resultierende Gestaltung der Anwendung. Industrial Internet of Things (kurz: IIoT) ist ein Sammelbegriff, der die Anbindung von industriellen Maschinen und Produktionsanlagen beschreibt. Der Begriff IoT hingegen wird häufig mit Blick auf allgegenwärtige, konsumentenorientierte IoT-Produkte verwendet.

IoT und IIoT - Ein technischer Unterschied?

Sieht man sich die heute bereits bekannten Anwendungsbeispiele für das Internet der Dinge an, dann lassen sich hinsichtlich der Anwenderzielgruppe somit zwei große Kategorien unterscheiden: Zum einen stehen Konsumenten und Endanwender im Fokus und nutzen IoT-basierte Anwendungen. Dies sind zum Beispiel alltägliche Systeme, wie smarte Haushaltgeräte, über Apps steuerbare Beleuchtungen und Heizungen im Smart Home, Services im PKW oder digitale sprachbasierte Assistenten. Zum anderen werden in unserer Industrie immer mehr Maschinen über das Internet vernetzt und nähren unsere Visionen von digitalen Fabriken im sogenannten Industrie 4.0-Zeitalter. Hier wird durch den Zusatz "Industrial" vor dem Term "Internet of Things" nicht selten eine besondere Anwendungskategorie hervorgehoben (das sogenannte IIoT).

Wie wir bereits in unserer Definition zum Internet of Things beschrieben haben, besteht im technischen Kern beider Anwendungsbeispiele kein wesentlicher Unterschied. Es wird dem betrachteten, häufig mechanischen System in seiner elektrischen Steuerung die zusätzliche Fähigkeit der Erfassung von Umgebungsparametern durch Sensorik gegeben. Außerdem kann auf die Aktorik Einfluss genommen werden. In beide Richtungen können Anwendungen im Internet aus den erfassten Daten Erkenntnisse gewinnen und weiterleiten oder getroffene Entscheidungen in die Aktorik übermitteln. Hier besteht aus Sicht des technischen Grundprinzips zunächst also gar kein Unterschied zwischen einer smarten Kaffeemaschine in unserer Konsumentenküche, die den Füllstand der Bohnen erfasst und nachordert, oder einem industriellen Kaffeeröster bei unserem Kaffeeproduzenten, der Temperatur sowie Röstungsgrad und -dauer erfasst und steuert.

Systemintegration vs. klassische Produktentwicklung

Viel stärker als die eigentliche Technologie unterscheiden sich die organisatorischen Rahmenbedingungen, aus denen heraus die Innovation eines internetfähigen, vernetzten Systems heraus entstehen sollen. Im industriellen Kontext war und ist der Markt häufig durch sogenannte Systemintegratoren geprägt, die aus Maschinen, Maschinenkomponenten oder Systembaukästen der Automatisierungswelt entsprechende Lösungen für Ihre Kunden planen, zusammensetzen und letztlich in Betrieb nehmen. Häufig ist der klassische Schaltschrankbau, ein 24V-basiertes Niederspannungsnetz für die industrielle Sensorik und Aktorik, sowie die kundenindividuelle Programmierung in Speicherprogrammierbaren Steuerungen für dieses Umfeld prägend. Die Herausforderungen für das IIoT liegen unserer Ansicht nach nicht in der Technologie selbst. Sicherlich haben Systemintegratoren hier einen Nachholbedarf was den Umgang mit internetbasierten Protokollen und Datenanbindungen angeht und auch das Sicherheitsthema ist nicht von der Hand zu weisen. Dennoch haben nahezu alle Anbieter speicherprogrammierbarer Steuerungen und auch viele Anbieter von Maschinensystemen längst ausreichende Zugriffsmöglichkeiten auf die Prozessabbilder der Steuerungsprogramme integriert. Das bloße Auslesen von Daten im Sinne eines zunächst kontinuierlichen Monitorings ist daher, anders als oft behauptet, weniger komplex und oft kein Hexenwerk. 

Die Anwendungen danach, das heißt wie Sie als Anwender und Nutzer IIoT basierter Systeme, zum Beispiel mit Ihrer vernetzten Produktionslinie, schneller, flexibler und sicherer werden und dabei Ihren Umsatz steigern oder Ihre Kosten signifikant senken, wird in aller Regel eine größere Anstrengung bedeuten, als die Technologie.

Der Aufwand bei der Entwicklung von IIoT Lösungen sieht in der klassischen Produktentwicklung schon deutlich anders aus. Die Entwicklungsteams sind in vielen Fällen über Jahre in der Entwicklung der elektronischen Komponenten gewachsen, zum Beispiel für bestehende Produkte, wie Haushaltgeräte oder auch PKWs. Im Vergleich zu den häufig sehr individuellen Produktionslinien im industriellen Kontext, werden diese Produkte als Massenware produziert und haben daher individuelle elektrische Schaltungen. Mitunter sind sogar auch industrielle Systeme im Markt, die anstelle speicherprogrammierbarer Steuerungen auf eigene Elektronikentwicklungen setzen. Die technische Hürde, hier im ersten Schritt eine Konnektivität der Systeme ins Internet zu erlangen, gestaltet sich mitunter schwieriger, da in Entwicklungsprojekten die Anbindung an das Internet, sei es über Bluetooth, WLAN oder kabelgebunden häufig erst in Form von zusätzlicher Hardware umgesetzt werden muss. Auch die Anbindung der Protokolle, mit denen dann der Datenaustausch von Sensoren und Aktoren mit zentralen IoT-Plattformen erfolgen soll, erfordert die Anpassung der Software, die auf den Mikrocontrollern zum Einsatz kommt. Die Lernphase ist aufgrund der Vielfalt der Ansätze in der Regel nicht unerheblich, um sogenannte Embedded Systeme zu vernetzen. Als gute Nachricht sind aber auch hier mehr und mehr Komponenten auf dem Markt verfügbar, die den Start und die spätere Umsetzung deutlich erleichtern. Dieses mitunter auch dadurch, weil die durch die Konnektivität folgenden Anwendungen und Geschäftsmodelle für immer mehr Unternehmen erfolgreich etabliert und Best Practices kopiert werden können.

Unterschiedliche Aufgaben, die IoT und IIoT erfüllen sollen

IoT und IIoT haben damit, neben den organisatorischen Rahmenbedingungen in denen die Lösungen entstehen (sollen), häufig auch ganz andere Aufgaben zu erfüllen. Sicherlich ist eine harte Abgrenzung nicht ganz treffend, aber die IIoT und Industrie 4.0-Projekte sind häufig sehr stark nach innen gerichtet, ins eigene Unternehmen und auf die eigenen Prozesse. Sie zielen auf eine fortschreitende Automatisierung und damit auf eine weitere Effizienzsteigerung der Prozesse ab. So ist es nicht verwunderlich, dass häufige Use Cases die vorbeugende Instandhaltung, die Qualitätssicherung oder die Nachkalkulation von Aufträgen umfassen, d.h. die Bereiche, die häufig hohe Informationsbedarfe haben und die bislang durch fehlende Informationen relativ aufwendige und damit teure Unterstützungsprozesse in der industriellen Produktion leisten mussten.

Werden Anlagen an Kunden geliefert, die dann zum Beispiel durch Wartungsverträge beim Kunden auch weiterhin in unterschiedlichem Umfang betrieben werden, ist das Remote-Monitoring fast unumgänglich geworden, um nicht stetig teure Serviceeinsätze vor Ort erfüllen zu müssen. Ein Stück weit umfasst dieses dann schon Aspekte der produktorientierten IoT-Systeme.

Iot-Projekte und Systeme sind viel stärker nach außen in Richtung des Kunden gerichtet. Um ein Kernprodukt herum können Dienstleistungen angeboten werden, die gestützt durch die technischen Möglichkeiten der Konnektivität die Sachleistung eines Geräteverkaufs mit denen der Dienstleistung bündeln: Die Waschmaschine ordert automatisch und bedarfsorientiert Waschmittel, der Kühlschrank bestellt automatisch neue Milch, die Küchenmaschine hat integrierte Rezeptbücher und der PKW bietet die besten Routen zu den besten Restaurants der Stadt in seinem Navigationssystem. Die Geschäftsmodelle und die resultierenden Einkommensströme können sich durch die Technologie in Produkten - und das nicht nur im Konsumentenorientiertem Geschäft - signifikant ändern. Sie haben aber eine deutlich andere Zielstellung als nach innen gerichtete IoT-Projekte und sind hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit viel schwieriger zu bewerten. Gleichzeitig steigen natürlich die Chancen, neue Alleinstellungsmerkmale im Markt zu erarbeiten oder völlig neue Märkte zu erschließen.

Gemeinsame Herausforderungen

Gerade in den frühen Planungsphasen in Unternehmen lohnt es sich, die unterschiedlichen Ausprägungsmerkmale von IoT und IIoT genauestens zu analysieren und daraus abzuleiten, um welche Art von Projekt es sich konkret handelt. Dieses ist nicht zwingend die schwarz-weiße Unterscheidung von IoT und IIoT, dennoch hat die grundsätzliche Zielstellung einen enormen Einfluss auf weitere Schritte und Aufgabenstellungen, die im Rahmen einer unternehmerischen Entscheidung bedacht werden müssen. Machen Sie sich daher folgende Punkte klar:

• Was ist die grundsätzliche IoT-Strategie? Fokussieren Sie sich nach innen oder/und außen?
• Wenn Sie sich nach außen fokussieren, welche Art von Innovation beabsichtigen Sie? Eine Produktinnovation für Ihren Kunden? Einen Dienstleistungsinnovation? Eine Prozessinnovation für Ihren Kunden?
• Im Falle der innen-gerichteten Anwendung: Was wollen Sie an Effizienzgewinn erreichen? Wie sieht der ROI aus?
• Im Falle der außen-gerichteten Anwendung: Wie wollen Sie Umsatz und Gewinn erreichen? Wie grenzen Sie sich im Markt ab? Wie sieht der Businessplan aus? Was müssen Sie investieren?
• Welche technische Basis haben Sie heute? Nutzen Sie speicherprogrammierbare Steuerungen und können Sie sich an den IIoT-Innovationen der Steuerungshersteller bedienen? Haben Sie eigene Elektronik die Sie internetfähig machen müssen?
• Wie ist ihr Team aufgestellt, wo kommt es her? Systemintegratoren haben andere Denkmuster als Elektronikentwickler, vermutlich haben aber beide Know-How-Defizite, wie IoT in Ihrem jeweiligen Umfeld realisiert werden kann.
• Was benötigen Sie an Anwendungen, um nach der technischen Anbindung die betriebswirtschaftlichen Ziele zu erreichen? Antizipieren Sie die Wenn-Dann-Szenarien: "Wenn ich an einer Maschine die Informationen zu den Betriebszyklen der Komponenten habe, dann weiß ich zu 90%, welche Teile in der Wartung verschleißbedingt ausgetauscht werden müssen."

Lösen Sie sich in allen Planungsschritten bewusst von Ansätzen der Vergangenheit und stellen Sie den Kundennutzen, egal ob intern oder extern, in den Fokus.

Fazit

Kein Kunde möchte eine komplizierte VPN-Verbindung aufbauen, um dann in einem Spezialtool durch Tastatureingabe eine Lampe zu steuern. Sie haben sicherlich schon einmal gesehen, was "Alexa, schalte das Licht an" bewirkt. Durchbrechen Sie gerade in der Planungsphase alte Muster und Bedenken, denn die Technologie mit denen Ideen schlank und sicher umgesetzt werden können, entwickelt sich rasant weiter. Die IoT-Technologie ist daher in IoT-Projekten viel seltener der Engpass als häufig gedacht und das, was heute noch nicht geht wird in Anbetracht des enormen technischen Fortschritts sicherlich bald möglich sein. Hier macht die Unterscheidung zwischen IoT vs. IIoT keinen großen Unterschied.

Unser zusammenfassendes Fazit lautet daher: Halten Sie sich nicht zu lange mit der Definition von IoT vs. IIoT auf, sondern nehmen Sie sich die Ideen und resultierenden Aufgaben vor, die in einer langfristig ausgerichteten IoT-Strategie münden. Schaffen Sie die technischen und organisatorischen Möglichkeiten durch Anbindung der Komponenten und durch Schulung Ihres Teams und arbeiten Sie dann schrittweise an der Realisierung Ihrer Ziele, unabhängig ob es hier um die Einsparung von Kosten oder die Generierung neuer Umsätze geht, aber vermischen Sie nicht alles beliebig. Nehmen Sie die technischen Herausforderungen dabei ernst, aber lassen Sie sie nicht zum Hemmnis werden. Im Grunde sind die Möglichkeiten nur durch Ihre Kreativität und Ihre Vorstellungskraft begrenzt.