Industrial Internet of Things (IIoT): Was es ist, warum es wichtig ist und wie es die industrielle Transformation vorantreibt

Fünf Jahre nachdem das Industrial Internet of Things (IIoT) in das Bewusstsein der Unternehmen trat, wurde viel über diese mächtige neue Ära vernetzter, intelligenter Maschinen und Geräte diskutiert und geschrieben. Da die meisten dieser Informationen über die digitale Landschaft verstreut sind, hat RTI das Was, Warum, Wie und Wo des IIoT konsolidiert. Ihr Feedback zu diesem Material ist willkommen; kontaktieren Sie uns unter info@rti.com.

Einführung in das Industrial Internet of Things (IIoT)

Das Internet hat verändert, wie Menschen kommunizieren, arbeiten und kollaborieren. Nun verschiebt sich der Fokus darauf, dasselbe für Maschinen zu tun. Im vergangenen Jahrzehnt haben Systementwickler sich darauf konzentriert, Sensoren, Edge-Nodes und Analytik zu vernetzen, um smarte Systeme zu schaffen, die Operationen in hochproduktive Umgebungen heben. Diese vernetzten Ökosysteme bilden das, was wir Industrial IoT (IIoT) nennen.

Diese vierte industrielle Revolution ist die disruptivste in der Geschichte der industriellen Automatisierung und betrifft Sektoren von Healthcare bis Energie, Transport bis Fertigung. Das Tempo des Wandels beschleunigt sich, und neue Fähigkeiten entstehen aus leistungsstärkeren Compute- und Analytics-Plattformen. Ingenieure in jeder Branche werden bald diese Fortschritte nutzen, um Maschinen und Prozesse zu verbinden und beispiellose Effizienz und Zuverlässigkeit freizusetzen.

Was ist das Industrial Internet of Things (IIoT)?

IIoT bezeichnet den automatisierten, vernetzten Einsatz von Maschinen, Geräten und Sensoren, die industrielle Applikationen ausführen. Mit starkem Fokus auf Big Data und Machine Learning ermöglicht IIoT Organisationen, operative Effizienz zu steigern, Mensch-Maschine-Interaktionen zu reduzieren und neue Erlösmodelle aus actionable Data zu erschließen. Laut einem IDC-Report 2023 wird der IIoT-Markt bis 2027 auf 1,7 Billionen Dollar projiziert.

Das Industrial Internet Consortium definiert IIoT-Systeme als: „Das Internet der Dinge, Maschinen, Computer und Menschen, die intelligente industrielle Operationen mittels fortschrittlicher Datenanalytik für transformative Geschäftsergebnisse ermöglichen.“

Für einen tieferen Einstieg laden Sie RTI CEO Stan Schneiders E-Book The Rise of the Robot Overlords herunter. Für einen knappen Video-Überblick schauen Sie den verlinkten IDG-Clip.

IoT vs. IIoT: Was ist der Unterschied?

Der Begriff „Internet of Things“ wurde 1999 von Kevin Ashton während einer Präsentation an Procter & Gamble geprägt. Frühe IoT-Arbeit fokussierte auf Konsumentenanwendungen – denken Sie an vernetzte Kühlschränke, die warnen, wenn Eier zur Neige gehen.

IoT ist eine Superset aller vernetzten Applikationen, von Wearables bis Home-Security bis Reiseplanungs-Apps. Es hat Branchen querbeet disruptiert, mit Marktvolumen im hunderte Milliarden Dollar. Die Konsumentennachfrage nach Bequemlichkeit treibt das Unternehmensinteresse an, Daten für neue Wachstumschancen zu nutzen.

IIoT ist im Gegensatz dazu ein spezialisiertes Subset von IoT, das industrielle Sektoren wie Transport, Fertigung, Energie und Landwirtschaft adressiert. Da industrielle Applikationen höhere Komplexität, Interoperabilität und Sicherheit involvieren, unterscheiden sich die technischen Anforderungen signifikant von Consumer IoT. Während beide Domänen Herausforderungen haben, sind die Einsätze und Risiken für autonome Industriesysteme weitaus größer.

Über die vergangenen Jahre haben Universitäten, Unternehmen, Konsortien und Standardisierungsgremien zusammengearbeitet, um sichere, skalierbare und zuverlässige IIoT-Lösungen voranzutreiben.

Industrie 4.0 und IIoT

Industrie 4.0 – gestartet von der deutschen Regierung unter ihrer „High-Tech-Strategie 2020“ – fördert vernetzte Wertschöpfungsketten, in denen Maschinen und Prozesse automatisch in cyber-physische Systeme integriert werden. Ziel ist es, Fertigungswert zu steigern und Abfall durch fortschrittliche Technologien zu reduzieren.

Während frühe Diskussionen versuchten, Industrie 4.0 von IIoT abzugrenzen, ist der Konsens heute, dass sie mehr Gemeinsamkeiten als Unterschiede haben. Beide Begriffe beschreiben die Konvergenz von Maschinen, Geräten und Analytik zur Steigerung von Produktivität und Outcomes.

Top IIoT Branchen und Anwendungen

IIoT-Anwendungen sind in fast jeder Branche allgegenwärtig:

• Luft- und Raumfahrt – Flughäfen, Flugzeuge, Drohnen, unbemannte Luftfahrzeuge
• Landwirtschaft – Precision Farming und Livestock Monitoring
• Automobil – Vernetzte, teilautonome und autonome Fahrzeuge
• Energie – Smart Grids, verteilte Energieressourcen, Erneuerbare
• Gesundheitswesen – Vernetzte Medizinprodukte, Roboterchirurgie, Bildgebung
• Fertigung – Vernetzte Fabriken und Digital Twins
• Militär – Simulation, Training, autonome Operationen
• Öl & Gas – Exploration, Raffinerie, Pipeline-Monitoring
• Smart Cities – Bürgerservices, Parken, Infrastruktur
• Transport – Busse, U-Bahnen, Züge, aufstrebender Hyperloop

Cross-Industry Use Cases umfassen autonome Systeme, Kommunikationsnetze, Robotik, Drohnen und haptische Interfaces.

Wie IIoT funktioniert?

Ein typisches IIoT-System teilt Daten über mehrere Geräte und Netzwerke – von Edge-Sensoren bis zu zentraler Cloud-Analytik. Die schiere Datenmenge zu managen und dabei strenge Sicherheits- und Safety-Anforderungen zu erfüllen, ist herausfordernd. Die Databus-Architektur des Industrial Internet Consortium adressiert dies, indem sie Echtzeit-Daten in Bewegung managt und Geräten ermöglicht, über geteilte, gefilterte Datenobjekte zu kommunizieren, statt Nachrichten auszutauschen.

Mehr zum Databus auf RTIs dedizierter Webseite.

IIoT-Konnektivität

Konnektivität ist das Rückgrat datenintensiver IIoT-Applikationen. Das Industrial Internet Connectivity Framework (IICF) kartiert und klärt die fragmentierte Landschaft von Konnektivitätslösungen und empfiehlt eine Referenzarchitektur, die Daten in isolierten Systemen freischaltet und neue Applikationsentwicklung quer durch Branchen beschleunigt.

IICF fördert Gateway-basierte Integration mit Kern-Konnektivitätsstandards, wahrt die Fidelität domänenspezifischer Technologien und bietet syntaktische Interoperabilität.

IIoT für Ingenieure, Entwickler und Architekten

IIoT ist nicht nur ein Technologie-Upgrade – es schreibt Vendor-Beziehungen neu, definiert Profitabilität neu und transformiert Delivery-Modelle. Ingenieure und Architekten müssen Systeme designen, die in unsicheren Umgebungen fehlerfrei operieren und für Jahrzehnte skalieren können. Die Industrial Internet Reference Architecture (IIRA), erstmals 2015 veröffentlicht und 2019 aktualisiert, bietet ein standards-basiertes Framework für zukunftssichere IIoT-Lösungen.

DDS in IIoT-Systemen

Die Object Management Groups Data Distribution Service (DDS) ist ein Middleware-Standard, entworfen für komplexe, verteilte Systeme. Seine datenzentrische Architektur ist ideal für die Implementierung eines geschichteten Databus im IIoT. DDS treibt tausende Applikationen an – von Unterwasser-Robotik bis

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