Industrielles IoT:Die Grundlagen der Implementierung einer Lösung

In gewisser Weise wurde der Begriff „Internet der Dinge (IoT)“ von dem, was ich das „Smart-Toaster-Phänomen“ nenne, entführt.

Seit Jahren werben Hersteller von IoT-Geräten für die Vorteile intelligenter, vernetzter Haushaltsgeräte – Dinge wie intelligente Toaster (die Ihr Brot jedes Mal perfekt nach Ihren Wünschen toasten) und intelligente Kühlschränke (die alles können, von Benachrichtigungen zum eingestellten Ablaufdatum bis zum Nachschlagen). /Rezepte lesen). IoT-Anwendungen wie diese ziehen die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf sich, aber sie sind nicht der Ort, an dem das wahre Geld liegt.

Aus meiner Sicht haben vernetzte Geräte im Unternehmensumfeld ein größeres Potenzial, zumindest in Bezug auf finanzielle Auswirkungen und ROI. Diese Teilmenge des IoT, die als Industrial IoT – oder IIoT – bezeichnet wird, erobert langsam den Markt. Anstelle von intelligenten Sicherheitssystemen und intelligenten Thermostaten wird der Fokus also mehr auf intelligente Lager, industrielle Automatisierung, vernetzte Logistik und zahlreiche andere Anwendungsfälle für Unternehmen gelenkt. Heutzutage sind IoT-Geräte in der Fertigung, im Gesundheitswesen und in der Wirtschaft stärker verbreitet als in unseren Häusern oder Telefonen. Sie können davon ausgehen, dass sich dieser Trend fortsetzt.

Für Unternehmen, die an der Implementierung eines industriellen Internet-of-Things-Systems interessiert sind, bietet dieser Artikel einen Überblick über das industrielle IoT sowie einige wichtige IIoT-Definitionen, Beispielanwendungsfälle, Informationen zur zugrunde liegenden Technologie und Ratschläge, wie Sie den richtigen Partner für finden Ihr spezielles Vorhaben.

Inhaltsverzeichnis

• Kapitel 1:Ein Überblick über das industrielle IoT

• Kapitel 2:Technische und betriebliche Definitionen des industriellen IoT

• Kapitel 3:Anwendungsfälle und Anwendungen

• Kapitel 4:Zugrundeliegende Technologie

• Kapitel 5:Industrielle IoT-Unternehmen:So finden Sie die richtige Lösung

Kapitel 1:Ein Überblick über das industrielle IoT

Das „Industrial“ im industriellen IoT ist ein wenig irreführend. Manche mögen sagen, dass der Begriff für IoT-Anwendungen gilt, die in einer Fertigungsumgebung verwendet werden; Die Fertigung soll bis 2021 die größte IoT-Plattform sein und einen Marktwert von 438 Millionen US-Dollar erreichen. Es ist auch führend in Bezug auf Industrieinvestitionen in das IoT. Aber aus meiner Sicht ist das industrielle IoT umfasst Gerätekonnektivität in allen Branchen (nicht nur in der Fertigung):

• Im Gesundheitswesen , Wearables, mobile Apps und datenbasierte Diagnostik könnten die Art und Weise revolutionieren, wie Patienten auf medizinische Dienste zugreifen und diese erhalten.
• Im Geschäft können Unternehmen intelligente Gebäude nutzen, um den Energieverbrauch zu optimieren. (Fast die Hälfte der von Gebäuden verbrauchten Energie wird verschwendet.)
• Im Einzelhandel können industrielle IoT-Anwendungen die Effizienz der Lieferkette steigern.
• Im Transport , vernetzte Sensoren können beim Kühlkettenmanagement, der Optimierung des Kraftstoffverbrauchs und der Flottenwartung helfen.
• Dienstprogramme setzen bereits Smart-Grid-Technologien ein, die dabei helfen können, Ausfälle zu erkennen und zu isolieren, die vorrangige Weiterleitung an Notfalldienste zu handhaben und kundeneigene Stromerzeugungssysteme in das Netz zu integrieren.

Die wachsenden Kategorien von Anwendungsfällen zeigen, dass alle Branchen von den Vorteilen des IoT profitieren können, nicht nur die Fertigung.

Die Herausforderungen bei der Implementierung des industriellen IoT

Das industrielle IoT birgt zwar viel Potenzial zur Generierung von Kosteneinsparungen und Effizienzgewinnen, stellt jedoch eine praktische Herausforderung in der Umsetzung dar. Die meisten Unternehmen haben bereits erhebliche Summen in Betriebstechnologie (OT) investiert, die nicht unbedingt über das lokale Netzwerk hinaus angebunden werden sollte. Obwohl es Standardmethoden für die Kommunikation mit Instrumenten in Bussen gibt (z. B. Modbus und Profibus), gibt es keine Standardmethode für die Verbindung mit dem Internet. Wie wird der Datenstrom erfasst und zurück in bestehende Datenmanagement-Softwaresysteme geleitet, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass alles sicher ist? Die wirkliche Innovation in den kommenden Jahren wird darin bestehen, herauszufinden, wie man sie aus dem lokalen, vernetzten Instrumentenbus in einer Produktionsstätte entnehmen und Daten für Analysezwecke aus der Cloud abrufen kann.

Angenommen, Sie stellen Messgeräte für Lebensmittelhersteller her, die die Temperatur der Zutaten und die Menge an Zusatzstoffen messen, die in den Strom einfließen. Diese Instrumentierung ist nützlich, aber sie erzeugt einen geschlossenen Prozess.

Es gibt zusätzlichen Wert, den Sie freischalten können, wenn Sie auch den Zustand und die Kalibrierung des Instruments überwachen und dem Kunden bei Problemen und Einstellungen aus der Ferne helfen können – was eine Verbindung des Instruments mit dem Internet erfordert, damit die von ihm generierten Daten geteilt werden können. Es ist Wifi verfügbar, aber da das Instrument in der Produktionsstätte Ihres Kunden verwendet wird und nicht in Ihrer, wird es Ihnen wahrscheinlich nicht gestatten, es zu benutzen. Zu diesem Zeitpunkt sind Ihre Möglichkeiten begrenzt:Sie entscheiden sich entweder für eine proprietäre Konnektivitätslösung (und riskieren, an einer bestimmten Architektur festzuhalten) oder Sie bauen selbst eine Lösung (was schwierig ist).

Einstieg in das industrielle IoT

Eine der größten Herausforderungen des industriellen IoT heute ist die Systemintegration, bei der Sensoren, Funkgeräte, Controller und Software als Teil eines zusammenhängenden Systems zusammenarbeiten. Angesichts der Vielzahl konkurrierender Protokolle und Technologien wird es in den nächsten 10 Jahren wahrscheinlich keine weit verbreitete Standardisierung auf dieser Ebene geben.

Aber das ist kein Grund, jetzt auf die Vorteile des IIoT zu verzichten. Der Versuch, es auf unternehmensweiter Ebene zu implementieren, ist zu komplex. Daher empfehle ich für den Anfang, etwas Kleines und wirkungsvolles zu tun. Wählen Sie ein Problem aus, eine Sache, die Sie messen und verbessern können, und Sie werden so viel lernen – nicht nur über Technologie, sondern auch über Ihr eigenes Unternehmen und wie Sie Dinge wie Asset-Tracking oder Energieüberwachung implementieren würden. Vorsicht ist nur bei den klassischen IT-Partnern wie Telcos oder Consulting-Partnern geboten, denn das industrielle IoT ist für sie ebenso neu wie für Sie und sie haben es auch nicht unbedingt auf den Punkt gebracht. Sie bringen oft andere Partner mit ein, was zu einem komplizierteren System führen könnte, als Sie es beabsichtigt haben.

Sie möchten klein anfangen? Erfahren Sie, wie ein AirFinder-System Ihnen dabei helfen kann, Ihre Schwachstellen beim Asset-Management einfach und zu einem Bruchteil der Kosten anderer Systeme zu lösen.

Als nächstes werden wir uns die technischen und betrieblichen Definitionen des industriellen IoT ansehen.

Kapitel 2:Technische und betriebliche Definitionen des industriellen IoT

Im vorherigen Kapitel haben wir gesagt, dass das industrielle IoT im Wesentlichen bedeutet, die Technologie des Internets der Dinge auf geschäftliche und industrielle Anwendungsfälle anzuwenden. Hier ist eine technische IIot-Definition:

Was ist IIoT? Es ist ein Netzwerk von miteinander verbundenen Computergeräten, die in physische Objekte eingebettet sind, um Daten zu sammeln und auszutauschen, die dann im Geschäftskontext angewendet werden, um betriebliche Einsparungen und Effizienz zu erzielen.

Die von diesen miteinander verbundenen Geräten gesammelten Daten werden auf vielfältige Weise verwendet, die alle zu einer Form der betrieblichen Transformation führen. Beispielsweise könnten die Daten analysiert werden, um Prozessineffizienzen aufzudecken; es könnte Echtzeit-Transparenz (und bessere Kontrolle) über die versendeten Produkte bieten; oder es könnte verwendet werden, um drohende Ausfälle von Industriemaschinen vorherzusagen. Es gibt unzählige andere Möglichkeiten, die Daten aus dem IIoT zu verwenden, und jeden Tag werden mehr entdeckt.

Es gibt einige Gemeinsamkeiten zwischen all diesen Tausenden von Anwendungsfällen, die helfen können, eine operative Definition von IIoT zu formulieren:Machine-to-Machine-Intelligenz, die es einem Unternehmen ermöglicht, durch verbesserte Effizienz, verbesserte Sicherheit und/oder längere Betriebszeit Einsparungen zu erzielen .

Verbesserung der Effizienz

Der am häufigsten genannte Vorteil des IIot ist die verbesserte Effizienz – Unternehmen sparen Zeit, Geld oder beides, indem sie ihre vernetzten Geräte nutzen.

Sie denken vielleicht, Sie hätten Ihre Prozesse so weit wie möglich optimiert, aber Menschen können Prozesse nur bedingt (und begrenzt) optimieren. Erst wenn Sie sich mit der Erfassung und Steuerung auf Maschinenebene befassen, können Sie sehen, was Sie verbessern können.

Außerdem verschwenden viele Organisationen Geld weil sie Energie verschwenden. Egal, ob das Licht eingeschaltet bleibt oder Maschinen laufen, wenn sie nicht gebraucht werden, unnötiger Stromverbrauch treibt die Kosten für Großbetriebe in die Höhe. Die Technologie auf Sensorebene ist perfekt für diese Arten von Szenarien. Nehmen wir zum Beispiel eine Baufirma. Wenn das obere Management erkennt, dass alle seine schweren, von Menschen bedienten Maschinen bei Nichtgebrauch laufen, könnten sie eine sensorgesteuerte Lösung implementieren, die es nicht zulässt, dass die Maschinen eingeschaltet werden, es sei denn, jemand sitzt auf den Sitzen. Die Kosten für Kraftstoff und Wartung für im Leerlauf befindliche Maschinen können insbesondere in großen Unternehmen schnell in die Höhe schießen. Wenn die Integration von IIoT Ihnen helfen kann, Ihre Prozesse in einem großen Unternehmen zu verbessern, können Sie dadurch Einsparungen erzielen.

Erfahren Sie, wie einfach es für Ihr Unternehmen ist, mit Symphony Link, einer drahtlosen Lösung für den industriellen Einsatz, die Vorteile des IIoT zu nutzen.

Arbeitskräfte Auch mit dem IIoT lassen sich Effizienzgewinne erzielen. Jobs, die häufiges und konsequentes menschliches Engagement erfordern – zum Beispiel die stündliche Überwachung des Öltankstands in einer Ölraffinerie – kosten ziemlich viel. Ein drahtloses industrielles Kontrollsystem kann die Füllstände stündlich drahtlos ablesen, wodurch ein effizienteres System entsteht, das Personal spart, was wiederum das Endergebnis verbessert.

Erhöhte Betriebszeit

Es gibt keinen Mangel an Statistiken, die die negativen Auswirkungen unerwarteter Maschinenstillstände belegen:

• Von zwanzig US-Dollar gehen zwischen 0,40 und 1,20 US-Dollar aufgrund ungeplanter Ausfallzeiten verloren.
• Die Automobilherstellung kann Ausfallzeiten in Höhe von 1,3 Millionen US-Dollar pro Stunde erleiden.
• Eine durchschnittliche Fabrikanlage kann Ausfallkosten zwischen 5 und 20 % ihrer Produktionskapazität haben.

Unternehmen mit begrenzten Budgets und älteren Geräten stehen oft vor einer Herausforderung:Wie können die Geräteverfügbarkeit verbessert werden, ohne alle vorhandenen Maschinen zu ersetzen. Das industrielle Internet der Dinge bietet mit Predictive Maintenance und Maschinenüberwachung eine kostengünstige Lösung für dieses Problem mit beeindruckenden Ergebnissen:Laut einer Studie reduzierten IoT-Lösungen Maschinenausfälle um 70 % und Gesamtwartungskosten um 30 %. Sie können dann den Wert der Lösung erhöhen, indem Sie die Dateneinblicke verwenden, um beispielsweise zu sehen, welche Maschinen eine höhere Anzahl fehlerhafter Teile produzieren.

Verbesserung der Sicherheit

IIoT-Geräte werden auch häufig verwendet, um die physische Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten. Jedes Jahr kommt es in Produktionshallen und auf Baustellen zu vielen Verletzungen, von denen einige auf fehlerhafte Maschinen zurückzuführen sind. Die Verwendung des IoT zur Durchführung der im vorherigen Abschnitt erwähnten vorausschauenden Wartung kann dazu beitragen, die Anzahl arbeitsbedingter Verletzungen zu verringern. Es kann auch verwendet werden, um die Einhaltung der Sicherheitsstandards durch die Arbeiter zu überwachen, was zu sichereren und produktiveren Arbeitsplätzen führt.

Neben der Arbeitssicherheit ist häufig auch die Produktsicherheit ein Thema. Einige Arten von Arzneimitteln und Lebensmitteln sind temperaturempfindlich und erfordern kontrollierte Umgebungen in allen Phasen der Herstellung und des Vertriebs. Jede Einwirkung von Temperaturen außerhalb des angegebenen Bereichs kann diese Produkte unbrauchbar oder sogar gefährlich machen. Dank des IIoT können Temperaturüberwachungsgeräte helfen, potenzielle Probleme zu erkennen und zu vermeiden und Geld zu sparen, indem sie eine Sendung abbrechen, falls ein unvermeidbares Problem auftritt.

In Kapitel 3 werfen wir einen Blick auf einige der Möglichkeiten, wie Unternehmen derzeit industrielle IoT-Anwendungen nutzen, um in diesen Bereichen Einsparungen zu erzielen.

Kapitel 3:Anwendungsfälle und Anwendungen

Einer aktuellen Umfrage von Forbes Insights zufolge betrachten Führungskräfte das IoT heute als ihre wichtigste Technologieinitiative. Aber während viele Unternehmen immer noch überlegen, wie eine IoT-Lösung für ihre Anwendungsfälle am besten pilotiert werden kann, experimentieren andere in den letzten Jahren mit IIoT-Anwendungen. Durch das Hinzufügen von drahtlosen Lösungen für industrielle Sensor- und Steuersysteme, sogar zu bestehenden drahtgebundenen Netzwerken, konnten viele Unternehmen die in Kapitel 2 erwähnten betrieblichen Effizienzen und Kosteneinsparungen erzielen. In einigen Fällen helfen diese aktualisierten drahtlosen industriellen IoT-Systeme sogar dabei diese Organisationen verbessern das Kundenerlebnis.

Nachfolgend finden Sie einige industrielle IoT-Anwendungen – in der Fertigung und mehr – die sich bereits in der Praxis bewährt haben; Verwenden Sie sie, um ein Argument dafür zu entwickeln, wie Ihr Unternehmen von der IIoT-Technologie profitieren könnte.

6 Anwendungsfälle für das industrielle IoT (IIoT)

1. Maschinenüberwachung

Sensoren und andere Intelligenz können zu neuen oder bestehenden Anlagen hinzugefügt werden, um äußere Parameter – wie Wechselstromverbrauch und Vibrationspegel – durch einen Retrofit-Prozess zu überwachen, um nach Pumpen zu suchen, die gewartet werden müssen oder kurz vor dem Ausfall stehen. Wenn Sie beispielsweise wissen möchten, wann der Luftdruck in Ihrem Förderbandsystem zu niedrig ist, können batteriebetriebene Sensoren diese Daten sammeln und drahtlos an eine zentrale Quelle zurücksenden, um Ihnen mitzuteilen, ob eine Art von Störung aufgetreten ist oder auftreten wird bald. Bis vor kurzem war es sehr schwierig, Daten von Drittanbietern aus einer Anlage zu bekommen.

Außerdem werden für viele der Zehntausenden von Fabriken und Werken in der Welt Maschinen von einem Drittanbieter bereitgestellt. Wenn ein Produkt von diesem Hersteller garantiert oder gewartet wird, benötigen sie eine einfache und effektive Möglichkeit, Daten von den Geräten zu erhalten, ohne dass eine kostspielige oder komplexe IT-Integration auf Kundenseite erforderlich ist. IIoT-Technologien sparen Herstellern Zeit und Reisekosten, die mit der Überprüfung der Geräte vor Ort verbunden sind – stattdessen können sie die Leistung von überall online überwachen.

Das Schweizer Unternehmen ABB, ein weltweit führendes Unternehmen in der Industrietechnik, verwendet intelligente sensorbasierte Verbindungstechnologie, um die Leistung seiner Niederspannungs-Asynchronmotoren zu überwachen. Jeder Motor ist mit einem intelligenten Sensor ausgestattet, der Daten über den Zustand und die Leistung des Motors liefert. Wenn ein drohendes Problem erkannt wird, kann das Werk eine rechtzeitige Reparatur planen oder bei Bedarf einen Ersatz bestellen. Bei Ausfallkosten in der Regel im Bereich von einigen hundert Dollar pro Stunde führt diese Art der präventiven Überwachung zu erheblichen Einsparungen.

2. Überwachung auf giftige Gase und Luftqualität in Innenräumen

Unabhängig davon, ob eine Einrichtung ihre Luftqualität aus Compliance- oder Gesundheitsgründen überwacht, trägt die Verbesserung dieser Bemühungen mit dem IIoT dazu bei, dass Waren und Personen sicher sind – ohne teure Integrationskosten.

Zum Beispiel ist die Luftqualität in Schulgebäuden von besonderer Bedeutung, wo Probleme mit Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen eine Vielzahl von Gesundheitsproblemen verursachen können, die sich negativ auf die Leistung der Schüler auswirken. Das industrielle IoT wurde zur Überwachung der Luftqualität von Klassenzimmern in einer Reihe von Schulen eingesetzt, darunter die Dr. Natuk Birkan Primary &Secondary School in der Türkei. Echtzeitdaten zum Luftqualitätsstatus werden regelmäßig an die Mitarbeiter gemeldet und Warnungen gesendet, wenn die Messwerte einen definierten Schwellenwert überschreiten. Insgesamt hat die Lösung die Luftqualität der Schule erheblich verbessert und die Produktivität der Schüler gesteigert.

Suchen Sie weitere Beispiele? Sehen Sie, wie fünf Unternehmens- und Industriekunden Symphony Link erfolgreich verwenden, um ihre IoT-Geräte mit der Cloud zu verbinden.

3. Überwachung der Umgebungsbedingungen in einem Industriebereich

Unternehmen, die sensible Güter herstellen – wie pharmazeutische Betriebe oder landwirtschaftliche Betriebe – müssen aus Compliance- und Qualitätsgründen die Umweltbedingungen eines Gebiets überwachen. Aber diese Art der Überwachung kann auch dazu beitragen, einen Raum energieeffizienter zu machen, was Geld spart.

Hortilux, ein Anbieter von Lichtlösungen für Gewächshausbauern, hat eine Anwendung entwickelt, die mithilfe intelligenter Sensoren Einblicke in die Gewächshausleistung liefert. Die Sensoren sammeln Daten über die Gewächshaustemperaturen und den CO2-Gehalt, damit die Züchter ihre Wachstumsstrategien optimieren können. Kunden verwenden die Daten auch, um den Energieverbrauch zu minimieren, indem sie die Beleuchtung ausschalten können, wenn sie nicht benötigt wird, ohne die Pflanzenerträge zu beeinträchtigen.

4. Indoor-Asset-Standort

Herauszufinden, wo sich Inventar und Vorräte in einem definierten Gebiet befinden, hat für viele Branchen unzählige Vorteile. An einem Flughafen kann es beispielsweise unerschwinglich sein, einen Mobilfunkanbieter für die Überwachung von Bussen, Fahrzeugen, Gepäckwagen und Kraftstoff zu bezahlen. alles ohne große M2M-Mobilfunkrechnung.

Der Flughafen Kopenhagen (CPH) investierte in eine IoT-Lösung, die er nun unter anderem für das Asset-Tracking einsetzt. Seine Tracking-Funktion trägt dazu bei, Flughafenressourcen wie Reinigungsgeräte, Rollstühle und Fahrzeuge zur Unterstützung von Passagieren mit eingeschränkter Mobilität besser zu nutzen – all dies trägt dazu bei, die Abfertigungszeiten von Flugzeugen zu verkürzen. CPH-Beamte sagten auch, dass sie mit der Nachverfolgung Geld gespart haben, indem sie unnötige Bestellungen für verlegte Geräte eliminieren.

5. Anbindung an bestehende Modbus- und Profibus-Netzwerke

Industrial IoT Monitoring ermöglicht die Datenerfassung in älteren Anlagen, ohne bestehende industrielle Steuerungsnetzwerke zu stören. Fabriken, die seit mehr als 30 Jahren in Betrieb sind, verwenden häufig ältere industrielle Wireline-Protokolle, um Daten zu sammeln und eine Reihe von Maschinen zu überwachen. Die Systeme sind zwar nicht modern, aber funktional – und das Unterbrechen der Verbindungen, um sie durch ein neues IoT-Überwachungssystem zu ersetzen, kann schwierig und teuer sein. Stattdessen können Fabriken einfach die alten drahtgebundenen Verbindungen „mithören“ und über einen anderen Kanal berichten.

Der Automobilteilehersteller Faurecia nutzt seit einigen Jahren das IoT, um seinen Kunden mehr Transparenz in seine Produktionsprozesse zu verschaffen. Kunden wollten beispielsweise wissen, welche Airbags in welchen Autos eingebaut wurden, sowie detaillierte Datenmerkmale zum Einbau der einzelnen Airbags. Faurecia hatte diese Daten schon immer gesammelt, aber sie waren nicht leicht nachzuverfolgen und an Kunden weiterzugeben. Die IoT-Lösung ermöglicht es dem Unternehmen nun, seinen Kunden die erforderliche Produktrückverfolgbarkeit zu bieten und die Kundenbeziehungen zu verbessern. Die Daten helfen dem Unternehmen auch, regulatorische Anforderungen leichter einzuhalten.

6. Bestandsüberwachung und -verwaltung

In bestimmten Branchen kann es von entscheidender Bedeutung sein, zu wissen, wo sich Personen und Vermögenswerte in einem definierten Raum befinden. Patientenverfolgung, Nachverfolgung von Investitionsgütern, Verhaltensüberwachung und Gesundheitsergebnisse sind wichtige IoT-Anwendungsfälle im Gesundheitswesen.

BJC HealthCare, ein Gesundheitsdienstleister, der 15 Krankenhäuser in Missouri und Illinois betreibt, platziert RFID-Tags auf hochwertigen medizinischen Geräten, um Bestandsmanagementdaten in Echtzeit bereitzustellen. Zuvor war der Prozess der Bestandsverfolgung in jedem Krankenhaus anders – einige zählten ihn manuell, während andere ihn nur beäugten. Die Nachverfolgung medizinischer Vermögenswerte hat ihnen geholfen, die Lagerbestände, die jede Einrichtung vorrätig halten muss, um 23 % zu reduzieren, und BJC prognostiziert für die Zukunft kontinuierliche „harte und weiche“ Einsparungen von etwa 5 Millionen US-Dollar pro Jahr.

Dies sind nur einige wenige IIoT-Beispiele, aber es gibt noch viel mehr Möglichkeiten, wie Unternehmen Gerätekonnektivität nutzen, um Herausforderungen zu lösen.

Im nächsten Kapitel werfen wir einen Blick auf die zugrunde liegende Technologie des industriellen IoT.

Kapitel 4:Zugrundeliegende Technologie

Die zugrunde liegende Technologie von Industrial IoT-Lösungen variiert je nach Anwendung, kann aber im Allgemeinen in drei Bereiche eingeteilt werden:

• Front-End-"Edge"-Geräte, die Daten erfassen oder einen Prozess steuern.
• Konnektivitätstechnologie zum Transportieren der Daten zu einem Verarbeitungssystem.
• Industrielle IoT-Plattformen, die die Daten analysieren und Entscheidungen treffen.

Schauen wir uns jeden dieser Bereiche im Detail an.

3 Komponenten eines industriellen IoT-Systems

1. Front-End-Edge-Geräte

Sensordaten machen den größten Teil des IIoT aus, daher ist die Hardware, die zum Sammeln und Sammeln verwendet wird, eine kritische Komponente des Systems. Front-End-Geräte wie Sensoren und Steuergeräte sind dafür verantwortlich, die kontinuierlichen Datenströme zu sammeln und darauf zu reagieren; Sie müssen zuverlässig, konsistent und genau sein, wenn Sie hoffen, die Vorteile Ihrer IIoT-Investition zu nutzen.

Wie in Kapitel 1 erwähnt, gibt es in vielen Industrieumgebungen bereits Verfahren zur Datenerhebung. (Erinnern Sie sich an das Closed-Loop-Beispiel für die Instrumentierung von Lebensmittelherstellern, die die Temperatur der Zutaten und die Menge der Zusatzstoffe misst?) In diesen Fällen wird die Komplexität der Datenerfassung reduziert, da die Daten bereits vorhanden sind; Von dort aus geht es darum, einen Weg zu finden, sich in diese Betriebstechnologienetzwerke einzuklinken und die Sensorwerte herauszuholen.

Wenn diese Datenerfassungsprozesse noch nicht vorhanden sind, müssen Sie von vorne beginnen:Welche Hardware benötigen Sie, um die gewünschten Messungen durchzuführen? Die Auswahl eines Sensors ist nicht trivial; Es gibt sowohl mechanische als auch elektrische Überlegungen. Wenn Sie beispielsweise eine Ölpipeline haben und die Temperatur eines Kühlmittels messen möchten, das von einem Bereich in einen anderen fließt, müssen Sie mechanisch herausfinden, wie der Sensor funktioniert. Werden Sie einen Sensor an ein Rohr binden oder in das Rohr schneiden und einen Sensor direkt einsetzen? Welcher Sensortyp soll es sein? Wie wird es untergebracht, verkabelt und mit Strom versorgt? Das Entwerfen und Implementieren von Sensortechnologie kann schnell zu einem großen Problem werden – ganz zu schweigen von der Komplexität der tatsächlichen Installation und Wartung.

Es sind viele Sensorpakete erhältlich; je „gebrauchsfertiger“ sie sind, desto teurer sind sie. Je nachdem, wie stark Sie die Lösung skalieren möchten, können Sie einfach etwas von der Stange kaufen. Monnit und Libelium sind zwei IoT-Unternehmen, die sich auf verpackte Sensoren spezialisiert haben und eine schnelle und einfache Bereitstellung versprechen.

2. Konnektivitätstechnologie

Sobald Sie die Daten gesammelt haben, müssen Sie sie in die Cloud übertragen und Ihr IoT-System benötigt auch eine Möglichkeit, Befehle aus der Cloud zu empfangen. Hier kommt die Konnektivität ins Spiel.

Viele industrielle IoT-Lösungen basieren auf drahtloser Technologie. Es stehen eine Reihe von drahtlosen Optionen zur Verfügung, darunter:

• WLAN :Wi-Fi ist ein lokales Netzwerk (LAN), das einen Internetzugang innerhalb einer begrenzten Reichweite bereitstellt, sodass es für IIoT-Anwendungen verwendet werden kann, die in einer lokalen Umgebung ausgeführt werden. Es handelt sich um ein Sternnetzwerk (bei dem es einen zentralen Hub gibt und alle Knoten oder Geräte damit verbunden sind), was bedeutet, dass Geräte einfach hinzugefügt oder entfernt werden können, ohne den Rest des Netzwerks zu beeinträchtigen. Die Nachteile:Es funktioniert nur, wenn das Signal stark ist und Sie sich in der Nähe des Access Points befinden, und die meisten IT-Teams erlauben aus Sicherheitsgründen keine Verbindung von IoT-Geräten mit ihrer Infrastruktur.
• Bluetooth :Bluetooth ist eine kostengünstige und leicht verfügbare Nahbereichstechnologie, die jedoch nur dann funktioniert, wenn Endpunkte im selben Raum (oder innerhalb weniger Dutzend Meter) von einem Zugangspunkt verwendet werden. In einer industriellen IoT-Umgebung funktioniert Bluetooth gut, wenn die Sensoren nahezu gleichmäßig über einen Bereich verteilt sind (HVAC-Sensoren, Lichter), aber nicht so gut bei unregelmäßigen Einsätzen (Strommonitore, Papierspender, Industriemonitore). Es ist am nützlichsten, wenn es mit einer anderen drahtlosen Technologie gekoppelt ist.
• Mesh-Netzwerke :Mesh-Topologie ist eine Art von Netzwerk, bei dem alle Knoten kooperativ Daten verteilen. (Lesen Sie hier mehr über Mesh-Topologien.) Mesh-Technologien wie ZigBee und Z-Wave sind robust und skalierbar, haben jedoch eine längere Netzwerklatenz als andere drahtlose Technologien. Bei richtiger Planung können Mesh-Netzwerke eine gute Möglichkeit sein, eine flächendeckende, energieeffiziente Abdeckung zu erreichen, aber sie bieten nicht immer eine zuverlässige Konnektivität.
• Mobilfunknetze :Mobilfunknetze gibt es an den meisten (aber nicht allen) Orten, und sie werden von Mobilfunkanbietern verwaltet (entlastet Sie). Das macht es zu einer attraktiven Option für die IoT-Konnektivität. LTE-M und NB-IoT sind zwei Mobilfunksysteme, die speziell für IoT-Geräte entwickelt wurden. Diese energieeffizienten Technologien können ziemlich große Datenmengen übertragen, was für Dinge wie das Verfolgen von Objekten, Energiemanagementanwendungen und Verbrauchsmessungen gut wäre. Im Moment sind beide jedoch noch Jahre von einer echten globalen Abdeckung entfernt, was eine wichtige Überlegung ist, wenn Sie hoffen, Ihr Produkt in naher Zukunft bereitzustellen.
• LPWAN-Technologie :Diese Technologie, die unter anderem LoRaWAN, Symphony Link und Sigfox umfasst, ist ideal für die Verbindung von Geräten, die kleine Datenpakete über große Entfernungen senden und empfangen und dabei sehr wenig Strom verbrauchen. Allerdings existieren LoRaWAN- und Sigfox-Netzwerke nicht überall; LoRaWAN und Sigfox sind mit einer Reihe anderer Herausforderungen verbunden, die es für private Netzwerklösungen ungeeignet machen können. Symphony Link adressiert einige der Mängel von LoRaWAN in Bezug auf industrielle Anwendungsfälle; Es wird hauptsächlich von Industrie- und Unternehmenskunden verwendet, die Zuverlässigkeit und erweiterte Funktionen in ihren LPWA-Systemen benötigen.

Während sich ein Großteil der Diskussion über die Konnektivität von industriellen IoT-Geräten auf drahtlose Verbindungen konzentriert, kabelgebundene Systeme sind keine Seltenheit. Wenn Ihr Anwendungsfall eine kabelgebundene Verbindung ermöglicht, kann dies eine kostengünstigere Option sein. es wird normalerweise auch zuverlässiger sein.

3. Industrielle IoT-Plattformen für Datenanalyse

Zur Vervollständigung Ihres Systems benötigen Sie eine industrielle IoT-Software, die für die Analyse der gesammelten und übertragenen Daten verantwortlich ist. Die Software trifft auch Entscheidungen und leitet in einigen Fällen Befehle zurück an die Steuerungen am Rand.

Wird oft als industrielle IoT-Plattform bezeichnet , diese unterstützende Software verbindet die Edge-Hardware, Zugangspunkte und Datennetzwerke mit anderen Teilen der Wertschöpfungskette (die im Allgemeinen Endbenutzeranwendungen sind). Sie übernehmen die laufenden Verwaltungsaufgaben und die Datenvisualisierung. You can think of industrial IoT platforms as the middleman between the data collected at the edge and the user-facing SaaS or mobile application.

While you may get lucky and find a company whose product solves exactly the business problem you need it to, more than likely there won’t be an off-the-shelf IoT platform that matches your needs perfectly. Many of the solutions available are simply places to store data more than tools for doing complex industrial IoT analytics (much less the analytics required for your specific use case). That leaves you with two options:Either buy a whole solution end-to-end with hardware, or build a complete solution yourself. (Read about some specific considerations regarding IoT platform selection here.)

Chapter 5:Industrial IoT Companies:How To Find The Right Fit

It’s clear that the industrial IoT holds a lot of promise, but bringing it to fruition isn’t easy. For most companies, creating and launching an IoT project is a difficult, time-consuming journey—and an experience to learn from. (Here we share some insights from our own experience that may not be so obvious to teams just starting to create IoT products.)

So you may not want to go it alone. This final chapter in our Industrial IoT post is about knowing when to look for an industrial IoT company to partner with, and how to find the right one for you.

First, Understand What You’re Looking For

Any IIoT initiative should include an assessment on how you plan to proceed with the project. Once you’ve identified a specific business problem you want to solve; the next step is to determine:

• Is there a discrete solution to the problem already on the market that you can buy?
• If not, will you build the solution yourself, in-house?
• Or, will you work with a partner to develop the solution?

You might recall research presented by Cisco in 2017, where 60 percent of survey respondents said their IoT initiatives looked good on paper, but were more difficult to implement than they expected. The study also found that the most successful organizations didn’t go it alone; they leveraged partnerships across the IoT ecosystem to combine areas of expertise, which usually led to a better end product.

That’s not to say that it’s impossible to build an IoT solution yourself. But this route requires having skilled IoT people in-house who are knowledgeable about all the aspects involved in developing a solution—including everyone from mechanical engineers to software developers to networking and security specialists and more. (Not to mention someone to navigate the lengthy certifications process.) If you are thinking of developing a solution on your own, make sure your organization has the appetite to spend the required—and oftentimes extraordinary—amounts of time and money necessary to do it right. (Keep in mind, though, that even developing a solution with a partner will be costly and complex—but there’s a greater likelihood that the end project will be considered a success.)

How many IIoT companies should you partner with?

Depending on your business case, there may already be an industrial IoT company that has a solution for your exact problem. For example, if you need to do asset tracking within a manufacturing facility, a location system like AirFinder is a full solution; in that case, you’re partnering with just one company.

In other cases you may need to work with multiple IoT companies, each of whom contribute one (or more) pieces of a solution. A cold chain monitoring solution, for example, might include a sensor from one company, wireless technology from another company, and cloud software from another. For example, a company that already has a sophisticated analytics platform and a solid customer-base in a core industry might choose to use Symphony Link as the LPWA wireless service layer, but hire a contract engineering firm to integrate a specific sensor with the radio module, and use their own in-house analytics platform and user interface for their customer-facing portal.

Selecting the right wireless technology for your IIoT application is important—it can also be confusing. Get this free download summarizing the benefits and drawbacks of all your wireless options.

Not every company has the right rolodex to find these partners, and that’s where IoT integrators come into play. Integrators pull together this mix of hardware and software companies, and any other necessary technology players, on your behalf—and more than 50% of companies utilizing the IoT are strongly involved with IT services companies and consulting firms. Organizations sometimes look to integrators to take the lead when numerous IoT solutions need to be connected and work as a whole.

Choosing An IIoT Company

With all the IIoT companies out there, finding the right one for your organization and your use case can be a challenge in and of itself. For any company you’re considering, it’s important to know the limits of what they can and can’t do, and what they’re good at and not good at. It’s not usually the case that a company can build a complex solution end-to-end in-house, because it’s unlikely they’ll have the expertise needed across the whole development cycle. (That’s why integrators are in business—so they can pull together a team of various partners and vendors.)

In particular, most software development companies don’t have expertise about the physical side of IoT solutions, things like sensors, batteries, weatherproofing, and wireless technologies—so beware if they say they do. Those components represent a key part of IoT systems; they’re also where a lot of projects struggle.

Additionally, a lot of hardware-centric companies are often used to working with other OEMs, and not the end customers, so they may not understand the business or operational problems you are trying to solve, or understand the non-technical barriers to adoption.

While integrators can be helpful, be sure you are not just choosing a “brand name.” While this may be the natural instinct from a risk-aversion standpoint, a lot of bigger consultancies and integrators don’t have that much experience with IIoT themselves, and end up bringing smaller firms in anyway to provide domain experience. In these cases, all you’re getting for their premium cost is additional overhead on your project.

My advice:For your particular project, start with a simple, clear, high ROI objective, make sure you understand all the components involved and exactly what needs to be done, then delegate who will handle each of those tasks. Doing so will help you take maximum advantage of different IoT companies’ areas of expertise and create a clear path for execution.

Link Labs As Your Industrial IoT Partner

Another interesting bit from that Cisco study:64 percent of those surveyed agreed that learnings from stalled or failed IoT initiatives helped accelerate their organization’s investment in IoT—so it’s clearly worth the effort. Having had been involved in both successful and failed IoT projects, Link Labs can help you make your IoT implementation a success, ideally without having to learn some of the hard lessons yourself.

As one of the leading innovators in low power, wide-area network technologies for Internet of Things devices, Link Labs excels in taking a concept from initial hardware design all the way through the delivery of a commercial product. (We’ve done so for dozens of enterprises around the world.)

• Our patented Symphony Link technology provides secure connectivity for IoT devices, and powers a range of IoT applications across many industries, including smart cities, agriculture, building controls, automotive, healthcare, government, defense, retail, and utilities.
• Our unique implementation of LTE Cat-M allows you to extend the reach of your low-power application to anywhere LTE networks are available.
• Our asset tracking technology solves for a number of enterprise-level tracking issues, and is used for cost reductions in healthcare, quality control in manufacturing, vendor risk management at transport hubs, and more.

If you’re looking for help designing an integrated IoT solution that suits your business requirements, let’s talk.