IoT und Big Data in kommerziellen Anwendungsfällen zusammengeführt

Unabhängig davon, mit wem Sie sprechen, sind sich alle einig, dass das IoT das nächste große „Ding“ sein wird (kein Wortspiel beabsichtigt). Die Begeisterung für das IoT wird unterstützt von:

• immer kleiner werdende Hardware
• allgegenwärtige Konnektivität
• Umfangreiche IoT-Anwendungsplattformen
• immer mehr IoT-Anwendungsfälle und Branchenanwendungen
• der wirtschaftliche Wert von Big Data

Einige dieser IoT-Szenarien sind sehr endbenutzerorientiert, z. angetrieben durch Crowdfunding und die Maker-Bewegung. Beispiele sind die Pebble Smartwatch, das innovative Tile-Produkt (ein „Thing“-Locator) oder die smarten Hue-Glühbirnen. Viele IoT-Beispiele konzentrieren sich jedoch eher auf industrielle Anwendungen, darunter Flottenmanagement, Telematik, Smart Metering und Smart Grids, Telemedizin und so weiter. In diesem Beitrag stelle ich zwei Use Cases aus Handel &Logistik sowie dem Industriebereich vor, mit besonderem Fokus auf die Nutzung von Big Data.

IoT-Anwendungsfall 1:Einzelhandel und Logistik

Einzelhandel und Logistik sind ein Schlüsselbereich, in dem das IoT als Basistechnologie große Auswirkungen haben wird. RFID (Radio Frequency Identification) wird in der Logistik seit einiger Zeit erfolgreich zur Verfolgung von Behältern, Paletten und Kisten eingesetzt, vor allem in geschlossenen Kreislaufsystemen und meist bei hochwertigen Gütern. Die massiven Investitionen in IoT-Technologien versprechen, die Kosten für RFID und ähnliche Technologien zu senken und die Warenverfolgung auf Artikelebene schließlich zu einem praktikablen Business Case zu machen. Für Einzelhändler hat dies viele Vorteile, darunter Bestandsgenauigkeit, Reduzierung des Verwaltungsaufwands, automatisierte Kunden-Checkout-Prozesse und ein zuverlässiges Diebstahlschutzsystem.

Andere aufkommende Technologien sind sogenannte „Beacons“. Bei diesen Beacons handelt es sich um Indoor Positioning Systeme, die direkt mit modernen Smartphones interagieren können, z.B. mit Bluetooth Low Energy (BLE). Ein Netzwerk von Beacons in Geschäften kann den Standort von Kunden in einem Geschäft identifizieren und ihnen Push-Benachrichtigungen senden. Ein Benutzer kann beispielsweise auf seinem Smartphone eine Einkaufsliste erstellen und mit der Store-App teilen. Beim Betreten des Stores zeigt die Store-App dem Kunden eine Karte an, die alle Produkte auf seiner Einkaufsliste markiert. Immer wenn der Kunde in die Nähe einer Position kommt, an der sich eine Produktgruppe aus seiner Einkaufsliste befindet, benachrichtigt ihn die App und gibt eine Empfehlung für eine bestimmte Marke ab. An der Kasse könnte das System alle Produkte im Warenkorb automatisch per RFID identifizieren, eine Rechnung erstellen und bestätigen sowie die Zahlung über das Smartphone abwickeln. Das Inventarsystem des Shops wird automatisch aktualisiert, wenn der Checkout-Prozess abgeschlossen ist.

Quelle:Bosch.IO

Die Verwendung eines NoSQL-Daten-Repositorys wäre von großem Vorteil, um alle Arten von strukturierten, halbstrukturierten und unstrukturierten kundenbezogenen Daten zu speichern, einschließlich der Einkaufshistorie und der Bewegungen im Geschäft. Fortschrittliche Datenanalysealgorithmen könnten verwendet werden, um die Bewegungen des Kunden und vergangene Einkaufsentscheidungen zu analysieren. Dadurch kann die IoT-Anwendung Einkaufsempfehlungen generieren, die der Kunde im Laden auf sein Smartphone pushen kann, oder ihn über Sonderangebote informieren – etwa wenn das System erkennt, dass der Kunde in einen Bereich in der Nähe des Ladens zurückkehrt .

IoT-Anwendungsfall 2:Industrie

Industrie 4.0, Smart Factory und Industrial Internet sind einige der Begriffe, die verwendet werden, um die soziale und technologische Revolution zu beschreiben, die verspricht, die aktuelle Industrielandschaft zu verändern. In diesem Bereich werden viele Beispiele diskutiert und untersucht, von der Optimierung der IoT-Supply-Chain bis hin zur Modularisierung von Produktionslinien mit Hilfe intelligenter Produkte.

Quelle:Bosch

Ein interessantes Beispiel, das ich hier untersuche, bezieht sich auf den zunehmenden Einsatz handgeführter Werkzeuge in der Fertigung, z. zur Montage von Automobilen, Flugzeugen, Zügen und Schiffen. In den letzten Jahren wurden diese Werkzeuge leistungsstärker (z. B. Drehmoment) und sind jetzt mit langlebigen Batterien ausgestattet, die es den Arbeitern ermöglichen, sie ohne die Einschränkungen von Stromkabeln oder einem festen Anschluss an einen Luftkompressor zu verwenden. Dies erhöht die Flexibilität erheblich, birgt jedoch auch bestimmte Herausforderungen aus Sicht des Herstellungsprozesses, die durch die Nutzung von IoT-Funktionen angegangen werden können.

Eines der wichtigsten IoT-Konzepte ist die Entwicklung intelligenter, vernetzter „Edge“-Geräte. Ein Beispiel für ein solches IoT-Gerät ist ein Schrauber, der mit einem Bordcomputer und drahtloser Konnektivität ausgestattet ist. Der Bordcomputer unterstützt viele Aspekte des Schraubvorgangs, von der Konfiguration (z. B. welches Drehmoment verwendet werden soll) bis hin zur Erstellung eines Protokolls der durchgeführten Arbeiten (z. B. welches Drehmoment tatsächlich gemessen wurde). Darüber hinaus verfügt der Schrauber über einen Laserscanner zur Bauteilidentifikation.

Durch die Integration eines solchen intelligenten Edge-Geräts in das IoT können sehr leistungsstarke Dienste entwickelt werden, die bei der Optimierung der Lieferkette und der Modularisierung der Produktionslinie helfen können. Diese intelligenten Schraubwerkzeuge können beispielsweise jetzt von einer zentralen Asset-Management-Anwendung verwaltet werden, die verschiedene Dienste bereitstellt:

• Grundlegende Dienstleistungen können Funktionen umfassen, wie die Unterstützung bei der tatsächlichen Lokalisierung der Ausrüstung in einer großen Produktionsstätte.
• Geo-Fencing-Konzepte können angewendet werden, um sicherzustellen, dass nur ein zugelassenes Werkzeug mit der richtigen Spezifikation und Konfiguration für ein bestimmtes Produkt in einer Produktionszelle verwendet werden kann.

Das zentrale Asset-Management-System kann bei der Optimierung der Werkzeugwartung helfen, indem es beispielsweise regelmäßig Kalibrierinformationen der entfernten Werkzeuge über das Werks-WLAN ausliest. Die Asset-Management-Anwendung kann als Brücke zwischen den Elektrowerkzeugen und den ERP- (Enterprise Resource Planning) und MES-Systemen (Manufacturing Execution System) dienen, die den Fertigungsprozess steuern. Das Asset-Management-System kann beispielsweise Arbeitsaufträge und Konfigurationen an die Werkzeuge verteilen. Darüber hinaus kann die Asset-Management-Anwendung jeden Schraubvorgang durch die Erstellung von Prüflosen dokumentieren (z. B. anhand von Drehmomentaufzeichnungen aus den Werkzeugen) und mit der Stückliste (Bill of Material) im ERP-System verknüpfen.

Ein solches Produktionsdokumentationssystem kann enorm von Big Data- und NoSQL-Technologien profitieren, die die Aggregation großer Mengen heterogener, mehrfach strukturierter Daten über den Produktionsprozess, einschließlich Altdaten aus vielen verschiedenen Systemen, zusätzlich zu Bildern und Filmaufnahmen aus verschiedenen Produktionsmodule bzw. In einer Zeit, in der Hersteller durch große Produktrückrufe enorme Kosten erleiden können, kann dies ein sehr mächtiges Werkzeug sein.