Warum die Industrie ein eigenes IoT braucht

Das Internet der Dinge (IoT) verspricht die vollständige Vernetzung sämtlicher Geräte und Alltagsgegenstände. Der Begriff Industrie 4.0 steht dagegen für eine vollautomatische, flexible und ressourcenschonende Produktion auf Basis intelligenter Maschinen. Zwar sind diese intelligenten Maschinen im weitesten Sinn auch Geräte, sie übersteigen jedoch deren Funktionalität bei Weitem.

Intelligente Maschinen sind an der Produktion beteiligte Geräte, beispielsweise Werkzeugmaschinen, Fließbänder, Diagnosesysteme, Industrieroboter, Verlesestationen und Montagelinien. Sie bilden gemeinsam mit anderen Geräten, etwa Kameras, Notebooks und Smartphones, Produktionssysteme, die in Echtzeit über Sensoren Produktions­daten erfassen und mittels Aktoren auf die Produktion einwirken. Dadurch wird eine weitgehend selbstständige Steue­rung von Aufträgen möglich – von der Bestellung des erforderlichen Rohmaterials über die Reservierung der Bearbeitungsmaschinen, Montagekapazitäten, Lagerhallen und erforder­lichen Logistikleistung bis hin zur Qualitätskontrolle und Auslieferung.

Die industrielle Fertigungseinheit als Variante eines IoT-Geräts wird cyber-physisches System (CPS) oder auch cyber-physisches Produktionssystem (CPPS) genannt. Verglichen mit einem gängigen IoT-Gerät verfügt ein CPPS über einen sehr viel größeren Funktionsumfang, muss zudem sehr viel präziser arbeiten können und benötigt dafür sehr viel mehr Daten.

Damit der vernetzte Produktionsprozess nahtlos funktioniert, muss eine sehr hohe Datenmenge zwischen den Fertigungseinheiten und anderen an der Produktion beteiligten Maschinen und Lagern ausgetauscht werden können. Diese Daten müssen in höchster Qualität sicher und schnell verfügbar sein. Die Bedeutung des produktionssteuernden Datenflusses entspricht demjenigen des Materialflusses – wenn er ins Stocken kommt, steht die Produktion.

Das Datenvolumen erhöht sich zudem durch die besondere Fähigkeit der intelligenten Maschinen, autonom zu kommunizieren, beispielsweise, um notwendige Anpassungen aufgrund der Beschaffenheit des Rohmaterials, der Außentemperaturen oder anderer Faktoren während der Fertigung zu berücksichtigen. Die zugrundeliegende Infrastruktur muss für dieses erhöhte Datenvolumen entsprechend ausgelegt werden.

Ein einfaches IoT-Netz, wie es beispielweise in einer Smart City oder einer Smart-Home-Umgebung eingesetzt wird, reicht dafür nicht aus.