Mouser German Blog

(Quelle: Dmytro – stock.adobe.com)

Wenn wir über das Internet der Dinge (IoT) sprechen, denken wir im Allgemeinen an die Endverbraucherseite. Anwendungen wie Smart Homes und Ökosysteme für Verbraucher sind zu den beliebtesten Anwendungen des IoT geworden, aber in Wirklichkeit geht der Anwendungsbereich weit über diese Beispiele hinaus.

Eine der spannendsten und wichtigsten Anwendungen für das IoT ist der industrielle Bereich. Damit die Industrie jedoch das Potenzial des IoT wirklich ausschöpfen kann, muss ein Weg gefunden werden, um die Interoperabilität zwischen Geräten verschiedener Hersteller zu gewährleisten. Matter hat diese Herausforderung im Bereich Smart Home bereits gelöst, und viele sind der Meinung, dass das Beispiel von Matter auch für den Industriesektor wegweisend sein kann.

In diesem Blogbeitrag befassen wir uns mit dem industriellen Internet der Dinge (IIoT), dem Einfluss von Matter im Bereich Smart Home und der Frage, wie der Industriesektor diese Konzepte zur Optimierung der Produktionsabläufe einsetzen kann.

Das industrielle Internet der Dinge (IIoT)

Der Begriff „IoT“ beschreibt im Allgemeinen ein Ökosystem von miteinander vernetzten Geräten, die Daten und Informationen austauschen, die von eingebauten Sensoren stammen. Die gängigste Anwendung für das IoT ist das Smart Home, aber auch in der Industrie hat das IoT großes Potenzial.

Das IIoT bezeichnet die Anwendung des IoT in der Fabrikhalle. Hier können unterschiedliche Geräte im Fertigungsbereich in Echtzeit mit den Bedienern und untereinander kommunizieren, wie beispielsweise Industriemaschinen, Steuerungsgeräte und andere allgemeine Geräte wie Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen sowie Beleuchtungssysteme.

In der Industrie ist das IoT eine wichtige Technologie, denn die Geräte können aufschlussreiche Daten über die Abläufe in der Produktion mit einem zentralen Knotenpunkt und mit dem Bedienpersonal austauschen. Eine IIoT-fähige Fertigungsmaschine kann beispielsweise Informationen über ihren Betrieb im Vergleich zu einer festgelegten Bezugsgröße übermitteln und so anzeigen, wann sie gewartet oder repariert werden muss.

Die meisten IIoT-Geräte können heute zwar mit ihren Bedienern kommunizieren, aber immer noch nicht untereinander. Das liegt in erster Linie daran, dass die IIoT-Geräte in einem Fertigungsbereich oft von verschiedenen Herstellern stammen. Das bedeutet, dass sie nicht explizit für die Interoperabilität untereinander entwickelt wurden.

Damit das Potenzial des IIoT jedoch wirklich ausgeschöpft werden kann, müssen diese unterschiedlichen Geräte miteinander kommunizieren und auf der Grundlage dieser Daten verwertbare Entscheidungen treffen.

Vorbild für die Industrie

Die Interoperabilität zwischen den einzelnen Geräten ist in der Industrie nach wie vor eine Herausforderung, doch für das Smart Home gibt es bereits eine Lösung, die von der Connectivity Standards Alliance (CSA) gefördert und von ihren Mitgliedern, den führenden Anbietern von Hausautomatisierung, unterstützt wird. Diese Lösung ist Matter.

Matter ist ein von den Mitgliedern getragener Standard für die Hausautomatisierung, der die Fragmentierung zwischen verschiedenen IoT-Anbietern verringern soll. Konkret definiert Matter ein Standard-Kommunikationsprotokoll, das sicherstellt, dass alle Matter-zertifizierten Geräte miteinander interoperabel sind.

Die Initiative zur Entwicklung von Matter entstand aus der gleichen Situation, mit der die Industrie heute konfrontiert ist: Der Smart-Home-Markt ist zu stark fragmentiert. Ein modernes Smart Home besteht aus Geräten verschiedener Hersteller, von denen keines für die Interoperabilität ausgelegt ist. Die Smart-Home-Branche hat diese Herausforderung jedoch durch die gemeinsame Entwicklung von Matter gemeistert.

Daher kann Matter als Beispiel für den Industriesektor dienen: Durch Kooperationen in der Industrie ist die Interoperabilität von Geräten tatsächlich möglich.

In punkto Sicherheit setzt Matter den Goldstandard. Bei der Entwicklung von Matter standen die Sicherheit und der Schutz der Privatsphäre der Geräte im Vordergrund. Die Anforderungen reichen von der Hardware-Ebene der Geräte bis hin zur Systemebene, wo der Standard eine Reihe von Maßnahmen zur Wahrung der Privatsphäre vorsieht.

Maßnahmen zur Wahrung der Privatsphäre sind in industriellen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, da es sich bei den übermittelten Daten in der Regel um vertrauliche Unternehmensdaten handelt. Daher ist Matter auch ein gutes Beispiel für die Schaffung von IIoT-Geräte-Interoperabilität, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.

Verbesserungen im Fertigungsbereich

Anhand des Beispiels von Matter und der umfassenden Technologie, die das IIoT bietet, könnten einige sehr leistungsstarke industrielle Anwendungsbereiche erschlossen werden. So könnten durch die Interoperabilität zwischen den Geräten im IIoT industrielle Anlagen realisiert werden, die wirklich automatisiert und skalierbar sind.

In einem industriellen Umfeld gibt es wahrscheinlich eine Vielzahl verschiedener Geräte, darunter Schaltkreise zur Steuerung der industriellen Stromversorgung, Beleuchtungssysteme, Fabrikmaschinen und vieles mehr. Wenn diese Geräte unabhängig voneinander eingesetzt werden, kann jedes von ihnen seine eigene Aufgabe erfüllen. Aber in der Fertigungsanlage als Ganzes fehlen Synergien und Zusammenarbeit.

Wir betrachten beispielsweise eine Montagelinie, in der eine vorgelagerte Maschine ein Teil zusammensetzt und es an eine nachgelagerte Maschine zur weiteren Montage weiterleitet. Nun nehmen wir an, dass die vorgelagerte Maschine ausfällt und beginnt, fehlerhafte Teile zu produzieren. Wenn keine Kommunikation zwischen den Geräten stattfindet, hat die nachgelagerte Maschine keine Möglichkeit, von diesen Fehlern zu erfahren und könnte mit fehlerhaften Teilen weiterarbeiten. Das kann zur Folge haben, dass sich die Fehler weiter verschlimmern und möglicherweise zu Maschinenschäden und Gewinneinbußen führen.

In einer Fertigungshalle mit interoperablen Maschinen kann jedes Gerät den Status der anderen Geräte erfassen und entsprechend fundierte Entscheidungen treffen. Sobald das nachgelagerte Gerät den Ausfall des vorgelagerten Geräts erkennt, kann es beispielsweise den Betrieb einstellen und einen menschlichen Bediener benachrichtigen, um einzugreifen. Dadurch kann die Interoperabilität von IIoT-Geräten dazu führen, dass Fabriken autonomer werden und weniger menschliches Eingreifen erforderlich ist, was letztlich zu mehr Produktivität, Zuverlässigkeit und Sicherheit führt.

Die Interoperabilität zwischen den Geräten im IIoT vereinfacht für Fabrikbesitzer auch die Skalierung und Aufrüstung ihrer Anlagen. Wenn kein Standard wie Matter vorhanden ist, müssen Geräte eines einzigen Anbieters verwendet werden, um ein IIoT-Ökosystem zu schaffen, in dem die Geräte interoperabel sind. Das macht das Ersetzen oder Hinzufügen von Geräten in einer Fabrikhalle schwierig, da es nur begrenzte Optionen für Fabrikbesitzer gibt, die innerhalb ihres Ökosystems bleiben wollen.

Mit einer Matter-ähnlichen Lösung haben Fabrikbesitzer stattdessen die Freiheit, aus einer beliebigen Anzahl von Anbietern zu wählen, wenn sie ihre Fabriken aufrüsten oder mit neuen Funktionen ausstatten, ohne das Zusammenspiel ihrer Systeme zu beeinträchtigen.

Fazit

Damit das IIoT sein volles Potenzial entfalten kann, ist in der Industrie die Interoperabilität von unterschiedlichen IIoT-Geräten erforderlich. Das Beispiel von Matter weist dem Industriesektor einen klaren Weg zu einem Fertigungsbereich, der sicherer, produktiver und profitabler ist, als es bisher möglich war.