Internet der Dinge und Industrie 4.0

Internet der Dinge und Industrie 4.0

    Der Einsatz von Elektronik und Informationstechnologie führte zu Beginn der 1970er-Jahre zur dritten industriellen Revolution. Nun stehen wir durch die zunehmende Digitalisierung an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution.

    Das «Internet der Dinge» zählt zu einem der wichtigsten Zukunftstrends und wächst in rasender Geschwindigkeit. Hierbei sind nicht mehr nur Computer und Smartphones an das weltweite Datennetz angeschlossen, sondern alle möglichen Geräte – von der Kaffeemaschine, über Kleidung, Thermostate und Autos bis zum Garagentor. Sie können eindeutig identifiziert werden und Sensoren erweitern dabei mitunter die Möglichkeit, bestimmte Zustände zu erfassen und darauf zu reagieren.

    Auf dem diesjährigen World Economic Forum in Davos hat Google-Chairman Eric Schmidt davon gesprochen, das Internet werde verschwinden. Den Untergang des Internets hat er damit allerdings mitnichten prognostizieren wollen, sondern vielmehr werde das Internet künftig so selbstverständlich Teil des Alltags, dass es nicht mehr als solches wahrgenommen wird. Die Grenzen zwischen realer und virtueller Welt werden sich aufgrund unzähliger Geräte und Sensoren – auch der Einbettung in Kleidung – auflösen. Ziel ist es, das Leben des Konsumenten zu erleichtern. Ein einfaches Beispiel für das Internet der Dinge ist etwa heute schon die Paket-Nachverfolgung mittels 2DBarcodes. Nutzer können die aktuelle Position des Pakets über die Internetseite des Transportunternehmens nachvollziehen.

    Sicherer Autoverkehr ohne Menschen
    Eines der beliebtesten Beispiele für vernetzte Dinge sind Automobile. Schon heute interagieren Computer innerhalb eines Autos miteinander über Schnittstellen. Die Beschränkung der Interaktionen soll aufgehoben werden; mithilfe von Schnittstellen zur Aussenwelt ergeben sich ganz neue Möglichkeiten, wie die selbstständige Kommunikation von Fahrzeugen untereinander. Die Digitalisierung im Automobil verspricht trotz weiter steigendem oder gleichbleibendem Verkehrsaufkommen ein Mehr an Sicherheit. Durch das automatisierte Fahren kann die Unfallrate spürbar sinken, denn 95 % aller Unfälle lassen sich auf menschliches Versagen zurückführen.

    Im Jahr 2025 sollen voll automatisierte PKWs bereits in Serie gehen. Dabei entstehen neue Probleme: Um Risiken für Fahrer und übrige Verkehrsteilnehmer auszuschliessen, darf die Fahrzeug-IT von aussen nicht durch Unbefugte manipuliert werden können. Die automatisierte Steuerung von Fahrzeugen ist äusserst komplex und bedarf einer Kommunikation in Echtzeit zwischen Kraftfahrzeugen untereinander und zwischen den Einrichtungen der Verkehrsinfrastruktur. Dabei spielen nicht nur die Zuverlässigkeit, sondern ebenso zahlreiche ungelöste Fragen des Datenschutzes eine grosse Rolle. Davor stehen ebenfalls juristische Fragen, einerseits die der Verantwortlichkeit, wenn der Mensch die Maschine nicht mehr steuert, und andererseits müssen international einheitliche Standards geschaffen werden. 2014 listete das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) so viele Software-Schwachstellen wie noch nie – auf insgesamt knapp 8000. Im Vergleich zum Vorjahr bedeutet dies einen Anstieg um 53 Prozent. Viele der Gefahren betreffen auch das Umfeld des Internets der Dinge. Durch die Möglichkeit, nahezu alle Gegenstände mit dem Internet zu verbinden und daraus anzusteuern, ergibt sich ein Einfallstor für unerwünschte Besucher. Sie können Zugriff auf die vernetzten Geräte nehmen, etwa Strom bei einem sogenannten Smart-Zähler ausschalten oder ebenso auf ein Überwachungssystem zugreifen.

    Eine Umfrage des internationalen Marktforschungs-und Beratungsinstituts YouGov von Mitte Januar dieses Jahres unter deutschen Internetnutzern zeigt insgesamt eine positive Akzeptanz für das «Internet der Dinge»; rund jeder Sechste zählt hingegen zu den starken Ablehnern. Viele der Befragten äusserten die Sorge, dass der Mensch noch transparenter werde und der Datenschutz nicht mehr eingreifen könne. Man fühlt sich kontrolliert und beobachtet. Damit verbunden sind weitere Befürchtungen, wie beispielsweise der Verlust der Selbstbestimmung zu einem gewissen Grad und dass das Internet den Mensch steuert und nicht mehr der Mensch das Internet. Hersteller können durch eine gezielte Aufklärung Ängste und Hemmnisse bei den Verbrauchern beseitigen, denn sobald Verbraucher konkrete Produkte hinsichtlich des persönlichen Nutzens bewerten, stehen sie den Produkten deutlich aufgeschlossener gegenüber. Dabei denken sie etwa an Möglichkeiten der Hausautomatisation und einen Zugriff auf die Steuerungsmöglichkeiten von unterwegs; weniger sinnvoll erachten sie vernetzte Zahnbürsten oder Kaffeemaschinen, die über eine App die Nachbestellung von Kapseln regeln.

    Industrie im digitalen Wandel
    Industrie 4.0 nimmt Bezug auf die industrielle Revolution und soll die Digitalisierung der Fertigung vorantreiben. Produktionsstätten sollen künftig ressourcenschonend und wandlungsfähig sein und dabei Kunden und Geschäftspartner direkt in die Geschäftsprozesse einbeziehen. Doch mit dem Internet der Dinge in der Industrie können vor allem Entscheider noch wenig anfangen. Eine Umfrage des Anbieters für IT-gestützte Business-Lösungen und Dienstleistungen CSC unter 900 Entscheidungsträgern in Deutschland, Österreich und der Schweiz kommt zu dem Ergebnis, dass in der Schweiz 60 Prozent der Entscheider nichts Genaues mit dem Begriff verbinden. In Deutschland sieht es mit 40 Prozent nicht sehr viel besser aus. Erstaunlich ist vor allem, dass sich fast niemand der Befragten zu den Chancen und Risiken richtig informiert sieht. Immerhin sehen die IT-Leiter in Europa die vernetzten Fabriken als eine bedeutsame Triebfeder für den künftigen Geschäftserfolg, während die Nordamerikaner glauben, die neue Entwicklung lenke nur von den Kernzielen einer erfolgreichen Geschäftsführung ab. Dies verwundert um so mehr, da zahllose digitale Innovationen des täglichen Lebens gerade von dort stammen. Die Transformation der technologischen Entwicklung auf den Bereich der industriellen Produktion dagegen ist ein Vorteil, den bisher Europäer und daneben Asiaten für sich beanspruchen können.

    Innovationszyklen verkürzen sich in zahlreichen Bereichen und damit wandelt sich auch das Kundenverhalten, sogar im automobilen Sektor: Die zunehmende Urbanisierung mit ihrem hohen Verkehrsaufkommen verstärkt bei vielen Menschen in den Städten zusätzlich die Unlust, noch in ein eigenes Auto zu investieren. Der Druck auf die Industrie, selbst innovative Geschäftsmodelle für den eigenen Geschäftserfolg voranzutreiben, steigt daher. Der Trend geht selbst im Bereich der Automobilindustrie hin zur Dienstleistung, etwa ein Auto per Car-Sharing dort zur Verfügung zu stellen, wo es gerade benötigt wird. IT-Komponenten werden immer preiswerter und kleiner. Es liegt nahe, sie in Alltagsgegenstände zu integrieren und «smarte» Produkte auf den Markt zu bringen. Die Industrie ist daher gezwungen, erheblich flexibler zu werden. Die Befragten erhoffen sich durch den Wandel zu «Industrie 4.0» nicht nur eine grössere Kundenzufriedenheit, sondern mehr Effizienz, Kostenreduktion und höhere Produktivität.

    Der Wandel stellt aber viel höhere Anforderungen an die Sicherheit: Automatisierung und Vernetzung in der Produktion selbst werden deutlich anfälliger für Schwachstellen und die Produkte – sind sie erst einmal beim Konsumenten – müssen über ihren gesamten Lebenszyklus gegen unerwünschte Zugriffe geschützt bleiben. Datenschutz und Datensicherheit werden von der produzierenden Industrie vielfach stiefmütterlich behandelt. Für Unternehmen ist es daher wichtig, den Produktionszyklus regelmässig auf seine Anfälligkeit für Bedrohungen aus dem Internet zu prüfen. Um das Thema Industrie 4.0 im eigenen Unternehmen angehen zu können, sind ausgewiesene Fachkräfte mit kombiniertem IT- und Fertigungswissen erforderlich. Sie sind in Europa derzeit rar gesät.

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