TE Connectivity ist bei der Konvergenz von physischen Objekten und dem Internet führend.

Ökonomischer Wert durch IoT

Dampfmaschinen, Massenproduktion und Internettechnologie bedeuteten für die Wirtschaft jeweils eine Revolution. Heute befinden wir uns inmitten der vierten industriellen Revolution - der Konvergenz von physischen Objekten und dem Internet - dem Internet der Dinge.

Internet der Dinge. Industrielles Internet. Internet of Everything. Die Begrifflichkeiten, die sich auf die Konvergenz von physischen Objekten und der digitalen Welt des Internets beziehen, unterscheiden sich in Nordamerika, Europa und Asien. Grundsätzlich geht es jedoch bei allen um das Gleiche: die um sich greifende Möglichkeit, einen wirtschaftlichen Wert zu generieren, indem Dinge mit intelligenten Funktionen ausgestattet werden - Autos, Kleidung, Gebäude oder auch Fabriken. 

Experten prognostizieren ein signifikantes Wachstum von Dingen, die über Netzwerke miteinander verbunden werden, und einen enormen Mehrwert, der durch diese Verbindungen generiert wird. Im Jahr 2020 werden 25 Milliarden Objekte über das Internet der Dinge miteinander verbunden sein, so die Gartner Group1. IDC prognostiziert, dass der weltweite Markt für das Internet der Dinge auf 1,7 Billionen Dollar im Jahr 20202 ansteigen wird. Das McKinsey Global Institute veranschlagt den Wert des Internets der Dinge im B2B-Umfeld wie beispielsweise intelligenten Fabriken auf 3,9 Billionen Dollar im Jahr 20253. Diese Prognosen sind unterschiedlich präzise, basierend auf der Erfahrung von TE mit Ingenieuren weltweit, gehen wir davon aus, dass das Wachstum des Internets der Dinge innerhalb der nächsten 5 bis 10 Jahre sehr signifikant sein wird. Die Vernetzung von Milliarden von Objekten bedeutet für unsere Kunden eine enorme Chance, das Wachstum ihrer Unternehmen zu forcieren, Innovation voranzutreiben und wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Möglichkeit, Objekte dazu zu bewegen, mit uns - und miteinander - zu kommunizieren, führt zu einer neuen Konkurrenzfähigkeit von TE-Kunden: einzigartige Produkte, optimierte Fertigung und größere Effizienz. 

Chancen durch das Internet der Dinge

Internet der Dinge. Industrielles Internet. Internet of Everything. All dies sind die Kurzformen für die weitreichenden Möglichkeiten, neuen wirtschaftlichen Wert zu generieren, indem Dinge mit intelligenten Funktionen ausgestattet werden.
Das Internet der Dinge ist das Netzwerk aus physischen Objekten oder Dingen, die mit Elektronik, Software oder Sensoren ausgestattet sind. Indem diese vernetzt sind, schaffen diese Dinge einen größeren Mehrwert und Service, da sie Daten mit dem Nutzer und/oder anderen vernetzten Geräten erfassen und austauschen. 

Unternehmen und Regierungen weltweit haben zum Ausdruck gebracht, dass sie die Strategien für das Internet der Dinge unterstützen. Ihre Werbung und Aussagen haben eine neue Sprache geprägt: Internet of Everything (IoE, auch: Allesnetz), industrielles Internet und Industrie 4.0. China hat seine eigene Strategie, „Made in 2025“, die mehr vernetzte Objekte und die kontinuierliche Entwicklung von intelligenten Fabriken und Automatisierung verlangt. Unserer Meinung nach deuten diese Begriffe auf das gleiche Ergebnis hin: eine vierte industrielle Revolution. Es ist eine aufregende Zeit, in der bahnbrechende Entwicklungen stattfinden und es zukünftig noch mehr Innovationen geben wird. 

IoT Initiativen machen nach der Proof of Concept-Phase (POC) den nächsten Schritt zur Produktion, mit Millionen von integrierten Sensoren und Systemen.  Sicherheitsmaßnahmen für sogenannte IoT-Edge-Geräte haben jedoch immer noch höchste Priorität, da mehr Netzwerkknoten Hackern mehr Möglichkeiten bieten diese sicheren Systeme zu durchdringen. Deswegen wird nun vor allem bei industriellen Anwendungen darauf geachtet, dass Sicherheitschips in IOT-fähighe Geräte und IOT-Systeme mit Firewalls integriert sind.  Die Industrie 4.0 und intelligente Fabrikanwendungen sind

Bereiche in denen das IoT bereits eine große Rolle spielt. Diese Anwendungen kommen häufig in der Überwachung und vorausschauenden Wartung von Fabrikmaschinen und Equipment vor. So sind Hersteller in der Lage, die Maschinenverfügbarkeit zu garantieren, die Produktivität und Betriebsleistung zu erhöhen und gleichzeitig einen sichereren Arbeitsplatz zu schaffen. Da IoT-fähige Sensoren eine kostengünstige und stromsparende Lösung sind, können sie auch anhand IOT-Systemen einfacher in das Fabrikequipment integriert werden.

 

Wearables

  • Patientenversorgung
  • Überwachung von Senioren 
  • Ferndiagnose
  • Überwachung von Equipment
  • Bio Wearables
  • Fitness Tracker
  • Soldatenüberwachung

 

Vernetzter Transport

  • Verkehrsführung
  • Telematik
  • Versicherung
  • Versand
  • Öffentlicher Verkehr
  • Flugzeuge
  • Züge
  • Intelligentes Parken

 

Vernetztes Zuhause/Gebäude

  • Sicherheit
  • HLK-Anlagen
  • Bewässerung
  • Glühbirnen/Haushaltsgeräte
  • Rauchmelder
  • Infotainment
  • Passagiersysteme

 

Vernetzte Städte

  • Energieverteilung
  • Überwachung
  • Beschilderung
  • Versorgung/Smart Grid
  • Notfalldienste

 

Internet für die Industrie

  • Fabrikautomation
  • Überwachung von Equipment/Robotik
  • Fortgeschrittene Werkstoffe
  • Instandhaltung
  • Mitarbeitersicherheit

 

Wertreiber

  • Innovation & Umsatz
  • Anlagennutzung
  • Optimierung der Lieferkette & Logistik
  • Verbesserungen der Produktivität von Mitarbeitern
  • Verbessertes Kundenerlebnis
  • Sicherheit
  • Umwelt-Compliance

 

Der Wert sowie die Marketingmöglichkeiten von Umfeldkategorien wachsen, wenn sich das Umfeld erweitert. 4, 5 Die über verschiedene Marktsegmente hinweg aktiven Werttreiber sind gleich. Es geht dabei um die Möglichkeit, neue Produkte und Services zu entwickeln, die Umsatz generieren. Und es geht darum, das Kundenerlebnis zu verbessern und einzigartig zu machen. Zum Beispiel indem Ausfallzeiten durch vorausschauende Wartung vermieden werden. Zeiten bis zum Markteintritt werden verkürzt und logistische Kosten verringert. Kundenservice und Zufriedenheit werden durch Ferndiagnose und -reparatur eines Autos verbessert. Und es wird dafür gesorgt, dass die Menschen nicht ins Krankenhaus müssen, weil Echtzeitdaten zwischen Patient und medizinischem Anbieter für Gesundheitsüberwachung und präventive Pflege geteilt werden. 

Beim Wandel hin zum Internet der Dinge geht es letztendlich um Vernetzung, die wir „Data Everywhere“ nennen - Objekte dazu bewegen, mit uns - und miteinander - zu kommunizieren. Diese Vernetzung führt zu einer grundlegenden Veränderung, wie Unternehmen miteinander im Wettbewerb stehen werden: neue Produkte, optimierte Fertigung und autonome Systeme. Das wert-generierende Potenzial der Data Everywhere-Vernetzung ist für unsere Kunden enorm. Um dieses Potenzial nutzen zu können, sind grundlegende Bausteine gefragt. Wir sind hierfür die Experten. 

Wertschöpfungskette des Internets der Dinge: Energie, Sensorik und adaptive Netzwerke sind erforderlich. Die Wertschöpfungskette für Data Everywhere startet mit der Hardware, wird ergänzt von Software und Services und befähigt am Ende dazu, Daten zu sammeln und entsprechend der an Netzwerkendpunkten gesammelten Daten zu handeln und neue Werte zu kreieren. TE bietet hierbei die Hardware und ermöglicht so die grundlegende Vernetzung, die die Vorstufe für Data Everywhere ist. Alle Endpunkte des Internets der Dinge, in all den verschiedenen Formfaktoren von Industrien und Anwendungsfällen, verlangen drei Dinge: Sie benötigen Energie, sie müssen in der Lage sein, Informationen wahrzunehmen, und sie müssen auf einer zuverlässigen, sicheren Netzwerkinfrastruktur basieren, um Daten schnell übertragen zu können. 

Hardware, Software, Network and New Value

Durch die Kombination von Netzwerk-Hardware und Software schöpfen unsere Kunden neue Werte.

Hardware

  • Datenerfassung (Sensoren)
  • Kommunikation (Sensorendaten zur Cloud)
  • Konnektivität (Verbindung zu einer Plattform die Daten speichern und nutzen kann: Softwareplattform für die Datenanalyse) eventuell IoT-fähige Kabel?

 

Software

  • IT Cloud Plattformen (nicht bei TE erhältlich)

 

New Value

  • Dashboards (nicht bei TE erhältlich)
  • Analytik (nicht bei TE erhältlich)

Energie

Bevor etwas vernetzt werden kann, braucht es Energie. Die Spezifikationen für das Hinzufügen von Energie zu Objekten sind so vielfältig wie ein platzsparender, sicherer Leistungssteckverbinder, der schnell und intuitiv von einem Fließbandarbeiter installiert werden kann, wie eine ausgeklügelte Batterievernetzung, die Wasser standhalten kann (Sind Sie jemals mit Ihrem Fitnessarmband unter die Dusche gegangen?) oder wie schnurlose Energie für Niederspannungsübertragung innerhalb der näheren Umgebung.


Energie ist der grundlegende Bestandteil von Data Everywhere, allerdings sind die Voraussetzungen für die Installation, Nutzung und Leistung in den verschiedenen Industrien und Anwendungen unterschiedlich. Ausgangskriterium ist es, eine kontinuierliche Energielieferung zu ermöglichen, die zu Form, Funktion und Umgebung der Anwendung passt. Das modulare Produktportfolio von TE wird oft für Anwendungen im Internet der Dinge nachgefragt, da es über effiziente Steckverbinder verfügt, die schnell ohne Anleitung genutzt werden können und normalerweise innerhalb von 24 Stunden verfügbar sind.


Die kontaktlose Energie als eine Alternative zu Steckverbindern lässt Design-Ingenieuren Freiheiten, durch die sie neue Möglichkeiten für die mechanische Bewegung entwickeln können. Heutzutage können Roboterarme aus zwei Zentimetern Entfernung mit bis zu 100 Watt angetrieben werden - dies ist genug Distanz, um Roboterarmen zu ermöglichen, sich auf eine Art und Weise zu bewegen, die vorher nicht möglich war. Dies führt zu einer vermehrten Nutzung von Robotik in präziseren und weiterentwickelten Anwendungen. In den nächsten 18 Monaten werden wir beobachten können, wie die kontaktlose Leistungswattzahl steigt und die Distanz sinkt. Diese rasante Entwicklung bei den Funktionen zeigt, dass TE disruptive Fähigkeiten hat und ein Impulsgeber in der Fabrikautomatisierung ist.

 

Fortschritte in Systemen wie LPWAN (Low Power WAN), LPLAN (Low Power LAN) drahtlose Chip-Sets und Sensoren mit geringem Stromverbrauch werden die nächste Welle der vernetzten Sensoren ermöglichen. Diese neuen Protokolle und Sensoren mit geringem Stromverbrauch können die Lebensdauer einer Batterie von bis zu 3 – 5 Jahren verlängern. Diese Systeme mit niedrigem Stromverbrauch sind günstig, kompakt und können einfach in bestehende Geräte installiert werden ohne, dass komplexe Verkabelungen benötigt werden. Beispiele von LPWAN sind LoRa, SigFOX, LTE-M, NB-IoT und Beispiele von LPLAN sind unter anderem Bluetooth Low Energy (BLE), Zigbee und Dust.

 

Anwendungen für das Internet der Dinge beschleunigen die Innovationen im Energiesektor. Stellen Sie sich zukünftige Szenarien vor, die durch die integrierte Übertragung von Energie und Daten ermöglicht werden und den Weg für autonomere Systeme und Maschinen ebnen. Stellen Sie sich einen Sensor und Duo-Schalter oder ein Abkühlelement vor, die durch Temperaturbeobachtung aktiv werden. Diese automatisierte Intelligenz könnte mit Motoren und Transportbändern verdrahtet sein, nicht nur in einer kontrollierten, sondern auch in einer exponierten und widrigen Umgebung. Eine andere Möglichkeit sind intelligente Aufladegeräte, die die Energie bei der Zusammenschaltung beobachten und kontrollieren. Die Fähigkeiten von Data Everywhere können auf ältere Maschinen ausgeweitet werden und einen effizienteren Einsatz von Energie durch die verbesserte Transparenz der Nutzung ermöglichen.

Sensoren

Sensoren ermöglichen die Datenerfassung und -analyse in verschiedenen Anwendungen um Leistungsfähigkeit in einem Gerät, einem Verfahren oder einem System zu messen. Damit sind Sensoren eine intelligente Brücke zwischen der physischen und der digitalen Welt.

 

IoT Sensorentrends

 

  • Sensoren mit geringem Stromverbrauch: Diese kompakten Geräte mit geringem  Stromverbrauch verlängern die Lebensdauer einer Batterie, was die Integration von IoT-Komponenten in verschiedenen Anwendungen ermöglicht.
  • Sensorfusion: Diese Technologie ermöglicht mehr Funktionalität und Messung innerhalb eines kompakten Einzelsystems.
  • Miniaturisierung: Je moderner Technologien werden, desto kleinere Komponente werden benötigt
  • Drahtlos integrierte Sensortechnologie: IoT-fähige Sensoren mit drahtlosen Verbindungsmöglichkeiten werden immer häufiger in vielen Anwendungen eingesetzt. Dazu kommt, dass die Edge Computing-Funktionalität in mobilen Geräten immer beliebter wird. Obwohl Sensoren noch keine Edge Computing-Funktionalität bieten, haben manche Sensoren sogenannte Edge Analytics.
  • Digital: Der Wandel von analogen Ausgangssensoren zu digitalen Ausgangssensoren ist immer beliebter aufgrund der einfachen Installation dieser Komponenten in vorhandene Systeme.


Die Endpunkte des Internets der Dinge sind auf Sensoren angewiesen, die Informationen sammeln. Wir beobachten, dass die Zunahme von Anwendungen für geschlossene und autonome Schleifen die Entwicklung von Sensoren vorantreibt. Manchmal befindet sich dieses geschlossene Schleifensystem komplett in der Maschine. Ein Patient mit einem Herzproblem nutzt eine Manschette und ein Pflaster, um die Herzdaten sicher von zu Hause aus zu erfassen und zu übertragen. Das System des Arztes schickt Daten zurück, die die Dosierung des Medikaments für das Pflaster kalibrieren. Oder im Bereich der Fabrikautomatisierung, wo eine Maschinenmontage die Geschwindigkeit an den Umfang des Bestandsvolumens anpasst. In intelligenten Gebäuden überwachen geschlossene Schleifen Licht und Strom von Elektro- und Haushaltsgeräten, um innerhalb der Preisstaffelung zu bleiben und Rabatte zu maximieren.

 

Das TE Portfolio von intelligenten, effizienten und leistungsstarken Sensoren wird in den verschiedensten Industrien eingesetzt - Automobilindustrie, industrielles und gewerbliches Verkehrswesen, Luft- und Raumfahrt sowie Sicherheit bis hin zu Anwendungen für Medizin, Industrie und Konsumgüter. Sensoren für Temperatur, Feuchtigkeit und Druck werden am häufigsten eingesetzt, aber wir beobachten auch eine steigende Nutzung von Sensoren für Vibrationen, Flüssigkeitspegel und Flüssigkeitseigenschaften.  

Überwachung

Überwachung

Rückmeldung und Kontrolle

Rückmeldung und Kontrolle

Information

Information

Adaptive Netzwerke

Die Netzwerke von heute sind adaptiv, das heißt, sie erkennen das Hinzufügen und Wegnehmen von neuen Endpunkten im fließenden Wechsel – denken Sie nur daran, wie einfach Sie sich drahtlos auf Ihrem Betriebsgelände mit Ihrem Unternehmensnetzwerk verbinden oder davon trennen können. Die Chance und Herausforderung für Netzwerkanbieter in einer Welt des Internets der Dinge ist es, die adaptive Qualität auf Netzwerkkomponenten auszuweiten. Netzwerkkomponenten und Subsysteme werden zu adressierbaren Netzwerkknoten.

In diesen Szenarien des Internets der Dinge, bei denen der Zugang zu Netzwerken mit hoher Leistungsfähigkeit unternehmenskritisch ist, bringen aktive Komponenten Informationen in Netzwerke ein, die sicherstellen, dass Betrieb und Wartung optimal laufen. In einem Rechenzentrum beispielsweise, in dem 56G-Steckverbinder laufen, die anfangen heiß zu werden, wären die Komponenten in der Lage, die Betreiber zu informieren, bevor es zu Problemen kommt.

Stabileres Netzwerkdesign gewährleistet ein unverfälschtes Signal, um Leistungsdaten für vorausschauende Wartung oder selbstkorrigierende Aktivitäten zu ermöglichen und um die Lebensdauer der Netzwerkinfrastruktur zu erhöhen. Datenarchitekturen, die modulare Komponenten einsetzen, stellen das notwendige effizienteste Spektrum an Schnelligkeit, Effizienz und Leistung sicher.

Wertschöpfung durch das Internet der Dinge

Drei Kriterien für Hardware

Der neue wirtschaftliche Wert, der durch die Anwendungen des Internets der Dinge entsteht, beginnt sich zu entwickeln, da Anwendungen vom reinen Konzept zur kommerziellen Umsetzung werden. Während viele der ersten Objekte im Internet der Dinge im Verbraucherbereich vorzufinden waren, wird es in den nächsten Jahren mehr um die wirtschaftliche und industrielle Nutzung des Internet der Dinge gehen. Drei Kriterien müssen von der Hardware erfüllt werden, die das Internet der Dinge ermöglicht: 

Ausfallsicherheit: Menschenleben, Markenwert, Wirtschaftskraft

1 - Ausfallsicherheit: Menschenleben, Markenwert, Wirtschaftskraft

Die Anforderungen könnten nicht höher sein. Es geht um die Sicherheit und das Wohlbefinden der Nutzer, egal ob sie autonome Autos fahren oder aus der Ferne medizinische Behandlung von ihren Ärzten erhalten. Für ganze Industrien, wie zum Beispiel die Fertigung, schützen sie die wettbewerbsfähige Identität und den Wert. Diese Abhängigkeit von der Endpunktvernetzung als Treiber von unternehmenskritischem Wert bedeutet, dass ihre Data Everywhere-Vernetzung nicht ausfallen darf. Nachhaltige Leistung in anspruchsvollen Umgebungen muss ein Merkmal für die Ingenieurskunst sein. Energie und Sensorik müssen robust sein, um den widrigen Umständen - Wetter, Vibrationen, Schock, Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, gefährlichen Chemikalien und biologischen Quellen - standzuhalten.

Kleiner, Multifunktionell, Effizient

2 - Kleiner, Multifunktionell, Effizient

Die Notwendigkeit, die Vernetzung und die Sensorik beim Design der Geräte und Maschinen zu berücksichtigen, verschiebt die Grenzen bei der Entwicklung von Materialien und deren physischen Eigenschaften. Wir beobachten beispielsweise eine rapide Verbesserung beim Gebrauch von leichteren aber gleichzeitig robusteren Materialien und drahtloser Energie. Die Forderungen nach leichterer Elektronik, multifunktionalen Fähigkeiten, die die Funktionen platzsparend maximieren, sind für die geschlossenen Schleifen der Feedback- und Überwachungsfunktion notwendig. Wir fassen Komponenten zunehmend zusammen, um Platz zu sparen und Funktionen weiterzuentwickeln.

Weltweite Agilität, Anpassungsfähigkeit und Flexibilität: Bezahlbare, hohe Qualität in jedem Umfang

3 - Weltweite Agilität, Anpassungsfähigkeit und Flexibilität: Bezahlbare, hohe Qualität in jedem Umfang

Damit Data Everywhere um sich greift, müssen sich die Hersteller von neu vernetzten Produkten an regionale und nutzerspezifische Konfigurationsanforderungen anpassen. Der Einsatz von fortgeschrittenen Fertigungsmethoden wie Laserschneiden und 3D-Druck macht den Betrieb mit hoher Flexibilität wirtschaftlich rentabel. Abgesehen von der Agilität der Massenkonfiguration gewährleisten Hardwarehersteller die Sicherheit und Nachhaltigkeit des Betriebs, wenn Betriebsstätten in verschiedenen geografischen Märkten agieren. Weltweit verteilte Fertigungsagilität wird zu einem Differenzierungsmerkmal.

Standards, Protokolle und Interfunktionsfähigkeit

Normungsorganisationen, Regierungen sowie Software- und Hardware-Unternehmen arbeiten daran, Standards und Protokolle zu definieren, die notwendig sind, um das Netzwerk der vernetzten Dinge voranzutreiben. Viele der Diskussionen drehen sich um Softwareprobleme, von Interoperabilität bis hin zu Datenhoheit, Kontrolle, Sicherheit und Datenschutz. TE beteiligt sich an den führenden Gruppen, darunter das „Industrial Internet Consortium“, als Teil des Ökosystems vom Internet der Dinge. Wir haben eine maßgebliche und klare Position als Vorreiter im Internet der Dinge inne. Als ein Hersteller von Hardware können wir Entwicklungen und anerkannte Standards ad hoc anpassen und erhalten die Interoperabilität mit allem.  

Die Tatsache, dass Daten überall eine Rolle spielen, verändert die Art und Weise, wie Ingenieur-Teams an das Thema Design herangehen. Unternehmen müssen mit einem größeren Ökosystem von Partnern zusammenarbeiten und es werden verschiedene Disziplinen verlangt - vom Maschinenbau über Elektrotechnik bis hin zu Werkstofftechnik. Die gemeinsame Entwicklung und Zusammenarbeit mit Experten außerhalb des Unternehmens sind der Schlüssel zu einem beschleunigten Innovationstempo. Kein Unternehmen kann alleine solch ein vollständiges System entwickeln. Software-plattformen benötigen Hardware und Hardware ist ohne die Cloud und Datenanalytik völlig nutzlos. Es gibt bereits einige Ökosysteme die als Fallbeispiele dienen werden um herauszufinden was komplette IoT-Systemanwendungen brauchen werden. Ziel wird es sein, Anwendungsbeispiele aufzuzeigen, sodass Kunden diese Ideen schnell umsetzen können, ohne, dass sie selber alle Elemente entwickeln müssen.

Data Everywhere:
TE überall

Wir haben aus einem ganz eigenen Blickwinkel beobachtet, wie sich das Internet der Dinge ausgebreitet hat. Unsere über 7.000 Design-Ingenieure arbeiten täglich mit Kunden in 150 Ländern zusammen. Dies ermöglicht Einblicke in die Unterschiede zwischen Trendthemen und echter Marktentwicklung. Wir sehen, dass unsere Kunden vermehrt die Data Everywhere-Vernetzung in ihre Produkte einbinden. Das Internet der Dinge führt branchenübergreifend zu einem neuen Bedarf an Vernetzung. Egal ob es sich um autonome Fahrzeuge, intelligente Gebäudesystemtechnik oder sich selbst wartende Fabriken handelt: Die grundlegenden Elemente von Vernetzung - Energie, Sensoren und adaptive Netzwerke - sind für alle Data Everywhere-Anwendungen notwendig. Und das ist ein starkes Argument für TE überall.