Vollständiger Leitfaden zur IoT-Implementierung
Was bedeutet industrielles IoT?
Zu Beginn der Remote-Dienste verbanden OEMs teure und unternehmenskritische Geräte, um einen besseren Überblick über ihre Nutzung und ihr Verhalten vor und während eines Fehlerzustands oder Ausfalls zu erhalten. Dieser Bereich hatte in der Vergangenheit viele Namen: Online-Systeme, Fernüberwachung von Geräten, Machine-to-Machine und in jüngerer Zeit das Internet der Dinge (IoT). Das industrielle Internet der Dinge oder Industrial IoT (IIoT) ist eine Untergruppe des IoT und bezieht sich auf die Verwendung von mit dem Internet verbundenen Geräten und Sensoren in industriellen Umgebungen zur Erfassung und Analyse von Daten. IIoT integriert physische Maschinen und Anlagen mit digitaler Technologie, um die Effizienz, Produktivität und Sicherheit in Branchen wie der Fertigung zu verbessern. Wie das IoT ermöglicht das IIoT die Überwachung in Echtzeit, die Fernsteuerung und die Predictive Maintenance von Maschinen, wodurch Unternehmen ihre Abläufe optimieren, Ausfallzeiten reduzieren und fundiertere Entscheidungen treffen können.
Was sind die Schritte bei der Einführung des IoT?
Einfach ausgedrückt: Technologie ist ein Werkzeug, keine Lösung. Die ordnungsgemäße Einführung von Technologie erfordert Menschen, Verfahren und Strategien. Menschen sind erforderlich, um die Technologie in Betracht zu ziehen, einzusetzen und zu nutzen. Prozesse sind notwendig, um sicherzustellen, dass die Technologie zu den richtigen Zeitpunkten und für bestimmte Anwendungsfälle eingesetzt wird. Das Letzte, was Sie wollen, ist, dass ein Techniker zu einem Standort geschickt wird, nur um festzustellen, dass das Problem auch aus der Ferne hätte gelöst werden können. Die Richtlinien sollen sicherstellen, dass die Technologie Richtlinien für den Einsatz und die Anwendung hat, so dass eine falsche Verwendung verhindert oder eingeschränkt wird.
Ein "Warum" und einen Anwendungsfall haben
In der Wirtschaft geben wir Geld aus, um entweder zu sparen oder mehr zu verdienen. Bei einer IoT-Anwendung geht es darum, die Betriebskosten für den Service zu senken oder den Durchsatz (mehr Serviceanrufe und Kunden) oder die Effizienz (höheres Verhältnis von Anlagen zu Technikern) zu verbessern. Ein klares "Warum" und ein klar definierter Anwendungsfall helfen bei der Identifizierung von Problemen, die gelöst werden müssen, oder von Möglichkeiten, die genutzt werden können. Außerdem lassen sich Technologien und Lösungen entsprechend ausrichten und die Anstrengungen und Ressourcen auf bestimmte Anwendungen und Ergebnisse konzentrieren. Dadurch werden die Richtung und die Ausrichtung auf die Unternehmensziele sichergestellt und die potenziellen Vorteile des IoT maximiert. Ein "Warum" und ein Anwendungsfall helfen auch dabei, den Erfolg und die Auswirkungen von IoT-Implementierungen zu messen, so dass Unternehmen datengestützte Entscheidungen treffen und Strategien verbessern können.
Sicherstellen, dass das Projekt mit den Unternehmenszielen übereinstimmt
Klare Geschäftsziele, die Analyse der bestehenden Infrastruktur, die Berücksichtigung der Auswirkungen auf den Betrieb und die Geschäftsmodelle sowie die Einbeziehung der wichtigsten Interessengruppen sind für die IoT-Implementierung unerlässlich, um eine strategische Ausrichtung und bessere Erfolgschancen zu gewährleisten. Gründliche Marktforschung und das Verständnis der Kundenbedürfnisse und -präferenzen sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung, damit die Technologie die Kundenanforderungen erfüllt und das Unternehmenswachstum fördert.
Etablierung neuer Prozesse für die IoT-Projektsteuerung
Die wichtigsten Punkte, die bei der Einführung neuer Prozesse für die Steuerung von IoT-Projekten zu berücksichtigen sind, sind die Festlegung klarer Ziele, die Schaffung eines soliden Kommunikationsrahmens, die Implementierung agiler Methoden, die Einbeziehung von Risikomanagementprozessen, die Nutzung von Analysen für datengestützte Entscheidungen sowie die kontinuierliche Überwachung und Bewertung des Fortschritts.
Das ideale Endergebnis identifizieren
Einem Techniker ein neues Werkzeug wie das IoT in die Hand zu geben, führt nicht unbedingt zu Ergebnissen. Bei den erfolgreichsten Implementierungen überarbeiten die Serviceteams ihre Betriebsverfahren, um das IoT in die täglichen Abläufe zu integrieren. In einigen Fällen werden die Prozesse vollständig ersetzt. Wie können Sie wissen, was zu tun ist? Verbringen Sie Zeit mit Ihren Außendiensttechnikern und Callcenter-Mitarbeitern, machen Sie mit ihnen ihre Arbeit und bilden Sie ihre Prozesse ab. Sie können Tools wie die Wertstrom-Prozessabbildung verwenden, um Verschwendung aufzudecken, oder Sie können Ihr "ideales Endergebnis" (IFR) erstellen - wie würde Ihr idealer Prozess aussehen, abgesehen von allen Kosten und technologischen Einschränkungen? Warum sollten Sie einen idealen Prozess definieren, den Sie wahrscheinlich nicht umsetzen können? Ganz einfach, weil Sie damit Ihre Ziele neu definieren. Wenn wir einen bestehenden Prozess betrachten, neigen wir dazu, schrittweise Verbesserungen vorzunehmen (oft als Prozess- oder Produktevolution bezeichnet). Wenn wir jedoch einen höheren Standard erfüllen müssen (den IFR), neigt unser Denkprozess eher zu neuen oder drastisch aktualisierten Verfahren und Produkten (die oft als revolutionär oder "bahnbrechend" angesehen werden).
Die Fähigkeit haben, die Daten zu verwalten und zu verstehen, wie sie verwendet werden sollen
Die Erfassung von Daten aus entfernten Anlagen ist lohnend und eine kleine Herausforderung. Sowohl bei Service- als auch bei Fertigungsanwendungen werden Daten erfasst, um die Effizienz eines Prozesses zu steigern, nicht um den Prozess zu kontrollieren. Bei Anwendungen, die nicht der Kontrolle dienen, müssen Daten nur dann erfasst werden, wenn sich Werte ändern, oder über einen Zeitraum von Minuten und nicht von Millisekunden. Darüber hinaus müssen nur die Daten erfasst werden, die zur Lösung der im Anwendungsfall beschriebenen Probleme beitragen können. Dies trägt dazu bei, die Kosten, die Leistung und die Skalierbarkeit des Systems im Rahmen zu halten. Selbst wenn Sie diese Faktoren im Griff haben, kann die von IoT-Geräten erzeugte Datenmenge ohne angemessene Organisation, Speicherung und geschultes Personal überwältigend werden. Das Verstehen und Analysieren dieser Daten kann wertvolle Erkenntnisse liefern, den Betrieb optimieren und eine proaktive Wartung ermöglichen. Mit der richtigen Datenverwaltung können Unternehmen das volle Potenzial des IoT ausschöpfen und sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.
Implementierung mehrerer Sicherheitsebenen
Die Sicherheit ist bei weitem das wichtigste Anliegen von OEMs und Endnutzern. OEMs müssen die mit IoT-Implementierungen verbundenen Risiken reduzieren und eine starke Verteidigung gegen Sicherheitsbedrohungen aufbauen. Die Implementierung mehrerer Sicherheitsebenen ist für diesen Schritt entscheidend. Dazu gehören die Authentifizierung von Benutzern und Anlagen sowie die Zugriffskontrolle, die Sicherung von Kommunikationskanälen durch Verschlüsselung, die Sicherung von IoT-Geräten durch Schlüssel und Token, die Überwachung und Erkennung von Verbindungs- und Aktivitätsanomalien sowie ein detaillierter Plan zur Reaktion auf Vorfälle. Darüber hinaus sind regelmäßige Aktualisierungen und Bewertungen durch Dritte erforderlich, um sich an die sich entwickelnden Bedrohungen anzupassen.
Investieren Sie in die notwendigen Mitarbeiter und seien Sie offen für Feedback
Das Internet der Dinge ist eine Technologieinvestition, die auch ein Change Management-Programm erfordert. Der Zugang zu Mitarbeitern mit den entsprechenden technischen und zwischenmenschlichen Fähigkeiten ist entscheidend für den Erfolg des Programms. Wenn Sie nicht über Mitarbeiter mit diesen Fähigkeiten verfügen, sollten Sie in Erwägung ziehen, diese einzustellen, vorhandene Mitarbeiter zu schulen oder zumindest einen Berater hinzuzuziehen, der Ihre Mitarbeiter in die richtige Richtung lenkt.
Regelmäßige Retrospektiven des Programms und das Einholen von Feedback von Kunden und Mitarbeitern helfen, das Programm in Bereichen wie Datenanalyse, Prozessoptimierung, Sicherheitsverbesserungen und sogar potenziellen Schwachstellen zu verbessern. Dies fördert auch die Innovation und hilft Unternehmen, bei der Weiterentwicklung von IoT-Funktionen und -Leistungen einen Schritt voraus zu sein.
Wie das IoT die Dienstleistungs- und Fertigungsindustrie verändert
Das IoT und IIoT revolutionieren die Dienstleistungs- und Fertigungsindustrie, indem sie Maschinen, Geräte und Sensoren miteinander verbinden, um riesige Datenmengen zu sammeln und zu analysieren, so dass Unternehmen ihre Abläufe optimieren, die Effizienz verbessern und die Betriebskosten senken können. Das IoT erleichtert die Überwachung in nahezu Echtzeit sowie die zustandsorientierte und vorausschauende Wartung, sodass OEMs Probleme erkennen und beheben können, bevor sie zu Ausfallzeiten führen. Es ermöglicht auch die Automatisierung von Serviceprozessen, wodurch menschliche Fehler reduziert, die Produktivität erhöht und die Kundenzufriedenheit verbessert werden.
Was sind die Vorteile einer IoT-Implementierung?
Verbesserte Transparenz der Maschinenauslastung
IoT ermöglicht es Herstellern, Maschinen mit dem Internet zu verbinden, um nahezu in Echtzeit Einblicke in den Maschinenzustand und wichtige KPIs wie die Gesamtanlageneffektivität (OEE) und die Gesamtprozesseffektivität (OPE) zu erhalten. Dies sind wichtige Informationen, auch in nicht-herstellenden Anwendungen. Anhand dieser Daten lassen sich Nutzungstrends und Beeinträchtigungen erkennen. Zu wissen, wann und warum eine Anlage nicht in Betrieb ist, ist entscheidend für die Behebung und Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten. Es kann auch zu einer höheren Maschinenauslastung führen, indem es die Notwendigkeit einer vorbeugenden Wartung der Ausrüstung oder die Notwendigkeit der Beschaffung zusätzlicher Ausrüstung aufzeigt, wenn die Auslastung am Maximum ist und die Produktion immer noch nicht den Anforderungen entspricht.
Ausweitung auf Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung)
Der Zugriff auf Betriebsdaten von IoT-verbundenen Systemen kann helfen, Verschleißprobleme oder Defekte an Maschinen vorherzusagen, so dass Präventivmaßnahmen ergriffen werden können, bevor Probleme auftreten. Dies führt zu weniger ungeplanten Ausfallzeiten, höherer Betriebszeit und allgemeiner Maschinenproduktivität. Selbst in Fällen, in denen Ausfälle nicht vorhergesagt werden können, ermöglicht der Zugang zu tatsächlichen Nutzungsmustern eine zustandsorientierte Wartung, die weitaus effektiver ist als zeitbasierte, vorbeugende Wartungstechniken. Vorausschauende und zustandsabhängige Programme reduzieren Anlagenausfälle, Produktionsausfälle, Nacharbeit, Ausschuss, ungeplante Ausfallzeiten und alle damit verbundenen Kosten erheblich.
Standortbestimmung und Standortinventur
Während einige Branchen wie die Automobilindustrie und die Medizintechnik die Rückverfolgbarkeit des Eigentümers vorschreiben, gilt dies für viele andere nicht. Komplexe Vertriebsketten stellen für viele OEMs ein Problem der Transparenz dar. Die anfängliche Herausforderung für den Erstausrüster lautet daher oft: "Wo sind meine Geräte?" Wenn sie nicht wissen, wo es installiert wurde, können sie es nicht warten. IoT-Anwendungen können bei diesem Prozess helfen, indem sie vereinfachte QR-Code- oder Barcode-Scanfunktionen anbieten, mit denen Händler, Auftragnehmer und sogar Endnutzer ihre Anlagen schnell identifizieren und in der IoT-Datenbank elektronisch kennzeichnen können. Das ist das elektronische Äquivalent zum Ausfüllen der "Garantiekarte".
Aus der Sicht eines Endnutzers ist es oft schwierig, den Bestand aller Geräte zu kennen, die man besitzt und die gewartet werden müssen. Nehmen Sie zum Beispiel ein Unternehmen mit mehreren Standorten und mehreren Geräten an jedem Standort, die auf zwei oder drei verschiedene Gruppen an jedem Standort verteilt sind. Durch die Zusammenführung dieser Anlagendaten in einer IoT-Plattform kann die Serviceorganisation sie nach Kunden sortieren und ihren Endkunden eine detaillierte Liste zur Verfügung stellen. Kombiniert man diese Liste mit den Zahlen zur Anlagennutzung, erhalten OEMs ein leistungsfähiges Werkzeug für den Verkauf von Dienstleistungen und Produkten.
Gebäudemanagement
Facility Manager überwachen und warten die Infrastruktur, die für den effektiven Betrieb von IoT-Geräten erforderlich ist, z. B. Netzwerkkonnektivität, Strom, Energie, Gasversorgung oder Druckluft, um eine nahtlose Integration in bestehende Systeme und Prozesse für optimale Effizienz und Produktivität zu gewährleisten. Der Zugriff auf Details zu Leistung und Nutzung und/oder Änderungen kann ihnen helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen.
Die Stimme des Produktes
IoT-fähige Remote-Assets bieten nahezu in Echtzeit Sichtbarkeit und mögliche Kontrolle über ein Gerät im Feld. Es können wertvolle Daten über Maschinenleistung, Nutzungsmuster, Beliebtheit von Funktionen, Wartungsbedarf und Energieverbrauch gesammelt werden. Während das Hauptziel darin besteht, den Betrieb zu optimieren und Ausfallzeiten zu reduzieren, bietet es auch Einblicke in die Nutzungsmuster der Kunden, die Nutzung und den Missbrauch der Geräte sowie eine Gesamtbeurteilung des technischen Designs - ist die Leistung besser oder schlechter als erwartet? Es ist im wahrsten Sinne des Wortes die Stimme des Produkts.
Prozess- und Verhaltensüberwachung
Die von IoT-fähigen Geräten und Software gesammelten Daten können Managern einen Einblick in die Arbeitsleistung der Mitarbeiter geben. Engpässe und verbesserungswürdige Bereiche können als Maßstab für die Messung von Verbesserungen identifiziert werden, so dass Prozessingenieure und Remote-Servicetechniker eine Ursachenanalyse (RCA) durchführen können. Diese Vorteile können sich durch Kosteneinsparungen, Qualitätsverbesserungen und Effizienzsteigerungen erheblich auf das Geschäft auswirken.
Die wichtigsten IoT-Implementierungen im Service
Anlagenüberwachung
Die Grundlage für den Service ist die Überwachung der wichtigsten Eigenschaften der angeschlossenen Geräte - alles andere ergibt sich aus dieser Fähigkeit. Die Auswahl der zu überwachenden Eigenschaften und die Häufigkeit ihrer Aktualisierung ist ein Schritt für sich. Sobald die Schlüsselparameter identifiziert sind, beginnen wir mit ihrer Erfassung und senden sie an den IoT-Server. Bei der Überwachung werden die Daten häufig anhand eines Sollwerts, eines Betriebsbereichs oder eines erwarteten Trends validiert. Eine Abweichung von diesem erwarteten Zustand kann in der IoT-Plattform als Warnung oder Alarm eingestuft werden. Dadurch wird der Service vom Warten auf einen Anruf des Kunden zum Reagieren auf einen Indikator der Maschine und zum Anrufen des Kunden, um ihn zu informieren. Im Laufe der Zeit kann dies zu fortschrittlicheren Serviceverfahren führen, aber unterm Strich schauen die Serviceteams auf die Anlagen, die Aufmerksamkeit benötigen, und nicht auf die Suche nach ihnen.
Predictive Maintenance
Wie bereits erwähnt, kann die Überwachung eine beträchtliche Menge an Daten ansammeln. Diese Daten können zusammen mit historischen Fehler- und Servicedetails in maschinelle Lernmodelle eingespeist werden, die neue Daten und Trends mit älteren Daten vergleichen, um vorherzusagen, ob und wann ein Fehler wahrscheinlich auftritt. Durch die Kombination von IoT und Cloud Computing können Informationen von mehreren Maschinen genutzt werden, um statistisch relevante und zuverlässige Vorhersagen zu treffen. Das bedeutet weniger mechanische Fehler, weniger ungeplante Ausfallzeiten, eine längere Lebensdauer der Maschinen und Einsparungen bei Kapital und Betriebskosten.
Optimierung von Altgeräten
IoT-Upgrades sind nicht unerschwinglich teuer. Kleinere IoT-fähige Sensoren, die Faktoren wie Vibration oder Temperatur erkennen, können zu einem Bruchteil der Kosten für einen Ersatz in alte Maschinen eingebaut werden. Diese einfachen Sensoren können normale Betriebsparameter erkennen und Warnungen aussenden, wenn die Daten darauf hindeuten, dass eine Maschine zu funktionieren beginnt. Dies ist ein wichtiger Aspekt bei älteren Anlagen, die in der Regel höhere Wartungskosten und ein größeres Ausfallrisiko aufweisen. Bei langfristigen Anwendungen (mehr als 10 Jahre voraussichtliche Nutzung) machen Altgeräte einen beträchtlichen Teil des gesamten Anlagenbestands aus, und ihre Konnektivität kann die Auswirkungen des IoT in einem Dienstleistungsunternehmen erheblich beeinflussen.
Die 5 größten Herausforderungen bei der IoT-Implementierung
Fehlen eines spezifischen Ziels und Anwendungsbereichs
Ohne einen klaren Zweck und ein klares Verständnis der beabsichtigten Ziele können Unternehmen Schwierigkeiten haben, die richtigen IoT-Technologien und -Geräte für den Einsatz zu finden. Außerdem ist es ohne einen definierten Umfang schwierig, den Erfolg oder Misserfolg eines IoT-Projekts zu messen, was auch die Annahme, Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen den Beteiligten behindern kann.
Programmatisches Bewusstsein
Es gibt ein altes Sprichwort, das besagt, dass Teilzeitjobs zu Teilzeitergebnissen führen. Jedes Unternehmen, das ein IoT-Programm einführen möchte, sollte unbedingt die Schaffung einer neuen Funktion in Betracht ziehen, die sich auf das Programm konzentriert. Dabei handelt es sich nicht um eine Projektmanagementfunktion, sondern um eine operative und administrative Funktion, die sich auf den aktuellen Erfolg des Programms sowie auf seine langfristige Vision konzentriert. Betrachten Sie diese Person als den "leidenschaftlichen Fürsprecher" für das IoT in Ihrem Unternehmen.
Interne Akzeptanz
Die Implementierung des IoT ist ein technischer Aufwand, der von der internen Akzeptanz abhängt. Sehr oft ist die größte Hürde in einer Organisation die Organisation selbst. Veränderungen sind unangenehm, so dass Reaktionen wie "das wurde hier nicht erfunden", "so machen wir das hier nicht" oder "Sie wollen meinen Job abschaffen" garantiert auftreten werden. Programmatisch müssen Sie darauf vorbereitet sein, auf diese und andere Reaktionen zu reagieren und das Gesamtprogramm als eine Win-Win-Situation für die Mitarbeiter und das Unternehmen insgesamt zu präsentieren. So bringt das IoT beispielsweise Effizienzgewinne, aber diese Effizienzgewinne können auch Wachstum ermöglichen oder den Bedarf an Neueinstellungen verringern, wenn Mitarbeiter in den Ruhestand gehen, anstatt aktuelle Arbeitsplätze zu streichen.
Sicherheit der angeschlossenen Infrastruktur
Die Vernetzung des IoT kann potenziell eine Schwachstelle für ein ganzes Netzwerk darstellen, wenn ein Gerät kompromittiert wird, was zu unbefugtem Zugriff, Datenverletzungen und sogar zur Kontrolle wichtiger Systeme führen kann. Eine unsichere vernetzte Infrastruktur kann aus verschiedenen Faktoren resultieren, z. B. aus schwachen Authentifizierungs- und Autorisierungsprotokollen, veralteter Firmware, fehlender Verschlüsselung und schlechten Geräteverwaltungspraktiken. Wenn Sie zeigen, wie Ihr System diese Probleme löst, können Sie einige der damit verbundenen Ängste abbauen.
Fragen der Skalierbarkeit
Viele IoT-Systeme sind nicht auf Skalierbarkeit ausgelegt, was zu Netzwerküberlastungen, Datenengpässen und Systemausfällen führt. Dies kann die nahtlose Integration neuer Geräte behindern, die Fähigkeit zur Verwaltung umfangreicher Bereitstellungen einschränken und die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit eines IoT-Systems beeinträchtigen. Unternehmen müssen in eine robuste und flexible Infrastruktur investieren, bewährte Cloud-basierte Lösungen nutzen, effiziente Datenerfassungs- und -verwaltungsstrategien implementieren und IoT-Systeme kontinuierlich überwachen und optimieren, um sicherzustellen, dass sie mit der zunehmenden Vernetzung von Geräten effektiv skalieren können.
Wie sieht die Zukunft der IoT-Implementierung aus?
IoT-Geräte halten immer mehr Einzug in unser tägliches Leben und revolutionieren die Art und Weise, wie wir bei der Arbeit und zu Hause miteinander umgehen. Die Zukunft der IoT-Implementierung birgt immenses Potenzial und Chancen für verschiedene Branchen. Mit dem weiteren Fortschritt der Technologie werden wir eine nahtlose Integration von IoT-Geräten erfahren und ein Ökosystem schaffen, in dem alles miteinander verbunden ist, was zu mehr Transparenz, Effizienz, Produktivität und Komfort führt. Mit der Ausweitung des IoT werden jedoch auch Herausforderungen in Bezug auf den Datenschutz, die Sicherheit und die Datensouveränität auftreten, die es zu bewältigen gilt, um eine erfolgreiche und nachhaltige Zukunft für die IoT-Implementierung zu gewährleisten.