IIoT, einer der wichtigsten IoT-Treiber

Der Industriesektor ist einer der wichtigsten Treiber des Marktes für das Internet der Dinge (IoT). Das sogenannte Internet der industriellen Dinge (Internet of Industrial Things, IIoT) hat ein großes Potenzial, Produktionsunternehmen durch Echtzeitüberwachung und Datenanalyse eine Vielzahl von Vorteilen zu bieten. Diese können zu potenziellen Kosteneinsparungen und Gewinnsteigerungen führen. Zudem wird erwartet, dass neue Anwendungsfälle durch Edge-Computing/Cloud-Architekturen und 5G-Netzwerke vorangetrieben werden, so eine Studie von Reply.

Neben höherer Produktivität und besserer Qualitätskontrolle ist die additive Fertigung ein besonders interessanter Bereich der Verbesserung. Diese stützt sich auf die Zusammenarbeit zwischen IIoT und künstlicher Intelligenz, um Materialabfälle zu reduzieren und weniger Energie zu verbrauchen. Darüber hinaus stellt das IIoT das SCADA-Automatisierungssystem (Supervisory Control and Data Acquisition) in Frage, mit dem die Fabrikanlagen rund um die Uhr überwacht werden. Obwohl der Beitrag von IloT für die Revolution der Industrie 4.0 sehr wichtig ist, kann es zu Einschränkungen kommen, wenn es um die Anbindung an das breitere Ökosystem geht – das für die heutige Geschäftswelt unerlässlich ist. Aus einem anderen Blickwinkel betrachtet, können wir sagen, dass die von SCADA-Systemen erzeugten Daten, die sich auf die Überwachung und Steuerung konzentrieren, als Datenquelle für das IIoT dienen werden. Das IIoT konzentriert sich wiederum auf die Analyse granularer Maschinendaten, um die Produktivität zu verbessern und Kosten zu senken.

IIoT ist bereits ein riesiger Markt, wobei ein beständiges Wachstum in der asiatisch-pazifischen Region und in wichtigen Ländern wie den USA und Deutschland erwartet wird. Laut der Reply-Studie ist die Zahl der IoT-Geräte für Verbraucher heute zwar größer als die der Geräte für die Industrie, doch die Investitionen in das industrielle IoT, die Lösungen für verschiedene Sektoren beinhalten, wachsen schnell.

Die Studie befasste sich speziell mit zwei Hauptbereichen, die das IIoT-Wachstum vorantreiben – Smart Factories und Smart Transport & Logistics – in zwei großen Gruppen: Big-5 (USA, China, Indien, Brasilien und das Vereinigte Königreich) und Europe-5 (Deutschland, Italien, Frankreich, Belgien und die Niederlande).

Trotz des wirtschaftlichen Abschwungs aufgrund der Pandemie im Jahr 2020 wurde in den beiden großen Gruppen ein kleines Wachstum der Investitionen in intelligente Fabriken verzeichnet. Bis 2025 werden China und die USA die beiden Spitzenreiter in diesem Segment in der Big-5-Gruppe sein – mit Investitionen hauptsächlich in Plattformen, aber auch in prädiktive Lösungen und Fernüberwachung. Im Bereich Smart Transport & Logistics hat Brasilien während der Pandemie viel Raum verloren, erholt sich aber jetzt wieder; das größte Wachstum dürfte in Indien stattfinden.

In der Europa-5-Gruppe wird hingegen erwartet, dass sich der Markt für intelligente Fabriken trotz des Fachkräftemangels in allen Ländern fast verdreifachen wird. Der Bereich der Plattformen dürfte am stärksten wachsen. Die Unternehmen werden versuchen, in ein besseres Qualitätsmanagement zu investieren und die Kosten zu senken. Deutschland wird auch im Bereich Smart Transport & Logistics führend sein, wobei auch die anderen Länder ein deutliches Wachstum verzeichnen werden.

Es wird erwartet, dass sich der Markt für intelligente Fabriken in beiden Gruppen zwischen 2020 und 2025 verdreifachen wird, wobei Europa-5 über 23 Milliarden Euro und die Big-5 über 86 Milliarden Euro erreichen werden. Während der Bereich der intelligenten Fabriken gut auf die Pandemie reagierte, litt das Segment des intelligenten Transports und der Logistik etwas stärker. Die Big-5-Gruppe konnte ihr Geschäft dank der Erholung in China sogar halten, während Europa-5 einen Rückgang von 2 % verzeichnete. Beide Gruppen werden jedoch bis 2025 ein rasantes Wachstum erleben: Der Markt der Big-5 wird die 15-Milliarden-Euro-Marke überschreiten (eine Verdreifachung gegenüber 2020), und Europe-5 wird 3,6 Milliarden Euro erreichen (gegenüber 1,4 Milliarden Euro im Jahr 2020).

Edge Computing und 5G als Treiber des IIoT

Daten sind die Grundlage für alle “intelligenten” Anwendungsfälle in der Industrie. Und es ist das IIoT, das die Infrastruktur bereitstellt, die für die Erfassung und Übertragung dieser Daten in die Cloud erforderlich ist. Auf der anderen Seite kann Edge Computing dazu beitragen, dieses Szenario zu verbessern und zu beschleunigen. Dies gelingt mit einem “lokalen” IoT, das es ermöglicht, Daten in der Fabrik selbst zu erzeugen und erst später zur Verarbeitung an andere Standorte zu transportieren.

Laut der Reply-Studie kann dieser neue Ansatz dazu beitragen, die IoT-Einführung im Vergleich zu einer Umgebung erheblich zu steigern. In dieser werden Daten von industriellen IoT-Geräten zur häufigen Nutzung auf einer organisatorischen Ebene statt auf der Ladenfläche gesammelt. Darüber hinaus kann die Einführung von kostengünstigen Sensoren und 5G-Netzen die Verbreitung des IIoT weiter fördern.

Mit Betriebsmodellen, die auf Edge Computing und 5G-Netzwerken basieren, können intelligente Fabriken beispielsweise die Kommunikation zwischen Maschinen, Fahrzeugen und Robotern verbessern, da sie über eine höhere Rechenleistung und sehr geringe Latenzzeiten verfügen. Dies wird nicht nur die Effizienz der Anlagen, sondern auch die Sicherheit verbessern. Darüber hinaus wird es möglich sein, Daten lokal zu verschlüsseln, was die Einhaltung von Gesetzen wie dem Datenschutz und dem Schutz des geistigen und gewerblichen Eigentums erleichtert.

Manager, die um die Zuverlässigkeit von 3G- und 4G-Netzen besorgt sind, können private Netze einrichten. Dies ist selbst in ländlichen Gebieten möglich, in denen es normalerweise keine öffentlichen Mobilfunknetze gibt – basierend auf Datenübertragungsraten, die bis zu 20-mal höher sind als die von 4G bereitgestellten. Diese privaten Netze werden auch den Einsatz einer großen Anzahl von Sensoren (bis zu 10 Geräte/m2) ermöglichen, die letztlich mehr Daten generieren, die die industriellen Prozesse bereichern können.

Engagement für die Sicherheit

Die breitere Einführung von IoT erfordert eine bessere Definition der Verantwortlichkeiten von IT-Managern, OT-Managern und Cybersicherheitsmanagern. Sie sollen die große Anzahl von Bedrohungen, die den Industriesektor betreffen, erkennen und bekämpfen, wie z. B. Denial-of-Service, Datenmanipulation, Identitätsfälschung und Ransomware-Angriffe.

Cybersecurity für das IoT ist ein riesiger Markt, der laut der Studie in den nächsten fünf Jahren bis zu 25 Milliarden Euro erreichen soll. Der Einsatz des IoT in industriellen Kontexten wird einen großen Teil dieses Marktes ausmachen, da ein einziges beschädigtes Gerät eine gesamte Produktionskette zum Stillstand bringen kann. In einigen Fällen ist die Gewährleistung der Sicherheit so einfach wie die Identifizierung und Verfolgung von Geräten in Systemen. Auf fortgeschrittenen Ebenen können IoT-Ressourcen sogar verschlüsselte Integritätsprüfungsprotokolle verwenden.

Der Industriesektor benötigt eine ganzheitliche Sicherheitsarchitektur für das Internet der Dinge, um die Widerstandsfähigkeit seiner Produktions- und IKT-Umgebungen zu verbessern. Die Sichtbarkeit von Industrieanlagen und die frühzeitige Erkennung von Sicherheitsproblemen gewährleisten die Fähigkeit, schnell zu reagieren, um die Risiken von Produktionsausfällen zu minimieren.

Reply ist der Ansicht, dass Unternehmen über stabile, gewartete Mikrosegment-Umgebungen sowohl vor Ort als auch in der Cloud verfügen müssen, um auf neue und herkömmliche Cyber-Bedrohungen zu reagieren. Zudem soll so die Wahrscheinlichkeit verringert werden, von erfolgreichen Angriffen getroffen zu werden.