Das Internet der Dinge treibt die Wirtschaft an

Es ist schwierig, Konsens zu erzielen, wenn es um den sachlichen Gehalt der gefeierten Ikone Internet der Dinge (englisch Internet of Things oder kurz IoT) geht. „Das ‚Internet der Dinge‘ ist eine dieser von der IT-Branche eingeführten nebulösen Begrifflichkeiten, bei denen Menschen nicht einschätzen können, was sie eigentlich tatsächlich bedeuten“, monierte etwa Luke Walling, Vice President of Sales and Operations bei AVG Technologies, in der Einleitung zu einer Anfang 2014 in Nordamerika durchgeführten IoT-Studie des Sicherheitsspezialisten.

Der Telekommunikations-Gigant Cisco erklärt den Begriff zum Beispiel so: „Internet der Dinge ist, wenn das Internet und (andere) Netzwerke sich bis in Bereiche wie Fabrikanlagen, Energienetze, Gesundheitseinrichtungen und Verkehrswege ausdehnen.“ Diese Darstellung ist keineswegs falsch, allerdings auch wenig konkret.

Beim Internet der Dinge geht es nicht darum, dass Gegenstände wie Kühlschränke oder Kaffeemaschinen sich ins uns vertraute Internet begeben. Der Punkt ist vielmehr, dass Dinge miteinander kommunizieren, sich vernetzen, ein eigenes „Netzwerk der Dinge“ bilden. Dabei ist es eher zweitrangig, ob diese Kommunikation und Vernetzung über das Internet, 3G-, 4G-Netze oder direkt von Ding zu Ding stattfindet.

Für Konsumenten besteht die derzeit sichtbare Spitze des IoT-Eisbergs in erster Linie aus Fitness-armbändern, Datenbrillen, Home-Automation-Appliances und mit dem Internet verbundenen Navis im Auto.

Wesentlich umfangreicher und komplexer stellt sich das Zusammenspiel kommunizierender Dinge aus Unternehmenssicht dar. Hier eröffnen sich neue Herausforderungen und Chancen auf allen Ebenen – von der Automatisierung und Flexibilisierung der Produk­tion über Wartung und Logistik bis hin zur Analyse von Kundendaten.

Da stimmt es zuversichtlich, dass IDC in seiner Studie „Internet of Things in Deutschland 2015“ zu einem recht positiven Resultat hinsichtlich des Informationsstands deutscher Ma­nager kommt. Demnach äußerten sich 45 Prozent der befragten IT-Entscheider selbstbewusst und gaben an, sie hielten sich für „sehr vertraut“ mit dem Konzept des IoT. Ihr Interesse kommt dabei nicht von ungefähr; einer aktuellen KMU-Studie von AVG zufolge erhoffen sich mehr als die Hälfte der Unternehmen positive Geschäftsentwicklungen durch IoT, ein Viertel erwartet gar, durch diesen Trend mehr verdienen zu können als durch jede andere aktuelle Entwicklung im IT-Sektor.

Marktforscher wie Gartner und andere Beobachter des IoT erwarten von der Technologie nicht weniger als die vierte industrielle Revolution. In Deutschland trägt die Entwicklung denn auch das griffige Etikett „Industrie 4.0“.

Es bezeichnet ein Zukunftsprojekt der Bundesregierung, das über sogenannte cyber-physische Systeme und das IoT zur intelligenten Fabrik führen soll. Fähigkeiten wie Selbstdiagnose, Selbstkonfiguration und Selbstoptimierung werden von den Fertigungsanlagen gefordert, die dadurch intelligenter und flexibler werden und extrem individualisierte Produkte bei minimalen menschlichen Eingriffen ermöglichen sollen. Dabei soll Massenproduktion ebenso ermöglicht werden wie Kleinst­serien bis hinunter zum individuell gestalteten Einzelstück.

Die Richtung, in die das geht, kann man bereits heute bei 3D-Druckservices wie Sculpteo, Shapeways und – in den USA – auch Amazon bestaunen. Der Kunde lädt eigene Entwürfe in Form von Objektdateien hoch oder wählt aus einer Anzahl vorhandener Objekte, die sich dann skalieren und mit diversen Optionen individualisieren lassen. Das Objekt wird gedruckt, falls nötig nachbearbeitet und versandt. Im Gegensatz zum Heim-3D-Drucker stehen neben Plastik auch Materialien wie Keramik, Metall und Edelmetalle zur Verfügung.

Industrie 4.0 soll dieses Prinzip nun auf Fertigungsmethoden ausweiten, für die bisher keine vollständig automatisierten Abläufe existieren. Dabei steht im Exportland Deutschland natürlich nicht (nur) die Endproduktion im Fokus. Maschinenbauer wie Bosch, Festo und VW machen sich bereit, intelligente Anlagen für den Rest der Welt zu liefern. Zur Umsetzung des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 haben die Wirtschaftsverbände Bitkom, VDMA und ZVEI die „Plattform Industrie 4.0“ ins Leben gerufen. Hier en­gagieren sich neben zahlreichen gro­-ßen Industrieunternehmen auch Forschungseinrichtungen wie diverse deutsche Universitäten, TUs und Fraunhofer-Institute im wissenschaftlichen Beirat.

Beim Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik in Dortmund etwa kümmert man sich um das Zusammenfinden der Dinge. Neben Themen wie Schwarmintelligenz und Auto-Identifikation soll eins der aktuellen Projekte intelligente Behälter schaffen, die ihre Umgebungsbedingungen überwachen, Logistikprozesse selbst steuern, eigene Entscheidungen treffen und sowohl miteinander als auch mit Menschen und anderen Maschinen kommunizieren.

Neben diesen Anforderungen löst der „InBin“ getaufte Container auch gleich noch eins der schwierigsten Probleme mobiler intelligenter Dinge: die Energieversorgung. Ein sinnvoller Einsatz mobiler vernetzter Geräte scheitert heute noch allzu oft an der mangelnden Kapazität von integrierten Akkus. Der InBin hingegen soll energieautark sein und so auch längere Strecken bewältigen, ohne dass er eine zusätzliche Stromquelle braucht.

Dafür ist er mit besonderen Solarzellen ausgestattet, die bereits bei relativ geringem Umgebungslicht von nur 400 Lux ausreichend Strom erzeugen. Alternativ kann der InBin so ausgestattet werden, dass er Energie aus externen Quellen wie Beschleunigung, Vibration oder starken Temperaturschwankungen gewinnt. Daneben hat er eine Backup-Batterie, die mit einer Selbstentladung von weniger als zwei Prozent dafür sorgt, dass sich der Behälter auch nach langen Phasen des Stillstands im Dunkeln noch melden kann, falls er ein Pro­blem erkennt.

Logistik, Transport und Produktion werden von den meisten Experten neben Energieversorgung und Gesundheitswesen als die Hauptsäulen des künftigen IoT erachtet. Hier spricht also alles dafür, dass der Industrie­standort Deutschland den Anschluss halten und womöglich sogar eine Führungsposition im indus­triellen Internet der Dinge einnehmen kann, das laut den Gartner-Analysten in den nächsten fünf Jahren weltweit ein Investitionsvolumen von mehr als 250 Milliarden Dollar erreichen soll.

Das Marktforschungsunternehmen Gartner definiert das IoT so: „Das Internet der Dinge ist ein Netz von dedizierten physischen Objekten (Dinge), die durch eingebettete Technologie ihren internen Zustand oder die äußere Umgebung wahrzunehmen oder damit zu interagieren imstande sind. Das Internet der Dinge stellt ein Ökosystem dar, das die Dinge selbst, Kommunikation, Anwendungen und Daten-Analysen umfasst.“

Gartner geht nach den Ergebnissen seiner Expertenkonferenz ITxpo, die zuletzt im November 2014 stattfand, für das Jahr 2015 von 4,9 Milliarden vernetzten Einheiten und damit von einer Steigerung um 30 Prozent gegenüber dem Vorjahr aus. Fünf Jahre später, also für das Jahr 2020, rechnet Gartner bereits mit einer Zahl von 25 Milliarden via Internet vernetzter Gegenstände.

Das Internet der Dinge wird nach Meinung der Analysten zu einer der mächtigsten Umwälzungen in der Wirtschaft führen, deren Auswirkungen in allen Industriebranchen, darüber hinaus aber auch in allen Bereichen der Gesellschaft zu spüren sein werden.

„Der digitale Paradigmenwechsel, eingeleitet durch das Kräftegefüge von Cloud, Mobilgeräten, sozialen Netzen und Informationen und durch das Internet der Dinge befördert, bedroht viele bestehende Unternehmen. Sie werden keine andere Wahl haben, als den Weg des IoT einzuschlagen, wie sie es bereits bei der Konsumerisierung der IT (zum Beispiel BYOD – Anm. der Red.) gemacht haben“, konstatiert Jim Tully, Vice President und Analyst bei Gartner.

Diese explosionsartige Vermehrung vernetzter Gegenstände werde die ökonomische Bedeutung des Internets der Dinge gewaltig steigern. Verbraucher, Unternehmen, Stadtverwaltungen, das Gesundheitswesen und viele andere Anwender sollen den Experten zufolge gleichzeitig immer neue Wege finden, die durch das IoT eröffneten Technologien zu nutzen. Gartner schätzt in diesem Zusammenhang, dass das Internet der Dinge Investitionen in Höhe von 69,5 Milliarden Dollar im Jahr 2015 und satten 263 Milliarden Dollar 2020 nach sich ziehen wird.

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Dabei werden es nach Einschätzung der Marktforscher Consumer-Anwendungen sein, die die Anzahl der angeschlossenen Geräte in die Höhe treiben, während Unternehmen für den Großteil der Einnahmen sorgen werden. So soll die Zahl der vernetzten Dinge aus dem Consumer-Bereich im Jahr 2015 noch bei relativ bescheidenen 2,9 Milliarden liegen, 2020 aber bereits über 13 Milliarden erreichen. Eine Zuwachsrate von 96 Prozent im Vergleich zum Vorjahr prognostiziert Gartner beispielsweise für den Verkehrssektor im Jahr 2015.

Im Industrie-Umfeld sind es 2015 vor allem die Bereiche Produktion, Versorgung und Transport, die auf das Internet der Dinge als Medium zurückgreifen. Zusammen werden diese drei Branchen 736 Millionen vernetzte Geräte im Einsatz haben. Bis 2020 werden den Prognosen zufolge die Versorgungsunternehmen – vor allem durch Investitionen in intelligente Zählereinheiten – die Führung übernehmen und den Herstellungssektor auf den zweiten Platz verweisen. Den dritten Rang nähmen dann die Gemeindeverwaltungen ein, weil sie aus Energiespargründen zunehmend intelligente Straßenbeleuchtungssysteme einsetzen würden, meint Gartner. Insgesamt sollen 2020 in diesen Bereichen 1,7 Milliarden IoT-Einheiten installiert sein.

Eigentlich sind vernetzte Anlagen ja nichts wirklich Neues. Geldautomaten etwa oder Check-in-Automaten am Flughafen sind vertraute Beispiele. Im Zuge der IoT-Entwicklung rechnet man aber mit neuen und bisher nicht gekannten Geräten auf dem Markt. Daneben werden auch viele gewohnte Alltagsgegenstände „neu erfunden“ und dabei mit digitaler Sensorik sowie Rechen- und Kommunikationsfähigkeiten ausgestattet.

Diese Funktionen sollen bisher passiven Objekten eine „digitale Stimme“ verleihen, die sie befähigt, ihren eigenen Status und den ihrer Umgebung mitzuteilen und diese Informationen zu verbreiten. Solche Entwicklungen könnten den Nutzwert eines Gegenstands radikal verändern und darüber hinaus ganz neue Anwendungsszenarien schaffen, die wiederum neue Geschäftsmodelle hervorbrächten.

In den kommenden Jahren wird man sich nach Einschätzung der Marktauguren daran gewöhnen, ein gewisses Maß an integrierter Intelligenz und Konnektivität bei Alltagsgegenständen als Standard anzusehen. Diese Entwicklung wird sich schnell auf Mainstream-Produkte und Dienstleistungen auswirken. „Als CIO muss man sich allerdings klarmachen, dass die am meisten störenden Einflüsse und Wettbewerbsbedrohungen – ebenso wie die größten Wettbewerbschancen – nicht einfach durch das Digitalisieren eines Produkts oder einer Dienstleistung entstehen, sondern durch die Schaffung eines neuen Geschäftsmodells und ein entsprechendes Nutzenversprechen“, sagt Stephen Prentice, Vice President bei Gartner.

„Unternehmen müssen das Spannungsverhältnis überbrücken, das all die durch smarte Geräte verfügbar gemachte Information mit sich bringen wird. Es gilt eine Balance zu finden zwischen dem Wunsch, Information zu sammeln und zu analysieren und dem Risiko, das in Verlust oder Missbrauch besteht“, so der Gartner-Analyst weiter.

Das Internet der Dinge zeigt die enge Verknüpfung von Informationssicherheit, IT-Sicherheit, betriebstechnischer und physischer Sicherheit deutlicher als je zuvor auf. Führungskräfte stehen damit vor einer Entscheidung über die Zukunft der Sicherheit in ihrem Unternehmen und darüber, wer die Zügel in der Hand halten soll. Gartner nimmt an, dass bis Ende 2017 mehr als 20 Prozent der Unternehmen zum Schutz ihrer Geschäftsvorhaben digitale Sicherheitseinrichtungen mit Anschluss ans Internet einsetzen werden.

Das Internet der Dinge werde die digitale Sicherheitsarchitektur um Dutzende von neuen Plattformen erweitern, Hunderte Varianten von IT-IoT-Integration eröffnen, neue Standards setzen und den Blick auf die Einsatzmöglichkeiten verändern. IT-Führungskräfte müssen die unterschiedlichen Technologien in diesem Bereich einschätzen und einen vielseitigen Technikansatz gegenüber IoT-Risiken und Sicherheit entwickeln. Da einige Maschinen enorme Datenmengen produzieren, während andere Sensoren lediglich eine Handvoll Bits pro Tag oder Woche beisteuern, wird von IT-Führungskräften darüber hinaus verlangt werden, einen Ausgleich zwischen digitalen Unternehmensanforderungen und den Realitäten der digitalen Sicherheit zu schaffen.

„Die Zahl der vernetzten intelligenten Geräte wird weiter exponentiell wachsen, was ‚intelligente Dinge‘ in die Lage versetzt, Daten zu erfassen und zu interpretieren, zu kommunizieren und sich abzustimmen, und so effektiv eine ‚digitale Stimme‘ zu bekommen“, sagt Stephen Prentice. „Es ist an den Unternehmen, nach Möglichkeiten Ausschau zu halten, mit denen sie auf der Grundlage dieses Wachstums neue Dienste, Anwendungsszenarien und Geschäftsmodelle schaffen.“

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Bei seinem Experten-Round-up offenbar völlig außer Acht gelassen hat Gartner zweierlei. Da ist zum einen der Sicherheitsaspekt das IoT selbst betreffend und zum anderen das Bandbreitenproblem.

Dass jedes vernetzte Ding über eine eigene IP-Adresse verfügt, eröffnet neue Funktionalitäten und Möglichkeiten, sorgt aber auch dafür, dass die Geräte zumindest theoretisch für jeden Internetteilnehmer erreichbar sind, Hacker und Kriminelle eingeschlossen. Fortgeschrittene Authentifikationsverfahren und Firewalls sollen das verhindern, doch die Erfahrung lehrt, dass Sicherheitslücken in nahezu jedem System auftreten können. Muss man also in Zukunft damit rechnen, dass Cybergangster ganze Produktionsstraßen in Geiselhaft nehmen?

Das unabhängige Institut AV-Test hat im letzten Jahr erstmals die auf dem deutschen Markt erhältlichen Smart-Home-Kits, die eine ähnlich gelagerte Problematik aufweisen, auf Schwachstellen untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass von sieben untersuchten Systemen vier nach Meinung der Tester ungenügend abgesichert waren. Vor allem ein teilweiser Verzicht auf verschlüsselte Kommunikationsvorgänge erregte den Unmut der Experten. Nebenbei wird hier die angestrebte dezentrale Natur des IoT zu einer zusätzlichen Falle: Hat ein Angreifer erst einmal erfolgreich einen Trojaner platziert, ist dieser nur sehr schwer aufzuspüren, weil er sich nicht unbedingt auf einem Server einnisten muss, sondern sich etwa auch im Speicher eines Rauchmelders verstecken kann.

Auch die Automation selbst wird bei einem solchen Angriff zum Bumerang. Im Fall der Smart-Home-Systeme könnte ein potenzieller Einbrecher beispielsweise die gespeicherten An- und Abschaltpläne der verbundenen Geräte analysieren und sich so ein recht genaues Bild davon machen, wann die Wohnungsbesitzer zu Hause sind und wann nicht.

Die zweite möglicherweise unterschätzte Herausforderung liegt in der schieren anzahl an vernetzten Geräten, die das IoT bilden sollen. 25 Milliarden Dinge, die unterei­nander oder mit ihren Besitzern und Anwendern kommunizieren, Sensordaten übertragen oder Firmware-Updates abrufen – das ist eine Menge, die sich der Vorstellung beinahe entzieht. Zwar ist das Problem der verfügbaren IP-Adressen mit der Einführung von IPv6 gelöst, das ändert aber nichts an der gewaltigen Bandbreite, die das Netz für diese Menge an Teilnehmern zur Verfügung stellen muss.

Simon Segars, CEO von ARM, wies anlässlich der ARM TechCon bereits vor zwei Jahren darauf hin, dass die Weiterentwicklung des Internets, die Erhöhung seiner Bandbreite und die Reduzierung der gegebenen Latenzzeiten unabdingbare Voraussetzungen für das Internet der Dinge seien. „Das IoT bietet großartige Aussichten“, so Segars weiter, „aber es wird eine Menge Sachverstand aus allen möglichen Diszi­plinen vereinen müssen, um den Schritt in die Realität zu schaffen. Es geht nicht um Sensoren. Es geht nicht um Netzwerke. Es ist kein Analyseproblem. Es ist vielmehr all das kombiniert.“