Hier entsteht das Internet der Dinge

Das Internet of Things gehört zu den größten Treibern der digitalen Revolution. Es eröffnet Industrie- und Dienstleistungsunternehmen neue Chancen auf allen Ebenen – von der Automatisierung und Flexibilisierung der Produk­tion über Wartung und Logistik bis zur umfangreichen Analyse von Kundendaten.

Der Begriff Internet of Things, der übrigens auf Kevin Ashton vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) zurückgeht, beschreibt die Verknüpfung eindeutig identifizierbarer physischer Geräte auf der Basis von Internettechnologien. Laut der Unternehmensberatung McKinsey kann diese intelligente Vernetzung im Jahr 2025 einen wirtschaftlichen Mehrwert von bis zu 11 Billionen Dollar schaffen. Das entspräche rund 11 Prozent der globalen Wirtschaftsleistung.

Immer mehr Unternehmen setzen auf das Internet of Things, wie das aktuelle „Vodafone IoT Barometer“ bestätigt, für das Unternehmen der unterschiedlichsten Größen und Branchen weltweit befragt wurden. Demnach nutzten im vergangenen Jahr bereits 29 Prozent der Firmen IoT-Technologien. Mit deren Einführung sollten vorrangig die Effizienz und der Umsatz gesteigert, aber auch Kosten gesenkt werden. Mehr als die Hälfte der Unternehmen gab an, dass durch das IoT die Umsätze gestiegen seien oder neue Umsatzquellen erschlossen wurden.

Das IoT ist aber vor allem ein Grundpfeiler der Digitalisierung: So stimmten 74 Prozent der Unternehmen der Aussage zu, dass die digitale Transformation ohne das Internet of Things unmöglich wäre.

Folgt man der Einschätzung der Analysten von IDC, dann könnte 2018 sogar das Jahr des IoT-Durchbruchs für deutsche Unternehmen werden: 72 Prozent der für die Studie „Internet of Things in Deutschland 2018“ befragten Unternehmen planen für das laufende Jahr mindestens ein neues IoT-Projekt. Deutsche Firmen haben allerdings laut IDC weiterhin Startschwierigkeiten bei der Umsetzung von IoT-Projekten. Für 26 Prozent zählt die hohe Komplexität bei der Auswahl von Technologien und Anbietern zu den größten Hürden.

Da wundert es nicht, dass die großen IT-Unternehmen in Sachen Internet of Things ganz vorn mit dabei sein und sich mit dieser Technologie neue Marktsegmente erschließen wollen. Etliche Anbieter entsprechender Lösungen für das Internet of Things haben daher in Deutschland IoT-Entwicklungszentren eingerichtet. Dort arbeitet man nicht nur zusammen mit Partnerunternehmen – vom Start-up bis zum Großkonzern – an neuen Produkten und Prototypen, die IoT-Labs unterstützen auch Kunden dabei, Prototypen für ihr Unternehmen und Konzepte für ein Rollout zu entwickeln. IDC zufolge wollen 38 Prozent der befragten deutschen Unternehmen auf die Ressourcen eines IoT-Anbieters zurückgreifen.

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Die Deutsche Telekom stellt sich beim Erforschen und Entwickeln neuer Technologien für das Internet of Things breit auf. So betreibt sie IoT-Entwicklungszentren in Berlin und München und beteiligt sich zudem an Partner-Labors wie dem IBM Watson IoT Center. „Das IoT mit all seinen technologischen Facetten und Herausforderungen lässt sich nicht in einem einzigen Lab abbilden“, wie Ingo Hofacker feststellt, SVP IoT bei T-Systems und im gesamten Telekom-Konzern für den Bereich IoT zuständig.

Im größten eigenen Telekom-Labor, den Telekom Innovation Laboratories (T-Labs) in Berlin, arbeiten rund 300 Experten, Wissenschaftler, Designer und Jungunternehmer an Innovationen – von KI- und VR-Anwendungen über Security-Lösungen bis hin zur User Experience (UX), „denn auch die muss stimmen: Kunden wollen kein Stück Technik, sondern eine nahtlose und intelligente Integration von digitalen Services in ihren Alltag“, erklärt Hofacker.

Innerhalb der T-Labs wiederum gibt es themenspezifische Labors wie das Smart City Lab. Hier forscht ein kleines Team daran, Smart-City-Umgebungen auf einer interoperablen Plattform miteinander kommunizieren zu lassen. „Momentan werden Daten – beispielsweise zu Beleuchtung, Verkehrsströmen oder Luftqualität – noch separat ausgelesen. Das Ziel und die Herausforderung beim IoT ist aber, Daten sicher und intelligent zusammenzuführen und auszuwerten; Plattformen ,miteinander sprechen‘ zu lassen, um die richtigen Erkenntnisse zu gewinnen und entsprechend reagieren zu können“, so Hof­acker weiter.

T-Systems, die Geschäftskundensparte der Telekom, betreibt daneben ein Innovation Center in München, das als Stufe zwischen Labor und Praxis dient: „In München machen wir neu entwickelte Lösungen für Geschäftskunden und Partnern erlebbar, testen sie auf Herz und Nieren, kombinieren und diskutieren sie mit Experten, um deren Feedback wiederum in die Produktentwicklung einfließen zu lassen.“ Das Innovation Center sei eine Art flexible Hightech-Werkstatt. Im Innovation Center wurde zum Beispiel Bag2Go entwickelt, der vernetzte Koffer von Rimowa. Daraus entstand dann das Rimowa Electronic Tag, ein elektronischer Fluganhänger für Koffer.

Darüber hinaus setzt die Deutsche Telekom in Sachen IoT auf die Zusammenarbeit mit Partnern wie IBM, Microsoft oder SAP und Forschungseinrichtungen wie dem Deutschen Forschungsinstitut für Künstliche Intelligenz (DfKI). So wurde etwa in Kooperation mit dem DfKI die Smart-Parking-Lösung Park and Joy entwickelt und erprobt, die gerade in Hamburg ausgerollt wird. Dabei handelt es sich um eine App, die das mobile Bezahlen von Parkscheinen ermöglicht.

Mit dem Fraunhofer Institut hat die Telekom vergangenen November das Telekom Open IoT Lab gegründet. Im Fokus stehen hier die Funktechnologie Narrowband-IoT und damit verbundene IoT-Lösungen, um Prozesse in Fertigung, Logistik und Luftfahrt zu optimieren. Ingo Hofacker: „Das Schöne: Auch hier geht der Ideentransfer in beide Richtungen – von der Forschung in die Industrie und andersherum.“ Das gemeinsame Ziel sei schließlich, Innovationen in Deutschland voranzutreiben, Forschungsansätze gemeinsam auf ihre Skalierbarkeit für die Industrie zu testen, zu pilotieren und auf die Straße zu bringen, „und zwar schnell, denn das globale Wettrennen um IoT ist bereits gestartet. Ohne diese Allianzen schaffen wir es nicht, ein Qualitätssiegel ,Made and digitized in Germany’ zu etablieren, das vor allem für den Mittelstand an Bedeutung gewinnt“, resümiert Hofacker.

Eine wichtige Erkenntnis, die laut Ingo Hofacker aus aktuellen Marktstudien und Kundengesprächen hervorgeht: Das IoT ist nicht selbsterklärend. Viele Unternehmen und auch Städte wüssten nicht, wie sie das IoT nutzen sollen. Der Telekom zufolge brauchen satte 86 Prozent bei der Umsetzung von IoT-Projekten Unterstützung durch einen externen Dienstleister.

Das wohl bekannteste IoT-Entwicklungszen­trum ist das im Februar 2017 eröffnete IBM Watson IoT Center in München. Das nach dem IBM-Gründer Thomas J. Watson benannte Programm ist ein fast schon menschlich kommunizierendes kognitives System, das nicht nur enorm viel weiß, sondern ständig hinzulernt. Watson gibt dem Fragenden innerhalb kürzester Zeit Antworten in natürlicher Sprache zurück.

Während früher an rund 20 IBM-Standorten auf der ganzen Welt an Watson gearbeitet wurde, hat IBM nun alle Aktivitäten im neuen IoT-Labor in München gebündelt. „In einem Lab wird anderes gearbeitet und möglicherweise auch anders gedacht als in einem Konzernbüro: spontaner, kreativer, direkter, ohne Hierarchien und zementierte Business-Pläne“, fasst Niklaus Waser, VP Watson IoT Strategic Business Development & Niederlassungsleiter Watson IoT Center München, die Beweggründe für das neue Watson-Center zusammen.

Das Besondere am Watson-Center ist laut Waser vor allem die umfangreiche Zusammenarbeit bei der Entwicklung und Forschung – „Co-Creation und Co-Working lauten die Schlüsselbegriffe. Hier arbeiten IBM-Experten Seite an Seite mit Kunden, Partnern und Forschungseinrichtungen an neuen KI-basierten Technologien und Lösungen. Diese Art der engen, vertrauensvollen und kreativen Zusammenarbeit auf Augenhöhe lässt sich, das ist jedenfalls unsere Überzeugung, am besten in einem solchen Rahmen umsetzen.“ Zu den Partnern gehören zum Beispiel der Automobilhersteller BMW, die von der Bundes­regierung ins Leben gerufene europäische IoT-Initiative EEBus, die französische Bank BNP Paribas und die Berater von Capgemini. Ebenfalls vertreten ist UnternehmerTUM, das Zentrum für Innovation und Gründung an der Technischen Universität München, das Start-ups bei der Unternehmensgründung begleitet. „Unser Labor lebt von den Partnerunternehmen, mit denen wir vor Ort gemeinsam an neuen IoT-Strategien und -Lösungen arbeiten“, betont Niklaus Waser.

So untersucht IBM etwa gemeinsam mit BMW, welche Rolle Künstliche Intelligenz bei der stärkeren Personalisierung des Fahrerlebnisses sowie der Entwicklung intuitiver Fahrerassistenzsysteme einnehmen kann. Ein weiteres aktuelles Beispiel ist die Entwicklung von Watson Vi­sual Inspection. „Hier kann mit Hilfe der KI-basierten Auswertung von Bildern aus Ultra-High-Definition-Kameras die Qualitätskon­trolle, etwa in der Fertigung, sehr viel effektiver und präziser werden“, erklärt Waser.

Ebenfalls in München entwickelt wurde der humanoide Roboter Josie Pepper. Seit Februar dieses Jahres empfängt der mit Künstlicher Intelligenz ausgestattete Roboter im Rahmen eines Tests die Reisenden am Flughafen München und beantwortet auf Englisch deren Fragen rund um Shops, Gastronomie und Flug­betrieb. Josie ist per WLAN mit dem Internet verbunden und hat so Zugriff auf eine Cloud von IBM, in der die Fragen an ihn verarbeitet, interpretiert und mit den Daten des Flughafens verknüpft werden. Das Besondere daran: Josie Pepper spricht keinen vorgefertigten Text, sondern antwortet durch seine Fähigkeit zu lernen individuell auf jede Frage.

Wenn die 1,20 Meter kleine und 28 Kilogramm leichte Roboterdame spricht, dann leuchten ihre Kulleraugen grün und sie schlenkert mit ihren Armen hin und her. Hände und Finger sind menschenähnlich und haben einzelne Glieder. Anstatt auf zwei Beinen bewegt sich Josie Pepper auf stabilen Rollen.

Nach Ansicht von Niklaus Waser sind die Potenziale rund um das IoT noch längst nicht ausgeschöpft. „Auf der Agenda ganz oben stehen intelligente Plattform-Lösungen, die insbesondere im industriellen Umfeld und der Produktion, aber auch in der Logistik und für digitale Mobilitätsdienste zum Einsatz kommen.“ Da­rüber hinaus arbeitet IBM gemeinsam mit Partnern wie der Containerschiff-Reederei Maersk an der Entwicklung von Blockchain-Technologien, die IBM zufolge zu einem unverzichtbaren Bestandteil für einen effektiven und sicheren Umgang mit dem Internet of Things werden.

Der Chip-Hersteller Intel betreibt in Europa und im Nahen Osten gleich acht IoT-Labore – eines dieser IoT Ignition Labs befindet sich in München. Es soll einen Einblick in Technologien und Werkzeuge für Anwender aus der Industrie bieten, die IoT-Projekte kommerziell nutzen möchten. „Unternehmen erhalten hier detaillierte Informationen über die neuesten IoT-Entwicklungen von Intel und dessen Partnern. Darüber hinaus bieten wir Zugang zu konkreten Anwendungsfällen“, so Intel.

Die Teams vor Ort geben Unternehmen Ratschläge, wie Lösungen weiterentwickelt und im Markt implementiert werden können. Jedes Labor führt darüber hinaus Workshops und Schulungen durch, die unterschiedlichste Schwerpunkte behandeln – von der Vernetzung bestehender Geräte, sogenannter Legacy-Devices, bis hin zu Big Data Analytics.

Das Münchener Labor verfügt außerdem über einen eigenen Showcase-Bereich, in dem anhand zahlreicher Demos verschiedene IoT-Einsatz­felder visualisiert werden. Auch Partnerunternehmen wie Fujitsu, Epson oder Kontron, das zu den weltweit größten Herstellern von Embedded-Rechnern zählt, zeigen hier ihre Lösungen.

Ein konkretes Beispiel, das im Intel-Labor zu sehen ist, sind die Intel-Connected-Worker-Lösungen. Sie sind darauf ausgelegt, die Produktivität und Sicherheit von Berufsgruppen zu verbessern, die einem erhöhten Unfallrisiko oder Sicherheitsbedrohungen ausgesetzt sind und gleichzeitig in Umgebungen außerhalb der Reichweite von traditionellen Kommunikationsnetzwerken arbeiten. Im IoT-Lab in München demonstriert etwa das kabellose, intelligente Ivii-Headset von Knapp, wie Arbeiter mittels eines Durchsicht-Displays Zugang zu realen und virtuellen Informationen erhalten können.

Dass Intel so viele IoT-Labs betreibt, hat für das Unternehmen nach eigenen Aussagen mehrere Vorteile: „Durch den regionalen Bezug unserer IoT-Labs können wir leichter auf die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden und Partner eingehen und die Entwicklung von IoT-Lösungen vor Ort vorantreiben.“ Auf diese Weise spare man nicht nur Zeit, sondern könne mit Hilfe der jeweiligen regionalen Netzwerke auch schneller neue Produkte in den Markt bringen.

Nach Redmond in den USA und Shenzhen in China eröffnete der Software-Riese Microsoft im vergangenen Jahr in München ein drittes sogenanntes IoT & AI Insider Lab. Hier finden Kunden aus der EMEA-Region, also aus Europa, dem Mittleren Osten und Asien, ein Umfeld, in dem sie ihre Projekte rund um das Internet of Things und Künst­liche Intelligenz vorantreiben können. Laut Microsoft hätten die Erfahrungen der bisherigen Labs in den Vereinigten Staaten und China gezeigt, dass Unternehmen mit ihren Projekten im Lab in nur drei Wochen die Resultate erzielen, für die sie allein vier bis sechs Monate gebraucht hätten.

Das IoT-Labor bietet interessierten Unternehmen sämtlicher Branchen und Größen kostenlosen Zugang zum Beispiel zu Microsofts Cloud-Plattform Azure und den IoT-Diensten der Azure IoT Suite. Auch Industrie-Hardware wie Geräte zum Fräsen, zum automatisierten Pick and Place, zum 3D-Drucken sowie zur Mikroproduktion (Nano-Drucker) stehen zur Verfügung.

„In unserem IoT & AI Insider Lab verfolgen wir einen ganzheitlichen Ansatz. Das bedeutet, dass wir IoT- und KI-Projekte von der Ideenfindung über die Prototypenentwicklung bis hin zur Markteinführung unterstützen“, fasst Anna Notholt, Business Lead Internet of Things bei Microsoft Deutschland, die Zielsetzung zusammen. Microsofts Mission sei es, IoT-Technologien für alle Geschäftskunden und Organisationen verfügbar zu machen und ihnen den Einstieg in das Internet der Dinge konsequent zu erleichtern. „Mit IoT-Technologien transformieren sie nicht nur Produktentwicklung, Marketing, Vertrieb und Kundenbetreuung. Sie können komplett neue digitale Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodelle entwickeln.“

Laut Notholt ist es am Anfang eines Projekts eine Herausforderung, die richtige Technologie zu wählen. Microsoft unterstütze seine Kunden bei der Entscheidung, indem man aufzeige, welche Optionen möglich sind und welche sich eignen: „Unsere Kunden bestätigen, dass ihnen die Expertise der Microsoft-Mitarbeiter sowie die vorhandene Hard- und Software bei der Umsetzung ihrer IoT-Projekte Zeit und Geld spart, weil die Entwicklungszeit des Projekts um Monate verkürzt wird. Das liegt auch daran, dass ein Innovationslabor oftmals mehr Freiheiten außerhalb der Konzernstruktur bietet und man sich fernab vom Unternehmensalltag auf einen bestimmten Projektabschnitt fokussieren kann.“

Auch Microsoft setzt auf Kooperationen: Zu den ersten offiziellen Partnern des Münchener Labs gehören Cisco sowie die unabhängige OPC Foundation, welche die OPC Unified Architecture (OPC UA) fördert, einen Industrie-4.0-Standard für Interoperabilität.

Das Mobilfunkunternehmen Vodafone eröffnete im Februar 2017 in Düsseldorf das IoT Future Lab. Es ist nach Angaben von Vodafone hierzulande das erste Narrowband-IoT-Entwicklungszentrum. Narrowband-IoT, kurz NB-IoT, ist eine von 3GPP entwickelte Spezifikation für eine Funktechnik, die auch unter schwierigen Bedingungen kleinere Datenmengen über Distanzen von bis zu zehn Kilometern überträgt. Hinzu kommt ein minimaler Energieverbrauch. 3GPP ist eine weltweite Kooperation von Standardisierungsgremien für den Mobilfunk.

„In unserem IoT Future Lab treffen Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette aufeinander, um gemeinsam Innovationen für das Internet der Dinge zu entwickeln. Vom Start-up bis zum Großkonzern. Vom Modulhersteller bis zum Anwender“, so Sonja Graf, Leiterin des Vodafone Innovation Parks, zu dem auch das IoT-Entwicklungszentrum gehört.

Die Mischung aus kreativen Köpfen, Querdenkern und innovati­onshungrigen Unternehmen ist für
Sonja Graf ein unschlagbares Argument, um neuartige Produkte und Projekte zu entwickeln. Dabei handele es sich um Produkte, die auf den Bedarf ihrer Nutzer zugeschnitten sind und vorhandene Probleme im Alltag, in Industriehallen oder in den Innenstädten lösen könnten. „Wenn potenzielle Anwender mit einer Pro­blemstellung auf uns zukommen, prüfen wir gemeinsam, wie das Internet der Dinge hier genutzt werden kann, um das Problem zu lösen“, so Sonja Graf weiter. „Mit Studenten und Technikexperten entwickeln wir basierend auf diesen Anforderungen innovative Technologien und treiben die Entwicklung in Pilotprojekten maßgeblich voran. Von einer ersten Idee bis zum technisch ausgereiften Prototyp.“

Dabei hat der Mobilfunkanbieter die Entwicklung neuer Produkte für das Internet of Things bewusst aus dem Konzern herausgelöst und in einem eigenen IoT-Entwicklungslabor gebündelt. Neue Ideen und Prozesse sollen sich so schnell und strukturübergreifend umsetzen lassen . „Auf Wünsche und Anfragen von Kunden und Forschungspartnern können wir gezielt und ohne große Abstimmungsschleifen reagieren. Die besten Experten aus den verschiedenen Branchen treffen hier in einer Forschungsumgebung zusammen und ergänzen ihr Fachwissen.“

Vodafone arbeitet dabei mit Partnern aus allen möglichen Branchen zusammen, „denn die potenziellen Einsatzgebiete für das Internet der Dinge sind grenzenlos“, so das Resümee von Sonja Graf.

Bereits zur Eröffnung des IoT Future Labs präsentierte Vodafone die gemeinsam mit der Deutschen Bahn entwickelte smarte Lösung für das Abfall-Management in Bahnhöfen. Die mit Narrowband-IoT-Sensoren ausgestatteten Mülleimer erkennen ihren Füllstand selbstständig und melden sich, wenn sie geleert werden müssen. Dazu senden sie automatisch Informationen über ihren Füllstand an die zentrale IoT-Cloud des Bahn-Dienstleisters DB Systel. Auf diese Weise lassen sich die Abfallbehälter rechtzeitig leeren, bevor sie überquellen.

Ein weiteres Projekt im Vodafone IoT Future Lab ist eine Alarmanlage gegen Graffiti. Sie wurde in Zusammenarbeit mit Studenten entwickelt. „Der Prototyp besteht aus drei Sensoren, die Farbpartikel, Treibgase und Bewegungen erkennen“, wie Sonja Graf erläutert. Wenn nun ein illegaler Graffiti-Sprayer mit seinem Werk beginnt, dann löst das über die Funktechnik Narrowband-IoT einen Alarm direkt vor Ort oder bei den Sicherheitskräften in einer Zentrale aus.

Damit all die Sensoren auch Kontakt mit dem Internet aufnehmen können, arbeitet Vodafone nach eigenen Angaben mit Hochdruck daran, sein Mobilfunknetz fit für Narrowband-IoT zu machen. „Schon heute vernetzen wir weltweit mehr als 62 Millionen Gegenstände per Mobilfunk. Tendenz steigend.“

Bis September dieses Jahres soll das Narrowband-IoT-Netz, Vodafone nennt es selbst „Maschinen-Netz“, großflächig in Deutschland funken – rund 90 Prozent der LTE-Basisstationen sollen dann den Funkstandard NB-IoT unterstützen. Auf diese Weise sollen sich in Deutschland bis zu vier Milliarden Gegenstände vernetzen lassen. Das Fazit von Sonja Graf: „Als Treiber für das Internet der Dinge ist dieser Zukunftsmarkt für uns von besonderer Bedeutung.“

Das bereits Ende des 19. Jahrhunderts gegründete deutsche Großunternehmen Bosch, hauptsächlich bekannt als Automobilzulieferer und Hersteller von Hausgeräten, ist auch mit einer eigenen IoT-Plattform, der Bosch IoT Suite, auf dem Markt vertreten.

Um die Entwicklungen rund um das Thema Internet of Things weiter voranzutreiben, verankert der Konzern seit Anfang dieses Jahres seine weltweiten Aktivitäten rund ums Internet of Things in einem eigenen IoT-Campus in Berlin. Der Campus soll eine Brücke bauen zwischen den eigenen Spezialisten und externen IoT-Experten der Digitalszene vor Ort. Hierfür verlegt auch das bereits in Berlin beheimatete Tochter­unternehmen Bosch Software Innovations seinen Hauptsitz in den neuen Campus. Es befasst sich schon seit etwa zehn Jahren mit dem Internet of Things.

Der Bosch-Konzern hat rund drei Millionen Euro in den neuen Standort investiert. In dem Campus arbeiten mehr als 250 Mitarbeiter aus den unterschiedlichsten Bereichen des Unternehmens. Im kommenden Jahr soll die Zahl der Mitarbeiter auf rund 400 steigen.

Die IoT-Experten beraten und begleiten im Campus Kunden bei der Entwicklung und Umsetzung von Projekten. Dabei soll sie in den neuen Räumen eine moderne Start-up-Atmosphäre unterstützen – so gibt es neben konventionellen Schreibtischen etwa einen Wohnwagen sowie Werkstätten und Workshop-Räume mit Waldambiente. Die ausgefallenen Arbeitsumgebungen sollen aber nicht nur die Kreativität der Mitarbeiter fördern, sondern sie fungieren gleichzeitig als großes Praxislabor: So ist zum Beispiel der Wohnwagen mit Smart-Home-Technik ausgebaut und die Küchen des Büros verfügen über smarte Geräte.

Der japanische Technologiekonzern Fujitsu vereint sein Know-how im Bereich Industrial IoT (IIoT) in einem vergangenes Jahr eröffneten Industrie-4.0-Kompetenzzentrum in München. Experten beraten und implementieren hier Ser­vices der digitalen Transformation für alle industriellen Anwendungen gemeinsam mit den Kunden. So werden im neuen Kompetenzzentrum zum Beispiel individuelle Lösungen für intelligente Fabriken und Fertigungsanlagen entwickelt.

Ein Grund, weshalb auch Fujitsu auf den Standort München setzt, sei die Bedeutung dieser Region im Bereich des Internet of Things.