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Internet of Things (IoT)

Die Begrifflichkeit „Internet of Things“ (deutsch: Internet der Dinge) bezeichnet im Allgemeinen die Vernetzung von Gegenständen – sowohl untereinander als auch mit dem Internet. Im privaten Bereich geht es hierbei um Alltagsgegenstände, im industriellen Sektor hingegen um Maschinen und verschiedene andere, stationäre oder bewegliche Objekte. Die Voraussetzung, dass Gegenständeüber ein Netzwerk miteinander kommunizieren können, ist eine geeignete Hardware-Ausstattung, z.B. Sensoren oder Industrietransponder.

Die Funktionsweise von IoT

Das Internet of Things, kurz IoT, kann als Netzwerk umschrieben werden, in dem sogenannte „Smart Objects“ miteinander kommunizieren können. Jedes dieser intelligenten Objekte ist über eine einzigartige Adresse identifizierbar. Für den Menschen ist es daher möglich, jedes Objekt über das Internet gezielt anzusprechen. Zwar ist der Mensch demnach grundsätzlich für Steuerung und Kontrolle der IoT-Objekte zuständig, ein hohes Maß an Einfluss ist jedoch nicht das Ziel. Es geht vielmehr darum, die Gegenstände mithilfe einer Internetverbindung in die Lage zu versetzen, selbstständig zu agieren, situative Ent-scheidungen selbst zu treffen oder sich an bestimmte Szenarien anzupassen. Dies ist gleichzeitig der entscheidende Vorteil: Inputs von Benutzern werden obsolet, da die IoT-Objekte die Eingabe von Aufgaben selbstständig übernehmen.

Vollständige Vernetzung der realen und virtuellen Welt

Erklärtes Ziel des Internets der Dinge ist eine Auflösung der Grenzen zwischen realer und virtueller Welt.
In der Endausbaustufe soll jeder Gegenstand in der Lage sein, Daten zu seinem aktuellen Zustand fortlaufend via Internet zur Verfügung zu stellen. In der Industrie betrifft das Internet of Things, anders
als im Verbrauchersegment, Produkte, Waren, Produktionseinrichtungen und ganze Prozesse in der Fertigung. Grundvoraussetzung ist der Einsatz intelligenter Industrietransponder, welche es Gegenständen und Maschinen ermöglichen, ständig im Internet präsent zu sein. Dem zufolge sind RFID- und NFC-Technologien, wie sie von smart-TEC angeboten werden, als wesentlicher Bestandteil des Internet of Things zu bezeichnen. Mithilfe der Transponder ist es beispielsweise möglich, Produktionsprozesse besser zu planen und zu steuern oder die Maschinenwartung zu verbessern. Die Abläufe werden hierdurch effizienter. Kosten und Zeitaufwände sinken, wobei Sicherheit und Qualität gleichzeitig erhöht werden können.

RFID und NFC als zentrale Technologien im Internet of Things

Bereits lange vor dem Beginn der Digitalisierung existierten Transponder zur Vernetzung von Gegen-ständen. RFID- und NFC-Lösungen werden von smart-TEC bereits seit über einem Jahrzehnt erfolgreiche entwickelt, hergestellt und vertrieben. Im Kontext des Internets der Dinge rücken diese Technologien nun noch stärker in den Fokus, als jemals zuvor. Gegenüber anderer Ansätze haben RFID und NFC mehrere Vorteile. Die Transponder sind sehr klein, wodurch sie annähernd überall eingesetzt werden können. Bereits passive RFID-Systeme, also Transponder ohne eigene Energieversorgung, erreichen Reichweiten von 5 bis über 10 Metern. Bei aktiven Transpondern, die größer und auch kostspieliger sind, sind Lesereichweiten bis 100 Meter möglich.

Transponderinformationen sind in mehrerlei Hinsicht die Basis des IoT und damit auch der aktuell viel diskutierten Industrie 4.0. Kernelemente sind Informationsübergabe, Ortserkennung und die eindeutige Identifikation von Gegenständen wie Maschinen, Geräten, Lager- und Transportbehältern, (Zwischen-) Erzeugnissen und Werkzeugen. All diese Objekte müssen nicht nur aktuelle Informationen über sich preisgeben können, sie müssen auch untereinander vernetzbar sein, um zu kommunizieren.

Mithilfe von RFID und NFC können außerdem Maschinendaten ausgelesen werden, welche in Form automatischer Statusinformationen an einem definierten Empfängerkreis gesendet werden. Auf 
diese Weise fallen etwa Störungen weit weniger ins Gewicht, als bisher. Der Grund: Dank IoT sind Produktionseinrichtungen in der Lage, Werkstücke auf andere Anlagen umzuleiten, sodass keine Unterbrechung entsteht. In der Zwischenzeit fordert die defekte Maschine autonom eine Wartung 
an. Natürlich sind Transponder-Technologien auch allgemein die Basis für eine funktionierende 
Maschinen-Maschinen-Kommunikation (M2M).

RFID- und NFC-Transponder können darüber hinaus an einem Produkt verbleiben, wodurch sich zahlreiche Vorteile in puncto Rückverfolgbarkeit ergeben. Es ist demnach möglich, den kompletten Lebenszyklus eines Erzeugnisses nachzuvollziehen. Herstellung, Lagerung, Transport, Anwendung beim Kunden und Entsorgung oder Recycling – alle Schritte werden transparent und sind nachverfolgbar. Hieraus ergeben sich Vorteile für alle Prozessbeteiligten, wobei neben dem Hersteller etwa Logistikunternehmen, Händler, Wartungs- und Reparaturdienstleister und Entsorger zu nennen wären.

Produktion steuert sich selbst

Informationen auf RFID-/NFC-Transpondern können – anders als beispielsweise beim Barcode - nicht nur gelesen, sondern auch verändert werden. Erreicht wird dies durch eine bidirektionale Kommunikation mit einem Reader. Hieraus entstehen zahlreiche Vorteile für den Produktionsprozess. Im industriellen Internet of Things trägt jedes Material einen Transponder, der sämtliche Informationen enthält, die für Abläufe in der Fertigung notwendig sind. Dies können einerseits Ordnungsmerkmale wie Materialnummer, Werkstoff oder Abmessungen sein. Noch wichtiger sind jedoch die aktuellen Zustandsinformationen, welche der Transponder dank bidirektionaler Kommunikation jederzeit in aktueller Form in trägt. Produktionseinrichtungen können diesen Daten beispielsweise entnehmen, in welchem Verarbeitungs-status sich ein bestimmtes Werkstück befindet. Fertigungseinrichtungen sind hierdurch wiederum in der Lage, autonom über weitere Prozessschritte in der Produktion zu entscheiden und auf ungeplante Veränderungen flexibel zu reagieren.

Zusammengefasst bedeutet dies: Die Fabrik der Zukunft steuert ihren Material- und Warenfluss mithilfe smarter Objekte, die mit RFID- oder NFC-Transpondern ausgestattet sind, komplett selbst.

Unzählige weitere Anwendungsgebiete vorstellbar

Selbstverständlich beschränkt sich das Internet of Things nicht auf die industrielle Fertigung und die Logistik. Intelligente Objekte werden in nicht allzu ferner Zukunft in jedem erdenklichen Bereich Einzug halten. Ein stark wachsender NFC-Anwendungsbereich ist etwa „Mobile Payment“. Hier kommen Bezahl-systeme zum Einsatz, welche per Smart Card oder Mobiltelefon Finanztransaktionen abwickeln. So ersparen sich Nutzer die Verwendung von Kleingeld – beispielsweise an Kassen, an Automaten, in
Bussen oder in Straßenbahnen.

Intelligente Etiketten, sogenannte RFID- oder NFC-Etiketten, ermöglichen zudem hochinteressante Anwendungen im Bereich „Smart Home“. Nur einige Beispiele sind Zugangskontrollen für Wohnungen und Häuser, Einbruch- und Diebstahlschutz sowie die Energiesteuerung. Grundsätzlich können mittels RFID-Technologie Objekte in Haushalten miteinander kommunizieren. Durch die geringe Größe der Transponder sind diese problemlos in Gegenstände wie Heizungen, Lichter, Rauchmelder oder Jalousien integrierbar. Die Entwicklungen gehen gedanklich jedoch noch viel weiter. Prominentes Beispiel ist etwa der Kühlschrank, der über seinen aktuellen Inhalt und fehlende Produkte selbstständig Auskunft geben kann. Voraussetzung ist hier, dass die Gegenstände im Kühlschrank – also die Lebensmittel bzw. deren Verpackung – Daten an das Haushaltsgerät übermitteln können. Die Produkte könnten darüber hinaus Informationen über Herkunft, Lieferwege, Herstellung und Haltbarkeitsdatum liefern. Auch zu diesem Zweck ist RFID- und NFC-Technologie einsetzbar. Zudem ist vorstellbar, dass sich der Nutzer via App gezielt zu den benötigten Gegenständen im Supermarkt leiten lässt.

Möglich wäre sogar intelligente Kleidung. Hier könnte ein RFID-Chip der Waschmaschine per Funk mitteilen, welcher Waschgang und welche Temperatur notwendig ist.

Fazit

Das Internet of Things, also die vollständige Vernetzung von Objekten untereinander und mit dem Internet, bringt für Unternehmen Optimierungspotenziale in ungeahntem Ausmaß mit sich. Auch im privaten Bereich werden intelligente Gegenstände unser Leben komfortabler gestalten. smart-TEC trägt mit seinen Lösungen entscheidend dazu bei, dass das IoT in den kommenden Jahren mehr und mehr zur Realität werden kann.