Autor: Jan Gisbertz

Beim Thema Industrie 4.0 wird viel über Fabrikhallen mit Industrierobotern oder Drohnen in der Logistik gesprochen. Doch auch andere Branchen entdecken zunehmend das gewaltige Potenzial der Digitalisierung: Mit Precision Farming gewinnt die Landwirtschaft an Effizienz und spart zugleich Ressourcen. Das nutzt auch dem Klima und der Umwelt.

Längst haben auch auf dem Acker und im Stall moderne Produktionsmethoden und -technologien Einzug gehalten. Innovative Familienbetriebe organisieren sich heute nach den Prinzipien des Precision Farming. Sie setzen auf Agilität und komplexe Datenmodelle, um auch in einem herausfordernden wirtschaftlichen Umfeld gegenüber größeren Anbietern wettbewerbsfähig zu bleiben und geschickt Marktlücken zu besetzen.

Die immer strengeren Grenzwerte des Gesetzgebers  für Düngemitteleinsatz, Lärm und andere Emissionen treiben Modernisierung und Digitalisierung zusätzlich voran. Der Mangel an qualifizierten Arbeitskräften bringt ein zusätzliches Momentum in diese Entwicklung.

Weitere externe Effekte wie der jährliche Rückgang der weltweiten Agrarflachen um zehn Millionen Hektar bei gleichzeitigem Anwachsen der Weltbevölkerung und steigende Energiepreise kommen hinzu. Entsprechend technisiert sind viele Betriebe und Arbeitsmittel in der Landwirtschaft daher schon heute.

Exemplarisch belegt dies ein Vergleich mit der Autoindustrie: Bereits im Jahr 2015 wurden rund 30 Prozent der Wertschöpfung bei Landmaschinen mit Software, Elektronik und Sensorik erwirtschaftet. Zur selben Zeit lag der Anteil in der Automobilindustrie bei gerade einmal einem Drittel dieses Wertes. So arbeiten viele Erntemaschinen heute GPS-gestützt und funktionieren teilautonom. Der Schritt zum vollautonomen Einsatz auf der Ackerfläche ist nicht mehr weit, sobald der Gesetzgeber hier den entsprechenden Rahmen schafft.

Analog zum Begriff Industrie 4.0, der seinen Namen von der aktuell vierten industriellen Revolution ableitet und die Digitalisierung der Industrie beschreibt, ist daher auch immer häufiger von der Landwirtschaft 4.0 die Rede, wenn es um die Digitalisierung im Agrarsektor geht.

Precision Farming: Das Wichtigste im Überblick

Was ist Precision Farming?

Precision Farming oder Precision Agriculture (auf Englisch: Präzise Landwirtschaft) ist ein Konzept der modernen Landwirtschaft. Es arbeitet datengestützt und nutzt digitale Technologien, Prozesse und Managementmethoden, um Maschinenstunden und Arbeitskraft, aber auch andere Ressourcen wie Wasser oder Dünge- und Pflanzenschutzmittel möglichst sparsam und schonend einzusetzen.

Werkzeuge des Precision Farming sind beispielsweise GPS-geführte Erntemaschinen und Drohnen, die Nutzflächen aus der Luft abfilmen, um das Pflanzenwachstum zu kontrollieren oder die Böden genauer zu kartieren. Aber auch die automatisierte Tierbeobachtung auf der Weide ist Teil des Precision Farming.

Die GPS- und sensorgestützte Automatisierung von Arbeitsschritten entlastet Mitarbeitende bei monotonen oder besonders anstrengenden Arbeiten. Gleichzeitig erhöht sich die Präzision allgemein – etwa bei der punktgenauen Gabe von Dünge- oder Pflanzenschutzmitteln.

So unterscheidet sich Precision Farming von Smart Farming und Digital Farming

Eng mit dem Precision Farming verbunden ist das Smart Farming oder e-Farming (auf Englisch: intelligente, elektronisch gestützte Landwirtschaft). Smart Farming beschreibt das vernetzte Sammeln von möglichst vielen Informationen sowie deren anschließende Auswertung und Nutzung im landwirtschaftlichen Betrieb. Hierfür werden Sensoren und Aktoren im landwirtschaftlichen Betrieb über das Internet of Things miteinander vernetzt und deren erfasste Daten zentral innerhalb des Betriebes gesammelt und ausgewertet.

Dabei arbeitet das Smart Farming mit sehr großen, verknüpften Datenmengen. Die Bandbreite der Quellen reicht von Satellitendaten und hochauflösenden, dreidimensionalen Bodenkarten bis hin zu wissenschaftliche Datenbanken von Forschungsinstituten, etwa über das Wachstumsverhalten bestimmter Pflanzenarten auf bestimmten Böden.

Aber auch langjährige Ertragskarten oder mittels künstlicher Intelligenz (KI) erstellte Projektionen für die optimale Nutzung landwirtschaftlicher Flächen bis hinunter zur einzelnen Pflanze kommen hier zum Einsatz. Dabei werden häufig Karten unterschiedlicher Herkunft übereinandergelegt („Map-Overlay-Verfahren“), um neue Informationen für den Einsatz im Precision Farming zu gewinnen.

Digital Farming als weitere Entwicklungsstufe

Digital Farming bezeichnet eine konzeptionelle Weiterentwicklung des Smart Farmings. Hier steht das Teilen alle relevanten Daten entlang der gesamten Produktionskette mit Lieferanten und Auftragnehmern im Fokus, um Abläufe besser zu vernetzen und für alle Beteiligten Ressourcen zu sparen. Gibt es beispielsweise in einer Region witterungsbedingte Verzögerungen im Reifeprozess, werden Mähdrescher und andere Erntemaschinen frühzeitig an andere Einsatzorte dirigiert.

So kann ein Lohnunternehmen beispielsweise seine Maschinen und sein Personal zielgenauer allokieren oder Meiereien und Mühlen Aufträge schneller und verzögerungsfrei abarbeiten. Das datengestützte Digital Farming wird daher auch mit Big Data Analytics in der Industrie verglichen.

Die Überschneidungen zwischen den drei Begriffen sind fließend. Daher werden sie häufig verwechselt oder auch irrtümlich gleichgesetzt.

Vorteile und Nachteile von Precision Farming

Landwirtschaftliche Betriebe profitieren sehr unterschiedlich vom Precision Farming. Nicht für jedes Einsatzgebiet und jeden Betrieb gibt es bereits die passenden Technologien. Viele sind noch in der Entwicklung. Außerdem ist die Migration mit Kosten verbunden. Daher ist die individuelle Abwägung von Vor- und Nachteilen besonders wichtig.

Die Vorteile von Precision Farming

• Einsparungen bei Ressourcen durch den sehr zielgenauen Einsatz von Arbeitskraft, Maschinen, Betriebsstoffen sowie Düngemitteln und Pflanzenschutzmitteln
• Geringere Standzeiten für Maschinen und bessere Auslastung von Maschinenringen
• Weniger Emissionen und weniger Einträge in die Umwelt durch effizientere und schonendere Landwirtschaft
• Höhere Qualität vieler Lebensmittel, zum Beispiel durch geringere
• Höhere Erlöse für landwirtschaftliche Betriebe durch Ertragssteigerungen und Einsparungen beim Ressourceneinsatz
• Bessere Planbarkeit von wirtschaftlichen Entscheidungen über Betriebserweiterungen oder Erntefolgen dank besserer Sicht auf die dafür notwendigen Daten
• Höhere Resilienz der Betriebe gegenüber äußeren Effekten wie Kostensteigerungen bei Betriebsstoffen, Arbeitskräftemangel oder schwankenden Abnahmepreisen seitens des Groß- und Einzelhandels
• Entwicklung neuer Nischen und Geschäftsfelder, die besonders für innovative Kleinbetriebe interessante Marktchancen bieten

Nachteile des Precision Farming

• Hohe Anfangsinvestitionen in Maschinen und Geräte sowie laufenden Kosten für Wartung und Reparaturen
• Kosten für den Erwerb der notwendigen fachlichen Qualifikationen oder für den Zukauf externen Fachwissens
• Bindung der Betriebe an einzelne Technologie-Anbieter.

Voraussetzungen für die Landwirtschaft 4.0

Ähnlich wie die smarte Fabrik in der Industrie 4.0 lebt auch die digitale Landwirtschaft 4.0 von der elektronischen Vernetzung aller ihrer Prozesse, Geräte und Maschinen sowie der permanenten Gewinnung und Weiterverarbeitung von betriebsbezogenen Informationen. Voraussetzungen für Landwirtschaft 4.0 sind daher:

Leistungsfähige Datennetze

Schnelle Breitbandanschlüsse vernetzen den einzelnen Betrieb mit seinen Dienstleister:inen, Lieferant:innen und Kund:innen. Leistungsfähige IoT-Datennetze integrieren innerbetrieblich alle nicht ortsfesten Maschinen, beispielsweise per 5G-Mobilfunk oder ein eigenes 5G-Campusnetz. Im Nahbereich ergänzen Funktechnologien wie beispielsweise WLAN, NFC oder Bluetooth die Verknüpfung und schließen Lücken. Precision Farming vernetzt nicht nur die betriebliche Infrastruktur, sondern koppelt sie zusätzlich auch mit externen Datenquellen. Über Cloud-Speicher stehen die Daten auch anderen Nutzer:innen zur Verfügung. Beispielsweise Forschungsinstitute, die die Ergebnisse nutzen, um neues Saatgut oder effizientere Düngemethoden zu erforschen. Oder es erheben Betriebe innerhalb einer Region automatisiert Wetterinformationen und stellen sich diese gegenseitig über die Cloud in Echtzeit zur Verfügung.

Automatisierte Abstimmungsprozesse

Sowohl betriebsintern als auch in der Kommunikation mit Dienstleister:innen und Kund:innen sind Prozesse aufeinander abgestimmt. Per Machine-to-Machine-Kommunikation organisiert sich beispielsweise der Mähdrescher im Ernteeinsatz Transportkapazitäten für die Leerung seines Korntanks. Genauso kommuniziert ein Feuchte- oder Temperatursensor im Gewächshaus direkt mit der automatischen Bewässerungsanlage oder den Stellmotoren der Dachfenster und sorgt so für ein optimales Mikroklima.

Digitale Modellierung

Umfassende Datenmodelle des gesamten Betriebes und seiner Abläufe werden zur Basis des betriebswirtschaftlichen Handelns. Hierzu gehören retrospektive Informationen wie langfristige und möglichst fein granulierte Ernteergebnisse der einzelnen Felder, Weinberge oder sogar Teile von Anbauflächen. Ebenso sammelt Precision Farming prospektive Informationen, etwa zur erwarteten Entwicklung der Erträge unter Berücksichtigung klimatischer Veränderungen. So entsteht ein digitaler Zwilling des gesamten Betriebes einschließlich aller dort ablaufenden Prozesse. Diesen digitalen Zwilling kann der Betrieb auch für Simulationen nutzen, um etwa Verfahren zu optimieren oder Entscheidungen über den Kauf zusätzlicher Maschinen faktenbasiert zu treffen.

Anwendungsfälle: Precision Farming – Beispiele aus der Praxis

Von der Milchviehhaltung über den Getreideanbau bis hin zu Gemüsekultur und Weinbau: Schon in vielen Sektoren der Landwirtschaft gibt es marktreife Lösungen für das Precision Farming. Bei einigen fehlen noch die gesetzlichen Normen als letzter Schritt vor dem Markstart, andere sind schon länger im Einsatz. Hier einige Beispiele:

Smartes Düngen in der Präzisionslandwirtschaft

Seit 2017 schreibt der Gesetzgeber in Deutschland die sogenannte Düngebedarfsermittlung für landwirtschaftliche Nutzflächen vor. Hierbei müssen die Betriebe für jeden einzelne Anbaufläche –   – oder jede Bewirtschaftungseinheit den Bedarf an Phosphat und Stickstoff ermitteln und alle Düngungen des Jahres hierauf abstimmen. Die erlaubten Düngemittelmengen hängen hier ab von:

• dem aktuellen Stickstoffvorrat des Bodens
• den Erträgen aus dem Vorjahr
• den dort bisher angebauten Vorfrüchten
• der im vergangenen Jahr eingesetzten Düngermenge.

Precision Farming verknüpft diese Daten per Software, ermittelt hieraus die optimale Düngermenge und sendet das Ergebnis anschließend per Funk an den Düngestreuer hinter dem Traktor. Beim Einsatz auf der Fläche erhält das Gerät zusätzlich GPS- und Bewegungsdaten vom Traktor. Hersteller wie John Deere bieten mit dem Starfire 3000 GPS-Dome entsprechende Lösungen an.

Über eine sogenannte Real-Time-Kinematik erreichen die Empfänger eine Positionierungsgenauigkeit von 0,2 bis 0,75m in der Bewegung. Fährt das Fahrzeug beim Wenden über eine bereits als gedüngt markierte Teilfläche oder über einen benachbarten Feldweg, schaltet sich der Düngerstreuer ab. Diese Technik nennt sich Geofencing mit virtuellen GPS-Zäunen.

Während des Düngens misst der Streuer permanent die Fließfähigkeit des Düngegranulats. Verändert sich dieser Wert, justiert das System die Streueinheit entsprechend nach, sodass in Summe immer die geplante Gramm-Menge an Stickstoff oder Phosphat auf dem Schlag landet.

Smart Farming: Beispiele aus der Robotik bereits im Einsatz

Viele Tätigkeiten in der Landwirtschaft, bei denen es auf Erfahrung und Fingerspitzengefühl ankommt, galten lange Zeit als nicht automatisierbar.

Inzwischen haben Sensorik, Mustererkennung und Mechanik in der Robotik große Fortschritte gemacht. So hat die Firma Harvest CROO Robotics aus Florida 2022 einen selbstfahrenden, sechzehnarmigen Roboter vorgestellt, der Erdbeeren schonend ernten kann. Seine Optik ist mit einer künstlichen Intelligenz verknüpft, sodass die Maschine im laufenden Betrieb ihre Erkennungsalgorithmen für reife Erdbeeren stetig verbessert.

Bereits seit einigen Jahren ist der ECO Shuttle von Hersteller Wasserbauer in der Viehhaltung im Einsatz. Der selbstfahrende Fütterroboter fräst das Tierfutter von einem befahrbaren Silo ab, wo es in den Transporttank des Roboters eingeblasen wird. Anschließend bringt dieser es direkt in die Stallung, wo er es verteilt. Rund 200 Großvieheinheiten kann die Anlage versorgen. Damit wenden sich diese und vergleichbare Geräte anderer Hersteller vor allem an kleine und mittlere landwirtschaftliche Betriebe, die sich durch entsprechende Robotik von zeitraubenden, täglich anstehenden Tätigkeiten entlasten wollen.

Noch mehr Automatisierung bieten Systeme wie die Misch- und Futterroboter des niederländischen Herstellers Lely. Die Robotik bereitet für jede Tiergruppe die passende Futtermischung aus mehreren Futterdepots und verbringt diese anschließend per Induktionsschleife geführt zum jeweiligen Futtertisch.

Durch den Einsatz von Fütterungsrobotern können Betriebe die Fütterungsintervalle herabsetzen. Die Elektronik erkennt, wann neues Futter benötigt wird. Wo in der manuellen Tierfütterung zwei tägliche Fütterungen realisierbar sind, schafft der Roboter bis zu elf Touren. Ergebnis: Die Tiere nehmen kleinere Mengen pro Fütterung auf, haben dadurch weniger Fütterungsstress. Krankheiten wie subklinische Pansenazidose durch den schnellen Verzehr großer Futtermengen sind rückläufig. Zugleich gibt es seltener Rangkämpfe unter den Rindern aufgrund von Fressneid.

Das britische Agritech-Startup Small Robot Company (SRC) arbeitet im Feldversuch mit einem Gespann aus mehreren Agrarrobotern. Ein Fahrzeug untersucht per Kamera den kompletten Schlag auf Unkräuter, eine zweite Maschine nutzt diese Daten, um das Unkraut anschließend per Stromstoß zu vernichten. Ein dritter Roboter, der bisher noch in der Entwicklung ist, soll auf diesen Flächen anschließend neue Sämereien setzen.

Noch arbeitet der Prototyp mit einer Relaisstation in einem Begleitfahrzeug, wo leistungsfähige Computer für die KI-Berechnungen an Bord sind. Mittelfristig soll das System autonom agieren und nur noch aus Drohne und Feldroboter bestehen.

Digitaler Weinberg: Lückenlose Überwachung für bessere Ernten

Auch im Weinberg hat die Digitalisierung Einzug gehalten, etwa im Markgräfischen Badischen Weinhaus. Das Unternehmen hat zusammen mit SAP und der sine qua non GmbH einen Weinberg elektronisch vernetzt und mit eigener Sensorik ausgestattet. Die Technik ermittelt an mehreren Punkten im Weinberg Parameter zu Vegetation, Umgebungsdaten und klimatischen Unterschieden zwischen Sonnen- und Schattenseite oder der Höhenlage. Der Betrieb erhält diese Daten über eine App und kann auf dieser Basis alle Entscheidungen zu Düngungen, Pflanzenschutzmitteleinsatz oder dem besten Zeitpunkt für die Lese treffen.

Auch im digitalen Weinberg ist das Ziel, alle Sensoren und Maschinen per Funk zu verbinden, zum Beispiel per Narrowband-IoT.

Fazit: Was bringt Smart Agriculture?

Der Nutzen, den Precision Farming und Smart Agriculture für die Betriebe, aber auch für den Schutz von Ressourcen bringt, ist enorm. Ein hoher Kosten- und Wettbewerbsdruck, verschärfte Umwelt- und Emissionsauflagen, steigende Energiepreise und der allgemeine Arbeitskräftemangel stellen landwirtschaftliche Betriebe vor wachsende Herausforderungen.

Gerade Kleinbetriebe sind hiervon überproportional betroffen, weil sie häufig unterhalb der Rentabilitätsschwelle arbeiten. Oft fehlen auch Jungbäuerinnen und Jungbauern, die diese Betriebe übernehmen könnten und über die Mittel für oft anstehende Modernisierungen verfügen.

Hinzu kommt ein allgemein wachsender administrativer Aufwand, der gerade in Kleinbetrieben viel Zeit in Anspruch nimmt, etwa für die lückenlose Erfassung ausgebrachter Düngermengen. Auch muss heute bei allen Lebens- und Futtermitteln die Rückverfolgbarkeit auf allen Ebenen durch durchgehende Protokollierung gewährleistet sein. Dazu betrifft Produktion, Ernte, Transport, sowie Ein- und Auslagerung bis hin zum Verkauf der erzeugten Waren.

Genau hier setzt die Digitalisierung der Landwirtschaft an, indem sie hilft, Kosten zu senken, Dokumentation und Protokollierung zu automatisieren, viele Tätigkeiten zu mechanisieren und zugleich die die Auswirkungen auf die Umwelt und das ökologische Gleichgewicht zu verringern. Die Landesgesellschaft BIOPRO Baden-Württemberg sieht daher in der Digitalisierung die Chance „Ökologie und Ökonomie zu versöhnen.”

Beispielsweise das Bundesministerium für Landwirtschaft und Ernährung will deshalb mit seinem Bundesprogramm Digitalisierung in der Landwirtschaft Entwicklungen vorantreiben, um so „die Chancen einer Landwirtschaft 4.0 konsequent zu nutzen.”

Quelle:

https://www.vodafone.de/business/featured/digitales-business/digitale-geschaeftsprozesse/precision-farming-wie-smarte-prozesse-die-landwirtschaft-veraendern/

Dem Internet der Dinge wird ein sagenhaftes Wachstum vorhergesagt. Wenn aber viele Dinge vernetzt und ins IoT gebracht werden sollen, müssen massiv Niedrigenergie-Techniken zum Einsatz kommen – aus Gründen der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit. Die Mobilfunkstandards Narrowband-IoT (NB-IoT) und LTE-M sind genau darauf ausgelegt. Sie bringen zwar gewisse Einschränkungen mit sich, können aber wichtige Stärken ausspielen – um so zum Booster für das Internet der Dinge zu werden.

Büroräume sind teuer, Besprechungsräume häufig ausgebucht, und die Coronapandemie hat die Nutzung von Gewerbeimmobilien sowieso auf den Kopf gestellt. Die meisten Unternehmen wissen eigentlich nicht, wie Ihre Räume nach der Pandemie genutzt werden – oder entscheiden nach Bauchgefühl, wie viele Schreibtischarbeitsplätze, Rückzugsräume, Telefonkabinen oder Konferenzräume sie benötigen. Das finnische Unternehmen Haltian schafft mit einer intelligenten IoT-Vernetzung und cleverer Software nicht nur Transparenz über die Nutzung von Räumen, sondern vereinfacht auch die Umsetzung neuer Arbeitsplatzkonzepte und steigert die Effizienz von Facility-Services.

eyman Blumstengel, bei Haltian zuständig für die DACH-Region, spricht darüber, wie Unternehmen mehr über ihre eigenen Räume erfahren, die Zufriedenheit ihrer Mitarbeiter am Arbeitsplatz erhöhen und Services im Gebäude einfacher beauftragt und effizienter erledigt werden. Und so ganz nebenbei werden die Räume auch hygienemäßig pandemiegerecht auf Vordermann gebracht werden.

Redaktion: Herr Blumstengel, Haltian nutzt nicht nur das 5G Tech Lab von Wayra, dem Open Innovation Hub von Telefónica, sondern stellt seine Lösung auch Wayra direkt zur Verfügung. Worum geht es dabei?

Blumstengel: Haltian hat mit Empathic Building eine Lösung entwickelt, die es einfacher für Mitarbeiter macht, mehr Zufriedenheit ins Büro zu bringen.

Redaktion: Wie kann ich mir das vorstellen?

Blumstengel: Wir erstellen einen digitalen Zwilling von Unternehmensräumen, also von Büros, Besprechungsräumen, Kaffeeküchen, Toiletten, offenen Flächen, Rückzugsräumen – einfach von allem, was dazu gehört inklusive Einrichtung wie Schreibtische, Konferenzsysteme, Beamer und so weiter. All das stellen wir als interaktives Bild über eine Web-Applikation zur Verfügung. Mitarbeiter können über ihr Smartphone bequem ihren Arbeitsplatz, einen Schreibtisch buchen, also reservieren, wenn sie zum Arbeiten ins Unternehmen kommen wollen.

Vor Ort installieren wir 55-Zoll-Touch-Screens an Eingängen der Etagen, auf denen sich die Mitarbeiter orientieren können. Der besondere Clou: Wir statten die Räume mit Sensoren aus, die Nutzung, Raumklima und andere Größen erfassen und stellen diese Informationen quasi in Echtzeit in diesem digitalen Zwilling zur Verfügung.

Redaktion: Aber wer braucht denn Echtzeitinformationen über die Raumnutzung?

Blumstengel: Wenn wir ehrlich sind: jeder, der dort arbeitet. Denn wer kennt das nicht, dass beispielsweise Besprechungsräume belegt sind, obwohl sie laut Buchungssystem frei sein müssten – oder umgekehrt, alle Räume werden als belegt angezeigt, dabei sind einige Besprechungen ausgefallen? Oder ein Mitarbeiter überlegt, kurzfristig ins Büro zu kommen, und will vorher wissen, ob er dort auch einen Platz zum Arbeiten findet. Gerade in der Pandemie mit ihren besonderen Hygieneregeln ist das eine tägliche Herausforderung, die Mitarbeiter im Zweifelsfall so verunsichert, dass sie gleich zu Hause bleiben und gar nicht ins Office kommen.

Wie können die Vorteile und Stärken des 5G-Mobilfunkstandards optimal in der Logistik genutzt werden? Welche Anwendungen sind sinnvoll? Wie sollten Geräte und Netzwerk aufeinander abgestimmt werden? Antworten auf solche Fragen will der Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München erarbeiten – und nutzt dafür ein 5G-Campusnetz von o2 Telefónica.

Wir wollen mit dem Netz forschen, nicht am Netz“, sagt Leonhard Feiner vom Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) an der Technischen Universität München (TUM). Er hat gerade mit Frank Schmidt-Küntzel, Business Owner Campus Netzwerke bei o2 Telefónica, ein 5G-Campusnetz im Forschungs- und Entwicklungslabor des Lehrstuhls in Betrieb genommen.

Das installierte Campusnetz besteht aus der vollständigen Radiotechnik für 5G inklusive drei Antennen, die die nötige Netzabdeckung in der Halle sorgen. Die Wissenschaftler:innen wollen darin insbesondere die Vorteile von 5G für fahrerlose Transportfahrzeuge (Automated Guided Vehicles, AGV) erforschen. 5G kann in diesem Bereich nicht nur mit hoher Bandbreite und niedriger Latenz für schnelle Reaktion und Steuerung punkten, sondern ermöglicht auch sehr viele vernetzte Geräte pro Funkzelle. So lassen sich selbst in großen Lagern und Produktionshallen unzählige Fahrzeuge gleichzeitig automatisiert fahren.

Intelligente Messysteme und smarte Stromnetze sollen in Zukunft dafür sorgen, dass sich unser Strom zuverlässig aus erneuerbaren Energien speist. Daraus entwickeln sich auch neue Geschäftsmodelle.

Natürliche Lebensgrundlagen schützen, neue Arbeitsplätze schaffen und zusätzliche Einnahmen durch den Export umweltschonender Technologien schaffen: Das verspricht die Energiewende – ein grundlegender Umbau unserer Energieversorgung von fossilen Brennstoffen und Atomkraft zu erneuerbaren Energien und mehr Energieeffizienz. Teilziel der deutschen Bundesregierung ist ein Anteil von 65 Prozent der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch bis 2030. Laut Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) lag der Anteil im Jahr 2019 bereits bei gut 42 Prozent. Am ersten Juniwochenende 2020 erzeugten erneuerbare Energien laut Bundesnetzagentur insgesamt 17 Stunden lang so viel Strom, dass sie theoretisch sogar den gesamten Strombedarf in Deutschland hätten abdecken können.

Damit der Strom in Deutschland in Zukunft nur noch aus erneuerbaren Energien stammt, müssen Erzeugung, Verbrauch und Speicherung von Energie gezielt gemanagt werden. Denn Wind weht nicht konstant und auch die Sonne scheint nicht in der Nacht. Laut einer aktuellen Gartner-Studie werden die Digitalisierung und speziell das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ein zentraler Baustein sein, um die Energieversorgungssysteme zu verändern und die erneuerbaren Energien immer weiter auszubauen.

INTELLIGENTES STROMNETZ UND DIGITALE STROMZÄHLER

Ein zentrales Element dieser Entwicklung sind digitale Energienetze. Diese Smart Grids sollen in Zukunft alle Akteure der Stromversorgung vernetzen – vom Erzeuger über Netzbetreiber bis hin zum Verbraucher und Strom speichernden Komponenten wie Akkus. Grundlage dafür sind Smart Meter, also digitale Stromzähler. Mit dem Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende aus dem Jahr 2016 sollen diese intelligenten Messsysteme nach und nach die analogen Stromzähler ersetzen. Diese Entwicklung hat Vorteile für Energieversorger und Verbraucher: Im Smart Meter installierte IoT-Sensoren übertragen Daten zum Stromverbrauch in Echtzeit. So müssen die Zählerstände nicht mehr vor Ort abgelesen werden. Auch die Verbraucher können ihre PCs, Tablets oder Smartphones mit den IoT-Sensoren vernetzen, erhalten so einen Überblick über ihren Verbrauch und können Stromfresser umgehend identifizieren. So sind das intelligente Stromnetz und die digitalen Stromzähler auch Basis für neue Geschäftsmodelle.

ENERGIEWENDE ERMÖGLICHT NEUE GESCHÄFTSMODELLE

Energieversorger entwickeln aktuell Strategien, wie sie die Nachfrage ihrer Kunden dezentral, softwaregestützt und kostengünstig steuern und anbieten können. Beispielsweise durch flexible Stromtarife. Erneuerbare Energien fließen nicht gleichmäßig und berechenbar in das Stromnetz. Wenn lange die Sonne scheint oder der Wind stark weht, ist der Strom günstiger, weil viel zur Verfügung steht. Privathaushalte profitieren von den niedrigen Preisen, indem sie Haushaltsgeräte so programmieren, dass Spül- und Waschmaschine oder auch E-Autos automatisch starten oder laden, wenn der Strom besonders günstig ist. Unternehmen können hier ebenfalls effektiv sparen. Beispielsweise müssen Wasserversorger ihre elektrischen Pumpen und Speicher nicht permanent betreiben, sondern nur, wenn der Marktpreis für Strom niedrig ist. Auch Drittanbieter könnten Strom etwa für Elektroautos kaufen und speichern, wenn er besonders günstig ist und den Strom anschließend wetterunabhängig und zu einem höheren Preis an E-Auto-Besitzer weiterverkaufen.

Kraftwerke werden sich im Zuge der Energiewende verändern und aus vielen kleinen Einheiten bestehen, die Strom erzeugen. Fotovoltaikanlagen, Blockheizkraftwerke, Windräder und Wasserkraftwerke funktionieren zum Beispiel als Schwarm und speisen dezentral und vernetzt Strom in das Netz. Intelligente Technologien wie IoT werden den Energiefluss zuverlässig steuern, überschüssige Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben, sodass die Stromversorgung mit erneuerbaren Energien planbar und verlässlich ist.

NETZAUSBAU ALS VORAUSSETZUNG FÜR SMART GRIDS

Das wird allerdings noch mindestens ein Jahrzehnt dauern. Flächendeckende Smart Grids existieren heute nur in der Theorie. Vorher muss laut Bundesnetzagentur der Netzausbau mit Hoch- und Höchstspannungsleitungen weiter vorangetrieben und etwa Offshore-Windparks besser ans Netz angebunden werden. Zudem müssen zusätzliche Stromtrassen dafür sorgen, dass Windenergie problemlos von Norden nach Süden transportiert wird. Ziel der Bundesregierung ist, dass bis 2032 alle Stromzähler entweder durch Smart Meter ersetzt oder zumindest modernisiert werden. Die Einführung von Smart Grids wird also nicht von einem Tag auf den anderen passieren, doch die Energiewende ist beschlossen – und mit ihr auch das Potenzial für innovative Technologien und Geschäftsmodelle rund um die nachhaltige Stromerzeugung.

Quelle:

https://iot.telekom.com/de/blog/smart-grids-als-geschaeftsmodell-der-zukunft

Ohne die Förderketten von RUD geht in vielen Kraftwerken nichts: In Kohlekraftwerken sorgen sie etwa für reibungslose Abläufe, indem sie eine kontinuierliche Entaschung gewährleisten. Doch solche Vorgänge belasten das Material. Um den Zustand der Ketten beim Kunden immer im Blick zu haben und Ausfälle zu vermeiden, nutzt der Hersteller das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) – und kann über die Cloud of Things der Telekom alle Anlagen aus der Ferne analysieren.

Es sind gewaltige Kräfte am Werk, wenn aus Kohle Energie entsteht. Tonnen von Sedimentgestein fließen über Förderbänder von Lagerhalden in Kohlespeicher und verbrennen bei Temperaturen um 1300 Grad, nachdem schwere Maschinen sie vorher zu Staub zermahlen haben. Wasserdampf ensteht und treibt Turbinen und Generatoren an. Während der erzeugte Strom ins Netz eingespeist wird, erfolgt die Entsorgung der heißen Kohleasche unterhalb der Kessel. Sind die Förderbänder defekt und transportieren den Verbrennungsmüll nicht mehr ab, steht im schlimmsten Fall das gesamte Kraftwerk still. Funktionstüchtige Fördersysteme sind daher für einen reibungslosen Materialfluss essenziell.

KEINE STATUSANALYSE AUS DER FERNE

Die 1875 gegründete RUD Ketten Rieger & Dietz GmbH & Co. KG hat sich auf solche industriellen Förderanlagen spezialisiert und stellt robuste Systemkomponenten wie Hochleistungsketten, Rollen oder Räder her. Da diese meist unter extremen Bedingungen zum Einsatz kommen, sind regelmäßige Statuskontrollen und Wartungen unabdingbar.

Bisher fand dies über Sensoren und ein Ampelsystem direkt an der Produktionsanlage statt. Die Kunden von RUD haben Ketten zudem nur nach Erfahrungswerten gewechselt. Eine Fernwartung oder ständige Statusanalyse der Ketten waren nicht möglich.

WIE HILFT DIE CLOUD BEI DER FERNANALYSE?

Deswegen hat der Mittelständler aus dem baden-württembergischen Aalen nach einer digitalen Lösung gesucht, um die Förderketten seiner Kunden auch aus der Ferne untersuchen und ständig über die aktuellen Daten verfügen zu können. RUD entschied sich für die Industrial-Internet-of-Things-(IIoT)-Lösung auf Basis der Cloud of Things der Telekom. In den vorhandenen Anlagen waren bereits Sensoren integriert. Die Telekom hat zudem in kurzer Zeit eine IoT-Box – eine sogenannte SmartBox – installiert, die sich mit der Cloud of Things verbinden lässt. Die an den Anlagen entstehenden Daten werden über das Mobilfunknetz in die Cloud gesendet.

Mittlerweile funken mehr als ein Dutzend Anlagen von RUD ins Internet of Things. Die an den Anlagen verbauten Sensoren senden Daten zu Hitze oder Spannwegen über SIM-Karten per GSM verschlüsselt in die Cloud of Things. Dort erfolgt die Visualisierung der Daten, den Kunden von RUD stehen sie dann über ein abgesichertes Dashboard zur Verfügung. Ohne direkt an der Entaschungsanlage stehen zu müssen, können etwa Kraftwerksbetreiber dank der digitalen Anlagendaten aktuelle Statusberichte vom Schreibtisch im Kontrollraum aus einsehen oder Belastung und Verschleiß der Ketten live mitverfolgen. Und auch für RUD selbst hat die Lösung Vorteile: Das Unternehmen kann nun die Produktion der Ketten besser planen, weil es genau weiß, welcher Kunde künftig Nachschub benötigt. Somit kann RUD auch einen besseren Service bieten und auf Nachfrage immer direkt lieferfähig sein.

WARTUNGEN EFFIZIENTER PLANEN MIT DEM INTERNET OF THINGS

Auf Basis individueller Alarmeinstellungen erhalten Kunden von RUD in Echtzeit per Mail eine Benachrichtigung, wenn ein Wert nicht mehr der Norm entspricht. Damit können Kraftwerksbetreiber sich rechtzeitig auf einen Kettenaustausch vorbereiten und Ausfallzeiten im Kraftwerk verhindern – mögliche Ausfälle lassen sich durch die IoT-Lösung bereits im Vorhinein erkennen. Zudem können RUD und die Kunden durch die vorausschauende Wartung Einsätze an den Anlagen effizienter planen. RUD kann etwa proaktiv auf Wartungen hinweisen. Routinemäßige Wartungen, die gemessen am tatsächlichen Zustand der Maschine noch gar nicht nötig gewesen wären, entfallen dadurch.

Die Cloud of Things lässt sich zudem flexibel skalieren, sodass Nutzer schnell in der Lage sind, neue Anlagen hinzuzufügen. So konnte RUD bereits Anlagen in Brasilien an die Cloud of Things anbinden. Weitere Förderbänder in Indien und Australien sind derzeit in Planung.

Quelle:

https://iot.telekom.com/de/blog/telekom-und-rud-bringen-foerderanlagen-in-die-cloud

Die SELECT AG zählt zu den führenden Akteuren im deutschen Independent Aftermarket. Mit einer IoT-Lösung versorgt die Einkaufskooperation freie Werkstätten mit Fahrzeugdaten und macht diese wettbewerbsfähiger.

Den Ölfilter austauschen, Reifen wechseln, abgefahrene Bremsbeläge erneuern oder die jährliche Inspektion durchführen: Die Aufgaben einer Autowerkstatt sind vielfältig. Informationen über Servicebedarf und Störungen funken Autos jedoch nur an die Automobilhersteller und Vertragswerkstätten. Ein klarer Nachteil für freie Werkstätten, den die Cloud-IoT-Lösung des Teilegroßhändlers SELECT AG nun beenden könnte.

VORAUSSCHAUENDE WARTUNG DURCH SIM-KARTEN

Denn seit Einführung des automatischen Notrufsystems in allen Autos im Jahr 2018 erhalten Autohersteller und die ihnen angeschlossenen Kfz-Werkstätten über im Auto verpflichtend verbaute SIM-Karten vollautomatisiert sämtliche Fahrzeugzustandsdaten. Dadurch können Werkstätten ihre Kunden unmittelbar ansprechen und über anstehende Reparaturen informieren. „Bei rund 45 Millionen Fahrzeugen, die über Deutschlands Straßen rollen, ein enormes Ertragspotenzial.“ sagt Daniel Trost, Chief Digital Officer bei der SELECT AG. Die Informationen bleiben bisher jedoch bei den Automobilherstellern und sind für die mehr als 21.000 freien Werkstätten in Deutschland nicht zugänglich. Ein Wettbewerbsnachteil im deutschen Independent Aftermarket, findet die SELECT AG und suchte nach einer Lösung.

VERNETZTE FAHRZEUGE: EIN VORTEIL FÜR FREIE WERKSTATT UND FAHRER

Denn auch für freie Kfz-Werkstätten ist der Zugriff auf die Daten im Fahrzeug Voraussetzung um bestehenden und potenziellen Kunden digitale Services wie eine vorausschauende Wartung anbieten zu können. Beispielweise nach Ablauf der Garantie eines Neuwagens, wenn Fahrer zu einer Werkstatt ihrer Wahl wechseln möchten. Der Teilegroßhändler Select AG will diese Daten mit Einverständnis der Autofahrer nicht nur zusammentragen, aufbereiten, verwerten und den freien Werkstätten sowie seinen Kunden zur Verfügung stellen, sondern sieht darin eine große Chance, Fahrer stärker an die freien Werkstätten zu binden. Um bei Datentransfer und -Verarbeitung die größtmögliche Sicherheit zu bieten, nutzen die Kfz-Werkstätten einen Mobile IP-VPN. In einem geschützen Netzwerk werden die Daten verschlüsselt übertragen und nur berechtigte Nutzer können auf diese zugreifen. Das zahlt auch auf die Anforderungen der EU DSGVO ein. Denn genau das wünschen sich Autofahrer von Dienstleistern wie Werkstätten laut einer Bitkom-Studie: 77 Prozent der Deutschen legen beim Autokauf immer mehr Wert auf digitale Dienste auf Grundlage von Fahrzeugdaten.

CONNECTED CAR SENDET FAHRZEUGDATEN IN DIE CLOUD

Wie aber können freie Werkstätten auf die Fahrzeugdaten zugreifen, um den Service für ihre Kunden zu verbessern? Die SELECT AG entschied sich für eine IoT-Lösung aus der Cloud. Um die Fahrzeugdaten sammeln und analysieren zu können, bietet die SELECT AG den Werkstattkunden künftig an, Fahrzeuge mittels OBD2-Adapter (OBD = On-Board-Diagnose) und einer SIM-Karte sowie bei neueren Fahrzeugen über bereits angelegte Connected Car Verbindungen zu vernetzen. Die Schnittstelle ist für Benziner seit 2001 und für Diesel-Fahrzeuge seit 2004 verpflichtend. Die Daten des Fahrzeugs werden auf eine IoT-Plattform auf Basis der Microsoft Azure Cloud übertragen. Diese wird von der Telekom entwickelt, um sämtliche Informationen zu analysieren. Eine Künstliche Intelligenz wertet in der Cloud auf Basis vorliegender Daten aus, wann eine Kfz-Werkstatt welche Verschleißteile austauschen sollte, um den Ausfall des Fahrzeugs zu vermeiden. Über eine private Mobile IP-VPN-Verbindung greifen die freien Werkstätten auf die Fahrzeugdaten zu. Der VPN-Zugang gewährleistet dabei einen sicheren und DSGVO-konformen Datentransfer.

Dadurch wissen die freien Kfz-Werkstätten, wann bei welchem Kunden eine Instandhaltung, Inspektion oder welche Reparatur fällig wird. Dank der Cloud-Plattform und dem vernetzten Auto erhält der Fahrer schnell eine Benachrichtigung.

INTERNET OF THINGS ERHÖHT KUNDENBINDUNG

Bis Ende des Jahres wird die SELECT AG erste Fahrzeuge über OBD2-Adapter und SIM-Karte oder über Connected-Car-Lösungen vernetzen und die ausgelesenen Daten auf der neuen IoT-Plattform analysieren. Dank dieser Lösung können freie Werkstätten Kunden gezielter ansprechen, stärker an sich binden und einen besseren und schnelleren Service anbieten. Autos lassen sich nach dem Prinzip der Predictive Maintenance vorausschauend warten und benötigte Ersatzteile sind immer rechtzeitig vor Ort, um Ausfallzeiten zu reduzieren. Auch effizientere und kostengünstigere Logistikwege sind ein weiterer Vorteil der IoT-Lösung aus der Cloud. Aufgrund der Analysen der Künstlichen Intelligenz wissen Kfz-Betriebe künftig besser, wann sie welche Ersatzteile bestellen müssen. Durch die Cloud-Lösung sparen sowohl die freien Kfz-Werkstätten als auch die Logistiker Arbeit, Zeit und Geld.

ANWENDUNG AUS DER CLOUD ALS ZWEITE SCHNITTSTELLE ZUM AUTOFAHRER

Neben der IoT-Plattform soll es in der Azure Cloud im nächsten Schritt auch eine App geben. Die mobile Anwendung speichert beispielsweise die Fahrzeughistorie. Damit können Techniker besser und effizienter mit Fahrern kommunizieren. Bilder zum Fahrzeugzustand lassen sich schnell und einfach über das Smartphone versenden und Termine individuell vereinbaren.

Quelle:

https://iot.telekom.com/de/blog/autodaten-per-iot-fuer-freie-werkstaette

Während herkömmliche Mietmodelle häufig unflexibel sind und nicht den wirklichen Bedarf der Kunden abbilden, rechnen Pay-per-use-Modelle grundsätzlich nur das ab, was wirklich verbraucht wurde. Das Internet der Dinge (IoT) könnte diesen Geschäftsbereich demnächst revolutionieren.

Pay-per-use-Geschäftsmodelle sind für sich genommen nicht wirklich neu, kommen sie doch seit Jahren in Bereichen wie Mietwagen- oder Maschinenverleih zum Einsatz. Doch auch Alltagsvorgänge wie das Fahren mit öffentlichen Verkehrsmitteln oder die Nutzung von Verleih-Kaffeemaschinen in Büros beruhen auf dem Pay-per-use-Prinzip. Dank IoT-Anbindung können Verbrauchs- und andere Daten beinahe in Echtzeit erfasst werden und so völlig neue Abrechnungsmöglichkeiten eröffnen.

Pay per use: Definition und Anwendungsbereiche

Wann immer Sie einen Gegenstand oder eine Dienstleistung zeitlich begrenzt und gegen ein entsprechendes Entgelt anbieten, liegt normalerweise ein sogenanntes Pay-per-use-Abrechnungsmodell vor. Beispiele für aktuelle Anwendungsbereiche sind:

• Mietwagenverleih: Fahrzeuge werden pro Tag, pro Stunde oder pro Woche verliehen. Hinzu kommt ein möglicher Aufschlag pro gefahrenem (Zusatz-)Kilometer.
• Taxifahrten: Zusätzlich zu einer möglichen Grundgebühr zahlen Fahrgäste nur für die Fahrt, die sie in Anspruch nehmen.
• Maschinenverleih: Neben einer Tages-Mietgebühr können auch Betriebsstunden abgerechnet werden, da viele Maschinen über Betriebsstundenzähler verfügen.
• Bus und Bahn: Viele Fahrkarten gelten für eine bestimmte Anzahl an Haltestellen oder in einem bestimmten Bereich und sind in der Gültigkeit zeitlich oder auf eine Richtung begrenzt.
• Softwareverleih: Ein gutes Beispiel für Mietsoftware ist das die Office-Software Microsoft 365. Dabei mieten Sie die Programme, anstatt sie zu kaufen, und zahlen eine Monatsgebühr für die Nutzung. Im Gegenzug hält der Hersteller die Softwarekomponenten stets auf dem neuesten Stand.
• Cloud-Services: Auch hier mieten Sie Rechnerkapazitäten, die Ihnen virtuell zur Verfügung gestellt werden, ohne dass Sie die Hardware kaufen müssen. Die Abrechnung erfolgt nach tatsächlich benutzter Speicher- und Rechenkapazität.
• Kaffeemaschinen, Getränke- und Snackautomaten: Auch Kaffeevollautomaten, Getränke- und Snackautomaten werden häufig im Pay-per-use-Modell angeboten. Die verbrauchten Mengen werden erfasst und entweder direkt mit den Endkunden mittels Bargeldeinwurf bzw. Kartenzahlung abgerechnet oder dem „Betreiber” des Automaten (meist die zugehörige Firma) in Rechnung gestellt. Im Gegenzug kümmert sich der Vermieter um die Wartung und die Versorgung der Geräte mit Verbrauchsmaterial.

Wie das Internet der Dinge die Pay-per-use-Branche revolutioniert

Zur Vereinfachung der Abrechnung solcher Mietangebote werden diese jedoch häufig nicht vollständig als Pay-per-use-Modell angeboten, sondern beinhalten „fixe” Komponenten wie Grundgebühren für die Bereitstellung, Mindestabnahmemengen und Staffelpauschalen. Gerade die Grundgebühren dienen häufig dazu, mögliche Standzeiten abzufangen und auch die bloße Bereitstellung eines Verleihobjekts sowie laufende Wartungskosten im Abrechnungsmodell zu berücksichtigen.

Hier setzt das Internet der Dinge an und bietet neben einer Erfassung der Verbrauchs- und Nutzungsdaten in Echtzeit vor allem eine Menge Einsparpotenzial, was den Wartungsaufwand angeht. Ein Wartungstechniker kann genau dann vorbeikommen, wenn das Gerät einen Leerstand, eine Fehlfunktion oder eine festgelegte Anzahl durchlaufener Zyklen meldet – und nicht nach Ablauf eines festen Zeitintervalls, wenn eine Wartung vielleicht noch gar nicht nötig ist.

Die Umrüstung bestehender Verleihmaschinen, Fahrzeuge und Geräte auf IoT-Technologie ist technisch gesehen kein großes Problem: Die Verbrauchsdaten werden für die spätere Abrechnung ja ohnehin erfasst und können nach der Umrüstung via Narrowband-IoT (das Schmalband-LTE-Netz) ins Internet übertragen werden. Der Clou dabei ist, dass eine derartige Datenübertragung auch in schlecht zugänglichen Bereichen, wie ländlichen Gegenden oder Kellern von Gebäuden, möglich ist. Hierdurch ergeben sich gleich mehrere Vorteile:

• Quasi-Echtzeitübertragung: Übertragen Sie die Verbrauchs- und Nutzungsdaten der verliehenen Gerätschaften in Quasi-Echtzeit ins Internet und sehen Sie sofort, wie stark ein bestimmtes Mietobjekt ausgelastet ist.
• Automatisierte Logistik: Lassen Sie sich rechtzeitig darüber informieren, dass Vorräte zur Neige gehen, und schicken Sie dem Kunden beispielsweise neuen Kaffee, Ersatzteile oder Wartungs-Kits zu.
• Angepasste Wartungsintervalle: Erkennen Sie frühzeitig Wartungsbedarf, indem Sie beim Überschreiten bestimmter Schwellenwerte während der Nutzung „automatisch” Wartungspersonal losschicken. Im Umkehrschluss vermeiden Sie so überflüssige und kostenintensive Wartungen bei wenig benutztem Verleihgerät.
• Predictive Maintenance: Wenn Sie zusätzlich bestimmte Bauteile Ihrer Maschinen, Fahrzeuge oder Geräte überwachen, können Sie rechtzeitig erkennen, wenn ein Ausfall droht. So kann das Bauteil bestellt und ausgetauscht werden, ohne dass es zu einem längeren Stillstand (und somit einem finanziellen Nachteil für den Verleiher) kommen muss.

Die Einsatzbereiche sind dabei nicht auf den nationalen Markt und die reine Vermietung beschränkt. Gemeinsam mit dem deutschen Start-up Mobisol hat Vodafone in Ostafrika bereits viele tausend Haushalte via Mietkaufmodell mit sauberem Solarstrom versorgt. Dort können Bewohner abgelegener Gebiete ganz einfach ein Solarpanel-Kit erwerben und es in monatlichen Raten abzahlen. Bleiben diese Zahlungen aus, wird das betreffende Kit einfach aus der Ferne abgeschaltet. Außerdem können die Anlagen so bequem einer Fernwartung unterzogen werden.

Vorteil mit IoT im Pay-per-use-Umfeld: Minimaler Wartungsaufwand und faire Abrechnung

Car-Sharing-Dienste wie Car2Go und DriveNow machen es vor: Hier handelt es sich um einen klassischen Anwendungsfall von IoT im Pay-per-use-Umfeld. Die beteiligten Fahrzeuge melden neben ihrem Standort auch möglichen Wartungsbedarf und andere Parameter an eine zentrale Stelle. Der Nutzer zahlt im Wesentlichen für die Zeit, die er das Fahrzeug benutzt, oder für die gefahrenen Kilometer. Der Anbieter profitiert von maximaler Transparenz über den Zustand seiner Fahrzeugflotte und die Kunden von einem fairen Abrechnungsmodell.

Die Integration von IoT-Komponenten und die Erfassung wichtiger Betriebsparameter verliehener Fahrzeuge, Maschinen und Geräte an einer zentralen Stelle bieten noch einen weiteren Vorteil: Bislang waren lineare Verschleißmodelle sehr verbreitet, bei denen gleichzeitig angeschaffte Verleihgüter nach Ablauf einer gewissen Zeit einfach ausgetauscht werden. Mithilfe von IoT-Technologie können Sie hingegen differenziert auswerten, welches Verleihgut welchen tatsächlichen Alterungszustand erreicht hat und ob es wirklich ausgetauscht werden muss.

Die Kostenersparnis, die aus längeren Lebenszyklen der Geräte und angepassten Wartungsintervallen resultiert, könnten Sie an den Kunden weitergeben. Damit entsteht ein weiterer, unmittelbarer Wettbewerbsvorteil. Der Einsatz von IoT-Technologie in Pay-per-use-Modellen ist also in den meisten Fällen betriebswirtschaftlich sinnvoll.

Quelle:

https://www.vodafone.de/business/featured/digitaler-ausblick/pay-per-use-4-0-iot-macht-abrechnungsmodelle-noch-effizienter/

Der Begriff „Cobot” ist ein Kunstwort aus „Collaboration” und „Robot”. Er bezeichnet einen Roboter, der direkt mit Menschen zusammen arbeitet („kollaboriert”), oder dies zumindest kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern ist ein Cobot dabei nicht durch übliche Schutzmechanismen wie Plexiglaswände oder separate Bereiche vom Menschen getrennt. Im Gegenteil: Er wird von diesen bedient und führt daraufhin bestimmte Tätigkeiten aus, die für menschliche Akteure beispielsweise auf Dauer zu schwer sind.

Parallel zu automatisierten Anlagen, vernetzten Fahrzeugen und dem 3D-Druck haben auch intelligente, interaktive Industrieroboter längst den Weg in die industrielle Arbeitswelt gefunden. Dabei erweist sich die Zusammenarbeit zwischen Mensch und „Cobots” bereits in vielen Bereichen als durchaus profitabel.

Sie schweißen, lackieren, löten und kleben: Hierzulande ist spätestens seit dem Karrierehoch des Augsburger Roboterarms Kuka klar, dass den elektronischen Fabrikarbeitern in der industriellen Zukunft eine Schlüsselrolle zukommt. Ob ausdauernde Präzisionsarbeiten, Mensch-Maschine-Interaktion im Alltag oder physisch harte Knochenjobs: mittlerweile greifen „collaborative robots“, kurz Cobots, Beschäftigten im Industrie- (und Dienstleistungs-)sektor tatkräftig unter die Arme. Dabei sind sie nicht, wie herkömmliche Industrieroboter, auf feste Aufgaben beschränkt. Im Gegenteil: Sie sind teils sogar in der Lage, von ihren Mentoren, also dem Menschen, Aufgaben „abzuschauen” und somit von ihnen zu lernen.

Cobots bringen wichtige Vorteile bei anstrengenden oder monotonen Tätigkeiten

Im Gegensatz zu automatisierten Maschinen sind Cobots auf die Zusammenarbeit mit dem Menschen „geschult“. Mittels ausgeklügelter Sensortechnik können die elektronischen Arbeitskräfte auf Mitarbeiter reagieren und mit ihnen interagieren. So bieten die Cobots vor allem mit Blick auf die demografische Entwicklung vielfältige Chancen in den industriellen Werkshallen. Ältere Beschäftigte können ihre Arbeit länger ausführen, wenn die Leichtbauroboter sie bei körperlich anstrengenden Tätigkeiten unterstützen. Zugleich erweitern die Cobots bereits ihr berufliches Einsatzfeld auf kundenorientierten Service im Einzelhandel oder auch in der Gastronomie. Der empathische Roboter „Pepper“ aus Japan ist nur ein Beispiel, wie Mensch-Maschine-Interaktion auch in gesellschaftlich relevanten Umfeldern auf sympathische Art und Weise gelingt.

Kollaborative Roboter in der Industrie: Die Automobilbranche als Vorreiter

Hingegen einiger Befürchtungen sind die Cobots keine Elite künstlicher Intelligenz, die den Job des Menschen autonom oder vollständig übernehmen könnte. Viel mehr sind sie programmierte Zuarbeiter, bei dessen Beschäftigung sich die Automobilbranche als Vorreiter erwies. Seit mehreren Jahren schon setzt BMW bei der Serienfertigung kollaborative Roboter ein, die den menschlichen Kollegen unter anderem beim Anbringen von Türdichtungen assistieren. VW und Daimler zogen kurz darauf nach. Dabei sind Cobots keineswegs auf das Schweißen von Nähten („Follow-the-line”-Anwendungen) oder das Anreichen schwerer Einzelteile („Pick-and-Place”) begrenzt:

• Cobots in der Logistik: Wo bislang noch händisch Waren aus Regalen gesucht werden, könnten demnächst intelligente Roboter diese Arbeit übernehmen. Der Mensch prüft dann lediglich, ob diese Arbeiten korrekt ausgeführt werden und bringt dem Roboter im Zweifel komplizierte Handgriffe bei. Selbst Supermarktketten greifen inzwischen auf die smarten Lagerhelfer zurück. Intelligente Lieferdrohnen, die dann den Versand übernehmen, sind zwar bislang noch Zukunftsmusik, werden aber bereits ausführlich getestet.
• Cobots in der Feinmechanik: Immer dort, wo absolute Präzision gefordert ist, kann ein Cobot helfen, diese im Zweifel besser als der Mensch und frei von (allzu großen) Schwankungsbandbreiten zu gewährleisten. Sei es beim Uhrenbau, oder aber auch im Bereich der Platinenbestückung, wo schon heute Fertigungsroboter zum Einsatz kommen. Der Unterschied zum Cobot liegt hier in der individuellen Anpassbarkeit, was wiederum hochwertige Einzelstücke ermöglicht.
• Cobots in der Chirurgie: Bereits heute arbeiten moderne Kliniken teilweise mit roboterunterstützten Operationssystemen. Schafft man es jedoch, den verwendeten Robotern beizubringen, wie bestimmte Standardvorgänge auszuführen sind und welche Parameter hierbei wichtig sind, könnten diese lernen, beispielsweise Muttermale oder ähnliche, klar abgrenzbare Bereiche selbständig und hochpräzise zu bearbeiten.

Die wichtigsten Hersteller von Cobots und Industrierobotern im Überblick

Interessieren Sie sich ebenfalls für den Einsatz von Cobots in Ihrem Unternehmen? Im Folgenden finden Sie einige der wichtigsten Hersteller für derartige Technologien, nach Jahresumsatz in 2019 absteigend sortiert:

• Mitsubishi Electric (Japan)
• ABB Robotics (Schweiz)
• Fanuc (Japan)
• Kawasaki Heavy Industries (Japan)
• Yaskawa (Japan)
• KUKA Robotics (Deutschland)
• Dürr AG (Deutschland)

Interaktive Robotik als Baustein der Industrie 4.0: Chancen für die Wirtschaft

Hinsichtlich der „Roboter-Dichte“ liegt Deutschland laut Statista weltweit übrigens auf dem vierten Platz hinter Singapur, Südkorea und Japan. Aktuell kommen hierzulande 346 Roboter auf 10.000 Mitarbeiter im Industriebereich – in Singapur sind es sogar 918. Damit sind allerdings nicht nur die hier beschriebenen „Cobots”, sondern sämtliche Industrieroboter gemeint.

Im Grunde genommen heben Cobots das Thema Digitalisierung und Automatisierung einfach nur auf die nächste logische Ebene. Denn die flexible Interaktion zwischen Mensch und Maschine ebnet auch mittelständischen Betrieben einen neuen Weg, ihre Fertigung auf technisches Spitzenniveau zu automatisieren. Sowohl die Präzision als auch die Produktivität steigen hierdurch – was wiederum für sinkende Kosten und eine verbesserte Wettbewerbsposition sorgt.

Bis 2025 sieht Statista den Absatz von Industrierobotern weltweit jährlich bei fast 13 Millarden US-Dollar. Für die Umsetzung einer derartigen „connected industrial workforce“ braucht es wiederum stabile IoT-Netze und Software-Spezialisten zur Steuerung, Koordination sowie Wartung der Cobots und entsprechend aufgerüsteter, herkömmlicher Industrieroboter.

Einen interessanten Ausblick auf künftige Cobot-Einsatzfelder liefert auch das Forschungsprojekt AQUIAS des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation. Hier werden nicht zuletzt auch ethische Fragen rund um die Grenzen von Roboter-Befugnissen diskutiert und entsprechende Vorschläge für betriebsinterne Regelungen diesbezüglich gemacht.

Quelle:

https://www.vodafone.de/business/featured/digitaler-ausblick/cobots/

Eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit, gestiegene Sicherheit und zusätzliche Funktionen – das bietet der neue WLAN-Standard WiFi 6. Er löst den seit 2013 geltenden Standard 802.11ac (WiFi 5) ab. WiFi 6 soll vor allem zuverlässige Echtzeitanwendungen ermöglichen und wird so neben 5G zum Datenturbo in der industriellen Produktion.

Doch nicht nur in der Industrie – auch für Privatanwender bringt der neue WLAN-Standard Vorteile. Welche das sind und worauf IT-Administratoren in Unternehmen achten sollten – wir beantworten Ihre wichtigsten Fragen.

Warum bekommt der neue WLAN-Standard eine andere Namensgebung?

Eigentlich sollte auch WiFi 6 der bisherigen Nomenklatur folgen und die Bezeichnung 802.11ax bekommen. So hat ihn auch das Entwicklungsgremium IEEE (Institue of Electrical and Electronics Engineers) verabschiedet. Doch die Wi-Fi Alliance (WFA, eine weltweit agierende Vereinigung von WLAN-Geräteherstellern) hat erkannt, dass die Nutzer mit diesen Bezeichnungen nicht viel anfangen können und den Überblick verlieren. Deshalb werden die Standards inzwischen einfach durchnummeriert. Aus IEEE 802.11 wird WiFi 1, aus 802.11ac wird WiFi 5 und aus dem neuen 802.11ax wird WiFi 6. Ein künftiges WiFi 7 wird vermutlich als IEEE 802.11be verabschiedet werden.

 Ist WiFi 6 speziell für Business-Anwendungen gedacht?

Nein. Von den WiFi-6-Vorteilen profitieren sowohl Privat- als auch Businessanwender. Allerdings werden sich die Vorteile in Sachen Effizienz, Flexibilität und Skalierbarkeit im professionellen Einsatz mit vielen Endgeräten bemerkbar machen.

Warum ist WiFi 6 schneller als das bisherige WLAN 802.11ac?

Der auffälligste Unterschied ist, dass WiFi 6 eine größere Kanalbreite im 5-GHz-Bereich nutzt als die bisherigen Standards. Zudem setzt WiFi 6 bei der Signalmodulation (also der Umwandlung der Daten in Funksignale) auf das modernere OFDMA-Verfahren (Orthogonal Frequency Division Mul­tiple Access). Das Verfahren wird auch im 4G- und LTE-Mobilfunk genutzt und sorgt für weniger Overhead sowie eine niedrigere Latenz. Die Auswirkungen spüren Nutzer vor allem dann, wenn mehrere Geräte im selben Netz unterwegs sind – beispielsweise an öffentlichen Einrichtungen wie Flughäfen oder (im Falle von IoT-Geräten) in industriellen Anwendungen. Der Datenverkehr läuft mit WiFi 6 stabiler.

Darüber hinaus nutzt WiFi 6 zur Signalcodierung QAM-1024. QAM steht hierbei für  „Quadraturamplitudenmodulation”, eine Kombination aus Amplituden- und Phasenmodulation in der Nachrichtentechnik. Der neueste WLAN-Standard kann 1024 Übertragungscodes unterscheiden und somit pro Signal 10 Bit transportieren – WiFi 5 kommt mit QAM-256 nur auf 8 Bit. WiFi 6 kann also im gleichen Zeitraum 25 Prozent mehr Daten übertragen. In Verbindung mit OFDMA bietet WiFi 6 in der Praxis einen um das Vierfache höheren Datendurchsatz.

Bietet WiFi 5 bisher eine Übertragungsgeschwindigkeit von maximal 1,3 Gbit/s, springt diese mit WiFi 6 auf bis zu 9,6 Gigabit pro Sekunde. Ein ganzer Film in UltraHD- oder 4K-Auflösung  ist somit über WiFi 6 in wenigen Minuten aus dem Netz geladen. Voraussetzung dafür ist allerdings ein ultraschneller Internetanschluss, wie beispielsweise Vodafone Red Business Internet & Phone 1000 Cable.

Ist WiFi 6 sicherer als die bisherigen Standards?

Ja, denn es unterstützt WPA3. Bei diesem Sicherheitsstandard „wird der gleichbleibende WLAN-Schlüssel dazu verwendet, einen temporären Schlüssel für eine aktuelle Verbindung auszutauschen“, erklärt Prof. Peter Richert von der Fachhochschule Münster. Dieses Verfahren erschwert das Knacken der Verschlüsselung.

WPA3 erhöht die Sicherheit besonders an öffentlichen Hotspots. Das gilt insbesondere bei Verwendung von Passwörtern, die nicht den allgemeinen Empfehlungen entsprechen. WPA steht für Wi-Fi Protected Access und bezeichnet eine Verschlüsselungsmethode für Drahtlosnetzwerke. Es hat schon vor längerer Zeit die veraltete WEP-Verschlüsselung abgelöst.

Was muss ich bei der Installation von WiFi-6-Access-Points beachten?

In einer privaten Anwendung können Sie Router und Access Points einfach gegen neue Modelle austauschen, da diese zumeist abwärtskompatibel sind und auch mit Geräten älterer Bauart kommunizieren werden. In Umgebungen mit vielen Endgeräte wie Hörsälen oder auf Messegeländen sollte der Abstand zwischen den einzelnen Access Points allerdings verringert werden. So kann WiFi 6 seine bessere Signalqualität zugunsten einer höheren Geschwindigkeit ausspielen.

Wann ist WiFi 6 verfügbar?

Die ersten WiFi-6-Router sind schon im Handel, beispielsweise als Fritz!Box 5550 und 5530 für Glasfaser sowie als Fritz!Box 6660 Cable. Auch Asus, Netgear und TP-Link haben einige Router mit WiFi 6 herausgebracht. Die meisten Smartphones können bereits mit WiFi 6 Daten senden und empfangen. Neuere Notebooks wie die Apple MacBooks mit dem eigenen M1-Chipsatz sind hierzu ebenfalls in der Lage. Einige ältere Notebooks wiederum können mit Austausch-Platinen aufgerüstet werden. Diese sollte aber ein Fachmann installieren – ob der Geschwindigkeitsvorteil den Aufwand rechtfertigt, ist vermutlich vom Anwendungsfall, sowie der Anzahl und dem Baujahr der Geräte abhängig.

Lohnt sich trotz eingeschränkter Endgeräte-Auswahl schon jetzt der Umstieg auf WiFi 6?

Wenn Sie aktuell über den Kauf eines oder mehrerer neuer Router nachdenken, sollten Sie gleich auf WiFi-6-Technologie setzen. Denn auch Ihr aktuelles Smartphone, Tablet oder Notebook profitieren von dem neuen Standard. Da WiFi 6 abwärtskompatibel ist, kommen auch ältere Endgeräte in den Genuss der gestiegenen Kapazitäten für viele gleichzeitige Verbindungen und der Verdoppelung der Datenrate.

Wie spielen 5G und WiFi 6 zusammen?

Überall dort, wo der Mobilfunkstandard 5G noch nicht flächendeckend vorhanden ist, kann WiFi 6 (vor allem, aber nicht nur bei der industriellen IoT-Vernetzung) eine Alternative oder Zwischenlösung sein. Das gilt in Gebäuden als auch im Außenbereich. Ansonsten hat 5G hier die Nase vorn. Seine Vorteile sind unter anderem die flexibel anpassbare Reichweite je nach Anwendungsfall, die hohe Gebäudedurchdringung bei niedriger Funkfrequenz sowie das problemlose Handover zwischen Funkzellen und das Beamforming. Mit letzterem Begriff ist die Möglichkeit gemeint, das 5G-Signal speziell auf ein bestimmtes Gerät auszurichten.

Speziell für Unternehmen und den industriellen Einsatz bietet Vodafone deshalb 5G-Campusnetze an, die auf das jeweilige Unternehmen und den konkreten Bedarf  zugeschnitten sind .

Quelle:

https://www.vodafone.de/business/featured/digitaler-ausblick/wifi-6-so-funktioniert-der-neue-wlan-turbo/

„Lieferung in 120 Minuten“: Um seinen USP auch in Stoßzeiten halten zu können, setzt flaschenpost jetzt auf IoT-Geräte und die Azure Cloud von der Telekom.

Maximal zwei Stunden für Sprudel, Säfte oder Bier: Länger sollen Kunden nicht durstig bleiben müssen, wenn sie beim Lieferdienst flaschenpost Getränke bestellt haben. Ein attraktives Versprechen, das wesentlich zum Erfolg des jungen Unternehmens beigetragen hat – aber auch eine der größten Herausforderungen für den Lieferdienst: Rund 60.000 via Internet bestellte Getränkekisten liefern die Fahrer der pink-weißen Bullis inzwischen täglich an die Kunden aus – Express-Service ohne Schlepperei, Pfandstau oder Aufpreis.

DIGITALE PROZESSE VON ANFANG AN

Um die hohe Nachfrage bewältigen zu können, setzte der Getränkelieferant von Anfang an auf digitale Lösungen und machte die Getränkeorder so einfach wie eine Pizzabestellung übers Internet. Sobald ein Kunde über die Website oder per App bestellt hat, beginnt der Wettlauf gegen die Uhr: Die Bestellung geht ans Lager eines der 135 bundesweiten Standorte. Dort wird sie mithilfe smarter Wearables kommissioniert, zum Transport verladen und innerhalb von zwei Stunden an die Haustür geliefert. Über ein IoT-fähiges Handheld-Gerät mit Sensor scannt der Lieferant das zurückgegebene Leergut, verrechnet es mit der Bestellung und lässt den Kunden digital in der Anwendung auf dem Display unterschreiben.

Gerade vor Feiertagen oder zu Beginn der Corona-Pandemie, als die Zahl der Bestellungen kurzfristig stark anstieg, lief dieser Logistik-Prozess nicht immer so rund wie gewünscht. Die Internet-Kunden mussten mitunter länger auf ihre Getränke warten oder konnten nur noch für die nächsten Tage vorbestellen. Also beschloss flaschenpost-CTO Aron Spohr, die vorhandene IT-Infrastruktur weiter aufzurüsten. Um die technologische Basis für weiteres Wachstum zu sichern, arbeitete das technologieaffine Unternehmen mit der Deutschen Telekom zusammen. Zunächst galt es, die gesamte IT-Infrastruktur in die Azure Cloud von Microsoft zu migrieren.

REIBUNGSLOSE MIGRATION IN DIE AZURE CLOUD

Mit der Cloud-Migration konnte der Internet-Getränkehändler die Digitalisierung seiner Prozesse weiter ausbauen: „Die zur Verfügung stehende Rechenleistung der IT sollte schneller wachsen können als das Unternehmen selbst“, sagt Spohr. Durch die Migration in die Public Cloud von Microsoft Azure gehören Engpässe im Rechenzentrum inzwischen der Vergangenheit an. flaschenpost hat mit der Azure-Plattform zudem die Möglichkeit, Serverkapazitäten kurzfristig hinzuzubuchen, um flexibel auf Auftragslagen reagieren zu können. Die Cloud-Migration verlief reibungslos und dank des erfahrenen Teams auch ohne Einfluss auf den laufenden Betrieb. Lediglich die Handheld-Geräte der Lieferfahrer musste das Unternehmen nach dem Umstieg auf Azure einmalig aktualisieren.

INTELLIGENT VERNETZT DURCH DAS INTERNET OF THINGS

Die Updates auf den IoT-Geräten der Lieferant*innen erfolgen jetzt automatisch und müssen nicht mehr manuell aufgespielt werden. Die Handhelds sind fertig vorkonfiguriert und mit IoT-fähigen SIM-Karten ausgestattet. Die smarten Geräte bilden alle Prozesse von der Bestellung und Kommissionierung bis zum Auftragsabschluss beim Kunden ab. Ein sicheres, stabiles Mobilfunknetz sorgt für die nötige Internet-Konnektivität, um die leeren Kisten am Lieferort per Sensor zuverlässig zu erfassen, mit der Lieferung zu verrechnen und die neuen Informationen an Lager und Zentrale zu senden. Und die künstliche Intelligenz in der Navigationssoftware findet immer die optimale Route zum nächsten Ziel.

Das Internet of Things spielt auch für die Intralogistik der 135 Getränkelager von flaschenpost eine tragende Rolle: Die dort benutzten IoT-Geräte wurden im Zuge des technischen Makeovers ebenfalls modernisiert. „Für die pünktliche Lieferung ist eine schnelle Kommissionierung essenziell“, sagt Niklas Plath, COO von flaschenpost. Daher kommen in den Lagern nun Scanner in Form von kabellosen IoT-Wearables zum Einsatz, die oben auf dem Handschuh der Komissionierer angebracht sind und die Barcodes der Kisten automatisch erfassen.

GLASFASER FÜR DEN GLASFLASCHEN-TREND

Dank Glasfaser-Verbindung in der Zentrale und in den Lagerhallen ist lückenhafte Konnektivität innerhalb der IT-Landschaft trotz des hohen Datenvolumens für das Unternehmen kein Thema mehr. Dass die Kommissionierer die Hände frei haben, beschleunigt die Logistik an den 135 lokalen Standorten und macht die Bestellungen noch schneller bereit für den Transport.

Intern tauschen sich die 350 Mitarbeiter über die Anwendung Microsoft Teams aus. Chats, Videomeetings und gemeinsam genutzte Dateien stillen den Durst der flaschenpost-Crew nach geradliniger Kommunikation in einem niedrigschwelligen Netzwerk und fügen sich harmonisch in das Bild des modernen Unternehmens ein, das den Trend zu mehr Nachhaltigkeit durch Glasflaschen mitprägt.

Auch für die Kunden machen sich die Vorteile der Cloud-Strategie direkt bemerkbar, und das nicht nur vor dem verlängerten Wochenende: Inzwischen klingeln die Getränkelieferanten oft sogar in weniger als zwei Stunden an der Tür.

Quelle:

https://iot.telekom.com/de/blog/besserer-kundenservice-mit-iot-und-cloud