IoT-Plattform: Das Gehirn der IoT Architektur

Nina Grzybowski

Inhalt

Was haben Smart Grid, Smart Parking, Predictive Maintenance und die intelligente Lagerhalle gemeinsam? Richtig, sie alle sind Beispiele für IoT-Anwendungen. 

Und was noch? Für jedes einzelne von ihnen brauchen Sie eine verlässlich funktionierende IoT-Plattform.   

Aber was genau ist eine IoT-Plattform eigentlich und warum ist sie so wichtig für ein zuverlässiges IoT-System? 

In diesem Artikel erklären wir Ihnen die Funktionen einer IoT-Plattform anhand zwei konkreter Beispiele und geben Ihnen zusätzlich wertvolle Tipps, wie Sie die richtige Auswahl für Ihr IoT-Projekt treffen. 

Was ist eine IoT-Plattform?

Die IoT-Plattform ist ein zentraler Baustein der IoT Architektur. Während die Sensoren wie unsere Sinnesorgane – z.B. unsere Augen, Ohren, Nase oder Haut – Dinge aus ihrer Umwelt aufnehmen, leiten die Übertragungstechnologien wie unsere Nervenbahnen diese Informationen weiter. Schließlich kommen alle Informationen bei der IoT-Plattform, dem Gehirn der IoT Architektur, an. 

Welche Aufgaben übernimmt die IoT-Plattform? 

Eine IoT-Plattform übernimmt je nach Anwendungsfall viele unterschiedliche Aufgaben. Sie sammelt aus vielen verschiedenen Quellen Messdaten, sie speichert diese, bringt die Daten für Analysen und Interpretationen in Zusammenhang, ermöglicht die Visualisierung auf Dashboards, leitet Nachrichten per SMS oder E-Mail weiter, initiiert Automatisierungsprozesse und verwaltet die eingesetzten Geräte.  

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Doch was steckt eigentlich hinter diesen Aufgaben? Schauen wir uns 2 konkrete Anwendungsbeispiele an, um die Relevanz von IoT-Plattformen in einem IoT-Projekt zu verdeutlichen. 

Beispiel 1: Vorausschauende Wartung

Mit einem Infrastrukturdienstleister haben wir eine Lösung für vorausschauende Wartung entwickelt. Denn der Stillstand einer einzigen Maschine in der industriellen Fertigung kann zu enormen Konsequenzen für die Produktion, das Unternehmen, die Sicherheit der Mitarbeiter*innen und die Umwelt bedeuten. Eine fachgerechte Wartung, bevor es zu Ausfällen kommt, ist unserem Kunden sehr wichtig, um diesen Konsequenzen vorzubeugen. 

Unsere Lösung beinhaltet die Installation von Schwingungssensoren, die über die Vibration den Zustand der zu überwachenden Maschine angeben. Bereits hier kommt die IoT-Plattform zum Einsatz. Denn sie ist der Ort, an dem die Messdaten aller eingesetzten Schwingungssensoren zusammenkommen. Außerdem speichert sie die Daten, die für die Analyse benötigt werden. Entsprechend der Businesslogik wurde vorher festgelegt, welche Daten die IoT-Plattform wie oft und wie lange speichern soll. 

Analyse ist das nächste wichtige Stichwort, um Daten nutzbar zu machen. Die IoT-Plattform bringt die Daten, die sie von unterschiedlichen Sensoren erhält, in einen Zusammenhang. Daraus leitet sie dann entsprechende Maßnahmen ab. Durch künstliche Intelligenz lernen die Sensoren, wie die Maschine sich “anfühlt”, wenn sie einwandfrei läuft. In diesem Anwendungsfall gibt es allerdings nicht einen einfachen Automatisierungsmechanismus, der Alarm schlägt, sobald ein kritischer Wert gemessen wurde. Stattdessen leitet die IoT-Plattform aus den Werten bestimmte Muster ab und kann Vorhersagen bezüglich der Maschinenzustände abgeben. Die Plattform versendet Nachrichten mit Trends und Prognosen über Unregelmäßigkeiten bei den zu überwachenden Maschinen, sodass die zuständigen Mitarbeiter*innen bereits frühzeitig erfahren, wenn diese gewartet werden müssen.   

Eine weitere Funktion der IoT-Plattform in diesem Anwendungsbeispiel ist die Visualisierung der Daten in einem Dashboard. Die Informationen und potenzielle Anomalien, die die Sensoren übermitteln, werden sowohl geografisch als auch hierarchisch auf einer Karte abgebildet. Die Mitarbeiter*innen können so die Zustände der einzelnen Maschinen auf einen Blick überprüfen. 

Beispiel 2: Intelligente Lagerhalle

Mit einem Kunden aus der Logistikbranche entwickelten wir ein IoT-System, das zur Überwachung der Arbeitsumgebung der Mitarbeiter*innen und kritischer Geräte dienen sollte. Ziel war, die Lagerhalle in ein intelligentes, mitarbeiterfreundliches und mitdenkendes Gebäude zu verwandeln.  

Dafür installierten wir 20 Gateways und 240 Sensoren. Für die Übertragung der Daten wählten wir gemeinsam mit dem Kunden zwei verschiedene Verbindungstechnologien aus.  

Aufgabe der IoT-Plattform ist genau wie beim vorherigen Beispiel das Sammeln, Speichern und Analysieren der Daten. In der intelligenten Lagerhalle werden neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit auch Luftdruck und Helligkeit gemessen. Weitere Sensoren überwachen den Zustand kritischer Geräte, um die Sicherheit der Mitarbeiter*innen zu garantieren. Andere Sensoren messen, wie häufig und wie lange die Ladedocks belegt sind. Die IoT-Plattform bekommt also Informationen aus vielen verschiedenen Quellen. Sie entscheidet, welche Daten wie oft und wie lange gespeichert werden, denn nicht alle Messdaten müssen minütlich zur Verfügung stehen. 

Auch bei diesem Anwendungsfall ist die Analyse eine wichtige Funktion der IoT-Plattform. Damit die Lagerhalle nämlich wirklich intelligent sein kann, muss die IoT-Plattform die gespeicherten Daten in einen Zusammenhang bringen. So können anschließend Maßnahmen davon abgeleitet werden. Unterstützend wirkt ein Dashboard, auf dem die Ergebnisse der Analysen visualisiert werden. Zuständige Mitarbeiter*innen können sich hier die Zustände der Maschinen, Trends oder mögliche Anomalien anzeigen lassen.  

Mit diesen Funktionen ermöglicht die IoT-Plattform, dass das Logistikunternehmen alle wichtigen Daten an einem Ort zur Verfügung stehen hat. So kann es auf der einen Seite die Ladedocks und Lageflächen effizienter nutzen, auf der anderen Seite stellt es die Sicherheit und eine angenehme Arbeitsumgebung für seine Mitarbeiter*innen sicher.  

In unserer Usecasefactory können Sie noch mehr über den Anwendungsfall “intelligente Lagerhalle” lesen. 

Geräteverwaltung – eine weitere wichtige Funktion

40 Gateways und 240 Sensoren, wie bei der intelligenten Lagerhalle, sind schon eine große Anzahl an Geräten. Aber denken Sie noch größer. Was ist mit einem Smart Grid, in dem es 8.000 Knotenpunkte gibt, oder einer Großstadt, in der alle Parkplätze mit dem IoT überwacht werden sollen? Wie behalten Sie da denn noch den Überblick? 

Auch hier hilft die IoT-Plattform. Denn mit ihr können Sie wunderbar alle Geräte der IoT Architektur verwalten. Das ist wichtig, da Sie frühzeitig über Ausfälle Ihrer IoT Geräte informiert werden wollen, um Ausfallzeiten so gering wie möglich zu halten. Denn die IoT-Plattform sagt Ihnen nicht nur, dass ein Gerät ausfällt, sondern um welche Art von Gerät es sich handelt und an welchem Standort es sich befindet. Das ermöglicht Ihnen ein schnelles Handeln bei Problemen. 

Tipps und Tricks bei der Auswahl

Wie bei den anderen Bausteinen einer IoT Architektur, trifft man die Entscheidung für eine IoT-Plattform ausgehend vom Anwendungsfall. Die beiden Beispiele Predictive Maintenance und intelligente Lagerhalle zeigen, dass verschiedene Anwendungen auch unterschiedliche Funktionen erfordern. Entsprechend gibt es auf dem Markt unterschiedlich ausgestattete Plattformen. Je nach Anwendung benötigen Sie gar nicht alle Funktionen, die wir oben beschrieben haben. Dennoch sollten Sie an mögliche zukünftige Szenarien denken, da Ihr IoT-Projekt in den nächsten 3-5 Jahren meistens weiter wächst und mehr als eine Anwendung beinhaltet.  

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Es gibt drei Hauptbereiche, die Sie betrachten sollten, wenn Sie eine IoT-Plattform auswählen: 

  1. Funktionale Anforderungen – Was muss die Plattform funktional können? Was sind die wichtigsten Anforderungen? Welche Prozesse wollen Sie langfristig darüber abbilden? 

Überlegen Sie, welche Funktionen für den aktuellen und für mögliche zukünftige Anwendungsfälle relevant sind. Darunter fallen z.B. Möglichkeiten zur flexiblen Speicherung oder die Art des Dashboards. Reicht Ihnen ein einfaches Anzeige-Dashboard oder möchten Sie das Dashboard für eigene Analysen verwenden? Bedenken Sie ebenfalls, wie viele Geräte (aktuell und potenziell) über die Plattform verwaltet werden sollen, und aus wie vielen verschiedenen Quellen sie die Informationen sammeln und speichern muss.  

Betrachten Sie Ihren aktuellen und zukünftige Anwendungsfälle. Wie komplex sind die Prozesse? Automatisierungsprozesse z.B. über einfache Wenn-dann-Regeln decken die meisten IoT-Plattformen ab. Bei komplexeren Prozessen wie etwa bei dem Predictive Maintenance Beispiel muss die Plattform mehr leisten. 

  1. Flexibilität und Erweiterbarkeit – Wie gut lässt sich die IoT-Plattform mit anderen Komponenten der IoT Architektur koppeln? Gibt es offene Schnittstellen? 

Informieren Sie sich, wie kompatibel die IoT-Plattform mit anderen Bausteinen Ihrer IoT Architektur ist. Manche Plattformen sind beispielsweise auf bestimmte Übertragungstechnologien spezialisiert. Wenn Sie für Ihre smarte Lagerhalle etwa 5G und LoRaWAN einsetzen möchten, dann muss Ihre IoT-Plattform mit diesen Verbindungslösungen zurechtkommen. Ähnliches gilt für bestimmte Sensor- und Datentypen. Prüfen Sie vor der Auswahl, ob Sie die IoT-Plattform flexibel mit verschiedensten Geräten verbinden können. Achten Sie bei Ihrer Auswahl also auf offene Schnittstellen, damit Sie sich diese Flexibilität auch für die Integration weiterer Anwendungsfälle erhalten. 

  1. Kurz- und langfristige Kosten – Nach welchen Faktoren bezahlen Sie die IoT-Plattform? Welche Kosten entstehen bei Ihrer aktuellen Anwendung und wie verändern sich diese, wenn Ihr IoT-Projekt wächst? 

Es gibt verschiedene Preismodelle, z.B. nach Anzahl Geräten, monatlichen Grundgebühren, Anzahl Nachrichten, benötigtem Speicher oder alles davon zusammen. Nehmen Sie sich genügend Zeit, die unterschiedlichen Möglichkeiten durchzurechnen und miteinander zu vergleichen. Denken Sie daran, dass aus einer IoT-Anwendung schnell mehrere werden können und Sie dann bei manchen Preismodellen zusätzliche Kosten erwarten. Sie sollten also überlegen, wie Ihr IoT-System in den nächsten 3-5 Jahren aussehen könnte. Denken Sie über die Pilot-Phase hinaus. Schließlich wollen Sie eine IoT-Plattform, mit der Sie langfristig planen und arbeiten können. 

Fazit: Ohne Gehirn geht’s nicht 

Sie merken, so wie bei uns Menschen das Gehirn ist die IoT-Plattform für die IoT Architektur der treibende Motor. Egal, ob Sie nun Parkplätze oder Maschinen überwachen, eine Lagerhalle oder ein Stromnetz intelligent machen wollen, am Ende führt kein Weg an einer geeigneten IoT-Plattform vorbei. Also nehmen Sie sich genügend Zeit, die richtige für Ihre Anwendungsfälle auszuwählen. Nur so kann Ihr IoT-Projekt auch langfristig erfolgreich sein. 

Bei Fragen zögern Sie nicht uns zu kontaktieren. Wir unterstützen Sie gerne bei Ihrem IoT-Projekt! 

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