Internet of Things: Ein lernender Markt

Das Internet der Dinge (IoT) ist ein Querschnittsthema, welches unser gesamtes Leben beeinflusst. Der Versuch einer Annäherung …

von Dr. Ralf Magagnoli

Mit dem Internet der Dinge (IoT) wird sich das gesamte Wirtschaftsleben verändern. Für „frühzeitige Anwender“ in Unternehmen eröffnen sich neue Chancen, vor allem durch Ressourcenoptimierung, verbesserte Kundenansprache und neue Geschäftsmodelle. Doch das IoT erfordert auch neue Herangehensweisen, vor allem aber ein neues Denken auf allen Ebenen des Unternehmens.

Panta rhei – alles fließt (Heraklit)

Die Vorstellung, der Staat sei ein lebender Organismus, der sich aus vielen Zellen zusammensetzt, ist sehr alt und geht lange über Thomas Hobbes’ Leviathan mindestens auf die alten Römer zurück. Seltsamerweise war im Zuge eines mechanistischen Weltverständnisses lange Zeit eine Sicht vorherrschend, die bei Staaten (und dann infolge auch bei Unternehmen) das Statische betrachtete und diese vornehmlich als Organisationen verstand. Erst in jüngerer Zeit sind Tendenzen erkennbar, wieder zu einer älteren Sichtweise zurückzukehren und das Dynamische, Körperhafte zu betonen. Dies gilt vor allem für Unternehmen. Maßgeblichen Anteil daran haben neue Entwicklungen, die mit unterschiedlichen Schlagworten beschrieben werden – Industrie 4.0 (also die vierte industrielle Revolution seit Mitte des achtzehnten Jahrhunderts), Digitalisierung und allen voran das Internet of Things (IoT).

In den Dingen aufgehen

Worum geht es bei dem IoT, einem Begriff, der vermutlich erstmals Ende der 1990er-Jahre auftauchte und der ältere Begriffe wie das „Ubiquitous Computing“ ablöste? Es geht darum, alle möglichen Gegenstände mit mikroelektronischen Komponenten zu versehen und über das IoT miteinander zu vernetzen. Am Ende sollte der Rechner als eigenständige Größe verschwinden und in den „Dingen“ aufgehen.

Die Möglichkeiten des IoT reichen vom Drucker oder der Kaffeemaschine, die sich selbst auffüllt, über Geräte, die die menschliche Produktivität messen, bis hin zu „intelligenten“ Produkten, die eine Fernwartung von Maschinen ermöglichen. Immer stärker geht der Trend dahin, Geräte mit dem Internet zu verbinden. Smarte Produkte sammeln über entsprechende Sensoren Daten, analysieren sie und leiten sie via Internet weiter bzw. empfangen Daten von anderen smarten Produkten. Die „Intelligenz“ dieser Produkte führt dazu, dass sie eigenständig Aufgaben ausführen, mit anderen Produkten kommunizieren, sich selbstständig updaten bzw. an veränderte Kundenbedürfnisse anpassen, laufende Kosten senken und den „Return on Investment“ (ROI) erhöhen sowie Risiken und Gefahren voraussehen und Abhilfe schaffen.

2020 ein geschätzter Markt von sieben Billionen US-Dollar

Laut einer IHS-Studie von 2015 gab es zum damaligen Zeitpunkt bereits 15 Milliarden Geräte, die über das IoT verbunden waren, wobei die Experten damit rechneten, dass sich diese Zahl nach Schätzungen bis 2025 auf 75 Milliarden verfünffachen wird. Eine IDC-Untersuchung von 2014 rechnet im Jahr 2020 mit einem Markt von sieben Billionen US-Dollar, das entspricht in etwa dem Bruttoinlandsprodukt Deutschlands und Frankreichs zusammengenommen. Es handelt sich wohlgemerkt um konservative Schätzungen, die inzwischen nach oben hin korrigiert werden dürften. Die Vorteile des IoT für die Unternehmen, die Chancen zu nutzen verstehen, sind vielfältig: Produktivitätssteigerungen (nach Schätzungen von McKinsey zwischen 2,5 und fünf Prozent)⁽¹⁾, Kosteneinsparungen, geringere Ausfallzeiten und höhere Auslastung, Verbesserung des Images des Unternehmens (Thema Kundenzufriedenheit), höherer Innovationsgrad, steigende Umsätze.

Eine IDC-Studie in Zusammenarbeit mit der Computerwoche, CIO, ChannelPartner und TecChannel (IT im Mittelstand) zu IoT-Projekten in deutschen Unternehmen kommt zu dem Ergebnis, dass über 70 % der befragten Unternehmen sehr zufrieden bzw. zufrieden mit dem Projekt waren, hingegen nur knapp 8 % eher nicht oder nicht zufrieden. Kein einziges IoT-Projekt sei gescheitert. Bei den Nennungen, woran der Projekterfolg gemessen wurde, – hierbei waren Mehrfachnennungen möglich – lagen die Produktivitätssteigerung mit über 51 % an erster, die geringeren Ausfallzeiten mit mehr als 47 % an zweiter und Kostensenkungen mit 43 % an dritter Stelle, während nur knapp 24 % höhere Umsätze als Kriterium nannten.⁽²⁾

„Learning and Scaling Markets“

Was bedeutet dies nun für die Unternehmen, die noch kein einziges IoT-Projekt am Laufen haben? Experten unterscheiden grundsätzlich zwischen „Learning Markets“ und „Scaling Markets“. Typisch für die „Learning Markets“ sind die Innovatoren, Unternehmen, die in diesem Fall sehr frühzeitig die Möglichkeiten des IoT erkannt und auch in Form noch unreifer Produkte umgesetzt haben – eine Art Speerspitze und Trendsetter, die das Risiko nicht scheuen. Ihnen folgen die „frühen Anwender“, eine breitere Schicht von Unternehmen als die Innovatoren, die nach den Erfahrungen der Innovatoren die Chancen der neuen Technologie für sich nutzen wollen. Wir befinden uns momentan immer noch im „lernenden Markt“, in dem es immer noch „Trial and Error“ gibt. Folgen wird der „Scaling Market“, der dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Vorteile herumgesprochen haben, sodass eine wachsende Zahl von Unternehmen (eine Mehrheit, zuerst eine „Early Majority“, dann eine „Late Majority“) die Technologie nutzen.

Das Nachsehen dürften die „Laggards“, die Nachzügler, haben, die Wettbewerbsnachteile in allen Bereichen vom Image über den Umsatz bis zur Produktivität riskieren. Hierbei ist allerdings zu berücksichtigen, dass der Konkurrenzdruck infolge der Digitalisierung in den unterschiedlichen Branchen unterschiedlich stark ist – am stärksten ausgeprägt ist er, verständlicherweise, in der Informations- und Telekommunikationstechnik, gefolgt von wissensintensiven Dienstleistern mit einem hohen Digitalisierungsgrad, gefolgt von Finanz- und Versicherungsdienstleistern, dem Handel, der Energie- und Wasserversorgung, dem Maschinenbau, der Chemie- und Pharmabranche, Verkehr und Logistik und dem Fahrzeugbau mit einem mittleren Digitalisierungsgrad. Den geringsten Digitalisierungsgrad weisen das Gesundheitswesen sowie das sonstige verarbeitende Gewerbe auf.

Wachstumspotenziale bis 2022

Betrachtet man den Nutzen des IoT für die Unternehmen genauer, so rechnen Fachleute bis 2022 mit einem Potenzial bei Mitarbeiterproduktivität und Arbeitseffizienz von bis zu 2,5 Bio. US-Dollar, was ungefähr dem Bruttoinlandsprodukt Großbritanniens entspricht. Beispiel Datenbrillen, die es Fachkräften erlauben, Fehlerquellen sofort ausfindig zu machen, oder Tools, die dafür sorgen, dass die Mitarbeiter die Hände frei haben, um Arbeitsvorgänge ohne Unterbrechung zu erledigen. Entscheidend ist auch der Aspekt Kundenbindung. Es ist inzwischen fast ein Allgemeinplatz geworden, dass die Kunden anspruchsvoller geworden sind und nicht nur ein gutes Produkt und eine gute Dienstleistung erwarten, sondern auch ein Kauferlebnis.

 

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„Deutlich spürbar ist der Trend vieler Unternehmen vom Produktanbieter zum Serviceanbieter.
Dieser basiert auf der Annahme, dass viele Kunden bestimmte Dinge nicht besitzen,
sondern einfach einen Service nutzen wollen.“

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Ein Ansatz, der sich „Customer Centricity“ nennt, muss also berücksichtigen, dass der Kunde über eine Vielzahl von Kontaktpunkten („Touchpoints“) mit dem Unternehmen Kontakt aufnehmen und Produkte bzw. Dienstleistungen einkaufen möchte. Der Weg führt hier von einem Singlechannel- über einen Multichannel- und einen Crosschannel- hin zu einem Omnichannel-Ansatz, der über das IoT alle Channels miteinander und mit dem Kunden verbindet. Hinzu kommt, dass die mit Sensoren versehenen Produkte weitere Informationen über Kundenverhalten und –wünsche geben. Das geht im Supermarkt bis hin zu Produkten, die der Kunde nicht nur gekauft, sondern die er vielleicht in den Warenkorb gelegt und dann wieder zurückgestellt hat.

Das Potenzial von Kundenzufriedenheit und Kundenbindung wird bis 2022 auf bis zu 3,7 Billionen US-Dollar beziffert, also ungefähr den Wert aller in Deutschland produzierten Waren und Dienstleistungen. Einsichtig ist der Nutzen für Lieferkette und Logistik. Gerade in der Logistik werden Sensoren seit langem zum Tracking, also zur Nachverfolgung, eingesetzt. Hier stehen weitere Verbesserungen an, die eine präzisere Ressourcenallokation und damit eine hohe Echtzeit-Transparenz ermöglichen. Geschätztes Potenzial bis 2022 bis zu 2,7 Billionen US-Dollar. Das Potenzial für bessere Ressourcennutzung und Kostensenkung schlägt nach Berechnungen bis 2022 mit ebenfalls bis zu 2,5 Billionen US-Dollar zu Buche: Hier wären die erhöhte Energieeffizienz und die Vermeidung von Ausfallzeiten zu nennen. Das Potenzial für Innovationen durch Optimierung und Erweiterung bestehender Geschäftsmodelle beziffern die Experten bis 2022 auf bis zu drei Billionen US-Dollar. Es eröffnet sich ein Reigen noch ungeahnter Möglichkeiten infolge des IoT.

Neue Geschäftsmodelle: „Smart Products“ und „Smart Services“

Die wohl gewaltigsten Potenziale durch das IoT ergeben sich aber vermutlich durch neue Geschäftsmodelle. Experten nennen drei Möglichkeiten, die sich den Kreativen durch „Smart Products“, vor allem durch „Smart Services“, in Unternehmen eröffnen

• Bestehende Produkte mit IoT-Zusatzservices zu versehen,
• neue Produkte mit IoT-Funktionen zu entwickeln,
• produktlose „Smart Services“ zu schaffen.

Die erste Variante ist die wahrscheinlich anspruchsloseste, kann aber die Kundenbindung verstärken und den Umsatz erhöhen und sollte somit Ziel der IoT-Strategie in Unternehmen sein. Ein bestehendes Produkt wird um IoT-Funktionen erweitert. Beispiele sind der Drucker, der feststellt, wann sich der Toner leert, und eine eigene Bestellung aufgibt, der Geschirrspülautomat, der ebenfalls selbstständig neue Geschirrspültabs nachbestellt, oder der Kühlschrank, der ebenfalls eigenständig agiert, wenn bestimmte Vorräte zur Neige gehen. Allerdings ist darauf zu achten, dass sich bestimmte Produkte – etwa der selbstständige Kühlschrank – bisher, aus welchen Gründen auch immer, noch nicht am Markt haben durchsetzen können. Möglicherweise wollen viele Menschen das Kauferlebnis bei Nahrungsmitteln nicht missen.

Anspruchsvoller ist die zweite Variante, bei der neue Produkte mit IoT-Features entwickelt werden. Als Beispiel könnte das selbstständig fahrende Google-Auto angeführt werden. Für Unternehmen, in diesem Fall den Internetriesen Google, eröffnet sich die Möglichkeit, in fremde Märkte, hier den Automobilmarkt, einzudringen und Marktanteile zu erobern. Deutlich spürbar ist der Trend vieler Unternehmen, sich vom Produkthersteller zum Serviceanbieter zu wandeln. Dieser basiert auf der Annahme, dass viele Kunden bestimmte Dinge nicht besitzen, sondern einfach einen Service nutzen wollen. So können produktlose, digitale Dienstleistungen geschaffen oder die oben genannten Dienstleistungen erweitert werden – bspw. beim Transportdienstleister Uber mit seiner entsprechenden App. Uber selbst besitzt keinen eigenen Fuhrpark, was es dem Unternehmen erlaubt, kostengünstiger als die Taxiunternehmen, aber dennoch rentabel zu arbeiten. Ein weiteres Beispiel ist AirBnB, das Unternehmen, bei dem mutmaßlich weltweit die meisten Übernachtungen gebucht werden, das aber selbst kein einziges Hotelbett besitzt.

Findigen Unternehmern eröffnet das IoT zudem die Möglichkeit, innerhalb kurzer Zeit etablierte Unternehmen zu verdrängen und zu Marktführern aufzusteigen. Umgekehrt sind etablierte Unternehmen gefordert, Szenarien zu entwickeln, wie sie sich an der Spitze behaupten können. Wer dabei das IoT außer Acht lässt, für den gilt der alte Satz: Wer nicht mit der Zeit geht, geht mit der Zeit.

 

Geschäftspotenziale des Internet of Things
Mitarbeiterproduktivität und Arbeitseffizienz	2,5 Bio. Dollar
Kundenzufriedenheit und Kundenbindung	3,7 Bio. Dollar
Ressourcenallokation	2,7 Bio. Dollar
Potenzial für bessere Ressourcennutzung und Kostensenkung	2,5 Bio. Dollar
Optimierung und Erweiterung bestehender Geschäftsmodelle	3,0 Bio. Dollar

 

Entwicklung IoT-spezifischer Geschäfts­modelle: ein Vier-Phasen-Modell

Wie aber Ansätze entwickeln, um IoT-spezifische Geschäftsmodelle zu entwickeln? Bilgeri u. a. haben dafür ein Workshop-Modell entwickelt, auf das Unternehmen zurückgreifen können. Es besteht aus vier Phasen: der Ideation, der Präparation, der Evaluation und dem Skaling. Am Anfang steht die Ideenentwicklung(3). Das Team sollte in diesem Fall nach Möglichkeit interdisziplinär zusammengesetzt sein und hierarchiefrei diskutieren. Es sollte Vorfestlegungen vermeiden und „iterativ“ vorgehen, sprich, es sollte einen Schritt nach dem anderen tun. Sinnvoll ist es, auf bewährte Techniken wie das Design Thinking zurückzugreifen. Design-Thinking-Prozesse gliedern sich, generell gesprochen, in folgende Punkte: verstehen, beobachten, Sichtweise definieren, Ideen finden, Prototyp entwickeln, testen. Was bedeutet dies nun konkret für die Entwicklung eines IoT-spezifischen Geschäftsmodells?

Ausgehend von einer grundlegenden „Vision“ werden in der ersten Phase der Ideenfindung im Brainstorming mehrere Ideen entwickelt, die in einer Longlist zusammengefasst und bewertet werden. Diese wird auf eine Shortlist reduziert. In der zweiten Phase werden diese Ideen der Shortlist im Hinblick auf die Kundenperspektive sowie auf die Beziehungen zu den „Stakeholdern“, also zum Beispiel Lieferanten, Investoren, breite Öffentlichkeit, analysiert. Fragestellungen wären etwa, welche Fähigkeiten zur Umsetzung im Unternehmen benötigt werden, welche Vorteile sich für Geschäftspartner ergeben, welche notwendigen Fähigkeiten die Geschäftspartner mitbringen. Das Ganze wird zu einer Business-Case-Betrachtung verdichtet. In der dritten Phase erfolgt die Prüfung der erarbeiteten Geschäftsmodelle, zu der auch die Entwicklung von Best-Case- sowie Worst-Case-Szenarios gehört. Die vierte Phase besteht aus der Umsetzung der Geschäftsmodelle.

Smart Health: „Wearables“ – dem „Quantified Self“ auf der Spur

Die Szenarien sind vielfältig und reichen von der Smart Health bis zum Smarthome. Smart Health: Dieser Bereich wird von Fachleuten als derjenige mit dem größten Zukunftspotenzial angesehen. Dabei geht es darum, über das IoT Informationen über den Gesundheitszustand von Anwendern abzurufen und im Bedarfsfall zu handeln. Bereits jetzt kommen Fitnesstracker und sogenannte Wearables zum Einsatz, tragbare Computersysteme, die während einer bestimmten Anwendung, also zum Beispiel beim Laufen, Joggen oder beim Nordic Walking, zum Einsatz kommen. Die Anwender, in diesem Fall die Sportler, können die Daten abrufen, zum Beispiel gelaufene Schritte, Blutdruck, Herzfrequenz und andere Vitalwerte.

Das Tracking dient zum einen dem Vergleich mit sich selbst („Quantified Self“), kann aber auch genutzt werden, um einen Vergleich mit Freunden und Bekannten anzustellen, die denselben Aktivitäten nachgehen – oder im Krankheitsfall, um Ärzten Aufschluss über den Gesundheitszustand ihrer Patienten zu geben. Die ständig gemessenen Biosignale des Körpers müssen in einem solchen Fall von Fachleuten ausgewertet werden, was in Zukunft die Arbeit von Arztpraxen wahrscheinlich verändern wird: Die Blutdruckmessung oder das Belastungs-EKG in der Praxis gehören dann der Vergangenheit an. Zu den Wearables zählen etwa das Ralph Lauren Polotec-Shirt oder die Fitnessarmbänder Fuelband und FitBit. Bisher setzen vor allem Sportartikelhersteller auf entsprechende Anwendungen, meist, um den Kunden ein bestimmtes Nutzererlebnis zu vermitteln. Zu den Produkten gehört auch die Apple Watch, die eine Messung der Herzfrequenz ermöglicht. Die Lifestyle-Uhr ist jedoch teurer als die Fitnessarmbänder, die inzwischen eine höhere Marktabdeckung verzeichnen.

Starkes Umsatzwachstum der „Wearables“

Das Umsatzwachstum von Wearables war in den letzten Jahren beträchtlich und stieg einer IDC-Studie zufolge vom zweiten Quartal 2014 auf das zweite Quartal 2015 von 5,6 Millionen auf über 18 Millionen – ein Wachstum von über 220 Prozent. Die Möglichkeiten im Bereich Health Care aber lassen vermuten, dass andere Unternehmen nachziehen und der Umsatz mit entsprechenden Produkten ebenfalls exponentiell wachsen wird.

Ein Beispiel ist Luna, eine Matratzenauflage, die sich via Smartphone oder Tablet steuern lässt. Das System ist „intelligent“, kennt also die Schlafenszeiten des Nutzers und wärmt sich auf die gewünschte, individuelle Temperatur vor. Über Sensoren misst und analysiert das System Herzschlag, Körpertemperatur, Schlafphasen und eventuelles Schnarchen. Insbesondere Letzteres kann Aufschluss über eine sogenannte Schlafapnoe geben, mehrere Sekunden anhaltende Atemaussetzer, die vor allem langfristig gefährliche Folgen haben können.

Grundsätzlich werden die Smart-Health-Produkte aber auch Auswirkungen auf das Versicherungswesen haben (Smart Insurance), wenn diese mit ihren Kunden bestimmte Tarife vereinbaren, die den Nachweis eines täglichen Bewegungspensums erfordern. Hier wird möglicherweise eine Grenze erreicht, die über das inzwischen bekannte Selbstoptimierertum hinausgeht.

Smarthome: Heizkosteneinsparung und Gebäudemanagement

Unproblematischer dürfte das Smarthome sein, das „intelligente“ Haus, das sich vom Auto aus steuern lässt. Zu den Pionieren in diesem Bereich dürfte Bill Gates zählen, der sein Anwesen im Bundesstaat Washington bereits Ende der 1990er-Jahre mit einer unsichtbaren Technik ausstatten ließ, die nicht nur eine Identifizierung von Gästen erlaubte, sondern Musik und Beleuchtung auf die Vorlieben der jeweiligen Gäste abstimmte und sich diese merkte. Auch wenn der sich selbst auffüllende Kühlschrank bisher noch nicht zu den umsatzstarken Produkten gehört, wächst der Smarthome-Markt rasant und soll, so die Analysten von Deloitte, allein in Europa im Jahr 2017 ein Volumen von 4,1 Milliarden Euro erzielt haben.

Die Bandbreite möglicher Lösungen reicht von der Lichtsteuerung über das Regulieren der Raumtemperatur, die Nachtabsenkung von Heizungen, das Steuern von Fenstern und Rollläden, den Einsatz von Rauchmeldern bis hin zum An- und Ausschalten von Alarmanlagen. Diese lassen sich in der Regel über Apps auf dem iPad oder Smartphone auch aus der Ferne bedienen. Sogar Illusionen durch programmierbare Lampen wie das Aufgehen der Sonne morgens finden sich im Angebot der Smarthome-Lösungen.

Ähnlich wie bei der Smart Health dient manches eher dem menschlichen Spieltrieb, kann aber, gerade was den Punkt Energieeffizienz betrifft, durchaus sinnvoll sein. Beispiel die Anwendung Nest Labs, die eine Kosteneinsparung von zehn bis zwölf Prozent bei den Heizkosten und fünfzehn Prozent bei der Klimatisierung verspricht. Das System lernt in den ersten Tagen die Heizgewohnheiten seiner Anwender kennen und passt sich dann automatisch an, ohne dass der Anwender selbst tätig werden muss. Die Lösung erwies sich als so vielversprechend, dass Google sie vom amerikanischen Hersteller für einen Kaufpreis von 3,2 Milliarden US-Dollar erwarb.

Auch beim Gebäudemanagement ist der Nutzen erkennbar. So existieren bereits Plattformen für kommerzielle Gebäude, die entsprechende Daten sammeln und analysieren. Diese können genutzt werden, um ökonomische Entscheidungen zur Gebäudeeffizienz zu treffen. Der Trend geht hin zu integrierten Plattformen, die alle möglichen Anwendungen von der „intelligenten“ Lichttechnik bis zum smarten Klingelknopf unter einem Dach vereinen. Die bisherigen Lösungen decken noch nicht alle Anwendungen ab, sodass eine voll integrierte Plattform noch Zukunftsmusik ist.

Connected Car: Car Sharing per Klick

Auch im Fall des Connected Cars ergeben sich neue Überschneidungen, etwa zur Smart Insurance. Im Prinzip ist das Auto schon sehr viel stärker mit dem Internet verbunden als den meisten Autofahrern bewusst ist. Am ehesten dringen noch das „Navi“ oder das Infotainment als Teile des Connected Cars in das Bewusstsein der Benutzer. Grundsätzlich lassen sich drei Aspekte voneinander trennen: Echtzeitfahrzeugdaten mit Informationen etwa für Wartungsarbeiten (oder eben zur Versicherung, die entsprechende Tarife anbieten kann); Geoinformationen in Echtzeit mit Angaben zur Verkehrslage, zu Staus und etwaigen Umleitungen, zur Warnung vor Glatteis sowie sogenannte HMIs (Human-Machine-Interfaces), zum Beispiel Projektionen auf der Windschutzscheibe, wie sie Samsung anbietet, die zu Kostensenkungen führen.

Unterschieden wird auch zwischen der Kommunikation unterschiedlicher Fahrzeuge („Car-to-Car“) und der Kommunikation zwischen Auto und Infrastruktur („Car-to-Infrastructure“). Die Anwendungen dienen einerseits den bereits erwähnten Kostensenkungen, etwa infolge eines reduzierten Spritverbrauchs durch entsprechende Geschwindigkeiten, andererseits der erhöhten Sicherheit aller Autofahrer, die vor Gefahrenstellen oder Kollisionen gewarnt werden. So bietet der Reifenhersteller Michelin Sensoren an, die Empfehlungen für das Fahrverhalten geben, um den Spritverbrauch zu senken – gerade für Speditionen eine interessante Lösung.

Als drittes starkes Argument kommt die Verringerung der Umweltbelastung hinzu, bspw. wenn über Geschwindigkeitsanpassungen im Stadtverkehr grüne Ampeln erreicht und das Stop-and-go vermieden werden. Das autonom fahrende Auto ist bereits im Testbetrieb; hier müssen allerdings neben weiteren technischen Arbeiten auch juristische und ethische Aspekte geklärt werden – etwa, wer bei Unfällen, die nach wie vor nicht auszuschließen sind, die Verantwortung trägt oder wie in bestimmten ethischen Notlagen zu verfahren ist. Ein weiterer Aspekt kommt hinzu – der eingangs erwähnte Wandel vieler Produkthersteller zu Serviceanbietern. Im Fall der Autos ist hierbei der Gedanke zentral, dass viele Kunden kein Auto besitzen, sondern mobil sein wollen. Angeboten werden also keine Autos bzw. Komponenten, sondern Mobilität. So bietet Michelin seinen Kunden auch eine verbrauchsbasierte Bezahlung auf Grundlage der Kilometerleistung an. Als reiner Serviceanbieter tritt MeMobility auf, eine kostenfreie App, die einen Überblick über alle Car- und Bike-Sharing-Angebote in der Nähe gibt, inklusive Entfernung, Angaben zum Zustand des Fahrzeugs und zum Tankinhalt. Die Anmeldung erfolgt beim jeweiligen Sharing-Unternehmen per Klick.

Smart Industry und Smart Factory: Potenzial bis 78 Milliarden Euro allein in Deutschland

Ähnlich wie im „Smart Health“-Sektor ist das Potenzial auch hier riesig: Nach Angaben des Bitkom soll allein in sechs Branchen in Deutschland das Wertschöpfungspotenzial bis 2025 78 Milliarden Euro betragen. Genannt werden Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Automobilbau, chemische Industrie, Landwirtschaft sowie Informations- und Kommunikationstechnologie. Mit Sensoren lassen sich Lagerbestände kontrollieren, Wartungsarbeiten frühzeitig steuern und Maschinenausfälle drastisch reduzieren. Das bedeutet einerseits eine höhere Kundenzufriedenheit – etwa, wenn der Kunde seine bestellte Ware pünktlich bekommt -, andererseits eine höhere Auslastung und damit eine höhere Produktivität.

Daneben ermöglichen es IoT-Systeme, auf geänderte Kundenwünsche in Echtzeit einzugehen, ein außerordentlicher Wettbewerbsvorteil, wenn die Konkurrenz dazu nicht imstande ist. Deutliche Effizienzsteigerungen verspricht auch die Augmented Reality, bei der Facharbeiter mit Datenbrillen ausgestattet werden, die Arbeitsanweisungen geben oder die Fehlerquellen aufzeigen. Solche Datenbrillen werden bereits für die Reparatur von Racks in Rechenzentren oder in Logistiklagern eingesetzt. DHL spricht von einer 25-prozentigen Effizienzsteigerung durch den Einsatz von Augmented Reality.

Smart Production: Von 3-D-Druckern und Leichtrobotern

Verändern wird sich auch der gesamte Produktionsprozess. Hier ist insbesondere der 3-D-Druck zu nennen, der zwei vorher unvereinbare Dinge miteinander kombinieren wird, die Vorteile einer Massenproduktion mit einem „Customizing“, einem Zuschneidern auf die jeweiligen, individuellen Kundenwünsche. Dem Einsatz von IoT-Anwendungen in diesem Bereich sind kaum Grenzen gesetzt. Auch Leichtbauroboter eignen sich für die Produktion, so etwa ein Roboter namens LBR iiwa, der mit einer Microsoft-Plattform verbunden ist und der aktuelle Statusmeldungen an die Cloud schickt, die von den Beteiligten der Lieferkette abgerufen werden können. So kann im Bedarfsfall schnell gehandelt werden.

Sinnvoll ist auch der Einsatz von IoT-Lösungen in der Logistik. Hier ist es vor allem ein Echtzeit-Tracking von Waren, das Versender wie Empfänger Statusinformationen über den Ort von Objekten, aber, zum Beispiel bei Lebensmitteln oder medizinischen Produkten, auch über Raumtemperatur und Zustand der Waren liefert. Der anspruchsvolle Kunde, der im Supermarkt nur Waren aus bestimmten Regionen beziehen will, wird dies in Zukunft mittels entsprechender Techniken noch einfacher prüfen können. Im Lager helfen einerseits die eingangs erwähnten Datenbrillen, andererseits miteinander vernetzte Gabelstapler, die miteinander kommunizieren und so für weniger Leerfahrten sorgen.

Smarte Produkte und Smart Monitoring: Hilfe, wenn der Lift stecken bleibt

Ein Beispiel für „smarte Produkte“ ist das Aufzugsunternehmen Schindler: Hier zeigt sich, wie sinnvoll der Einsatz von IoT-Technologie ist, vor allem bei Notfällen – in diesem Fall also dann, wenn ein Aufzug stecken bleibt. Der Schindler-Aufzug ist mit allerlei Sensorik ausgestattet und liefert eine Unmenge an Daten, die an den Hersteller weitergeleitet werden. Diese Daten werden analysiert. Schindler verspricht, dass Fehler damit nicht nur schnell erkannt, sondern über aufschlussreiche Muster vorab behoben werden können. Für jeden, der einmal im Lift stecken blieb, ist das „Smart Monitoring“, das die Schweizer versprechen, ein Hoffnungsschimmer. Auch bei Reparaturarbeiten hilft die IoT-Technik weiter, da der Techniker unabhängig von Reklamationen handeln kann und über das System weiß, welches Teil fehlerhaft ist und ersetzt werden muss. Ihm bleibt in der Regel auch der Einstieg in den Aufzugsschacht erspart, was ebenfalls Unfälle zu vermeiden hilft.

Schnellere Reaktionszeiten, eine einfachere Reparatur und niedrigere Kosten – das sind die Vorteile des „Smart Monitoring“. Ähnlich verhält es sich in Rechenzentren, bei denen Hochverfügbarkeit ein absolutes Muss ist. Hier ist der Einsatz von „Smart-Monitoring“-Lösungen noch wichtiger als im Fall von Aufzügen, geht es hier nicht nur um das Verhindern unerfreulicher Erlebnisse (etwa im Lift stecken zu bleiben) und das Vermeiden unnötiger Kosten bei Reparaturarbeiten. Neben Imageschäden drohen Betreibern von Rechenzentren auch teure Klagen, wenn das Rechenzentrum auch nur kurzfristig den Geist aufgibt. Grund genug für die Betreiber, auf modernste IoT-Technik zu setzen.

 

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Deutliche Effizienzsteigerungen verspricht auch die Augmented Reality, bei der Facharbeiter mit Datenbrillen ausgestattet werden,
die Arbeitsanweisungen geben oder die Fehlerquellen aufzeigen.

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Smart Grid, Smart Metering und Smart Insurance: Neue Perspektiven

Last, not least seien zwei weitere Bereiche genannt, in denen IoT-Technik sinnvoll zum Einsatz kommen kann: Smart Metering und Smart Grid sowie Smart Insurance. Beim „Smart Grid“ geht es um „intelligente“ Stromnetze. Hier liefert IoT-Technik Daten über Stromverbrauch, Stromverteilung und Stromübertragung, die dazu dienen sollen, über dezentrale Energienetzwerke Stromerzeugung und -verbrauch besser zu steuern und Überlastungen zu vermeiden. Ein Bestandteil solch intelligenter Stromnetze sind „Smart Meter“, Stromzähler mit IoT-Technik, die einerseits den Netzbetreibern wichtige Daten über Ausfälle oder Überlastungen liefern, andererseits Verbrauchern Preisinformationen geben. Es bestehen enge Verbindungen zwischen „Smart Metering“ und „Smarthome“. Enge Verzahnungen bestehen auch zwischen Smart Insurance und Smart Health: Auf die Möglichkeiten der „Wearables“ wurde bereits hingewiesen.

Weitere Möglichkeiten sind Big-Data-basierte Apps, die dem Kunden einen Wegweiser durch das Gestrüpp von spezialisierten Ärzten geben. Der Kunde tippt ein Symptom oder eine Krankheit ein und erhält eine Liste registrierter Vertragsärzte inklusive voraussichtlicher Kosten. Vorbei die Zeiten, als man in entsprechenden Journalen die Liste der hundert besten Internisten lesen musste. Auch Unterstützung von Autofahrern ist möglich – hier wiederum gibt es Verbindungen zum „Connected Car“: So bietet ein Versicherer ein spezielles Paket, mit dem die Versicherten Informationen über ihr Fahrzeug erhalten, Notrufe absondern und beim Tanken mit der App bezahlen können. Am wichtigsten: Gutes Fahrverhalten wird mit Prämienpunkten belohnt, und der Sprit kostet auch weniger.

Big Data: Exponentiell anwachsende Rohdatenbestände

Klar ist, dass einer der Hauptvorteile des IoT in der Vernetzung von Informationsflüssen liegt. Die Produkte stehen miteinander im Austausch und liefern Informationen über die Cloud an Hersteller und Verbraucher. Aber nicht nur: Für Hersteller bietet es sich an, die Daten entlang der Lieferkette mit allen Beteiligten zu teilen, also auch mit Lieferanten, Spediteuren, Subunternehmern, Stakeholdern. Einige Unternehmen gehen so weit, Daten auch mit Wettbewerbern zu teilen, ein Geschäft, das verständlicherweise nur auf Gegenseitigkeit funktioniert. Dabei müssen allerdings zwei Dinge für die Unternehmen gewährleistet sein:
1. Sie müssen wissen, welche Daten sie zur Verfügung stellen und welche nicht.
2. Die Daten müssen entsprechend aufbereitet und analysiert werden.

Hier setzt Big Data ein, also Verfahren, mit denen die zusätzlich über die IoT-Technik gewonnenen Daten geordnet und analysiert werden können, um Entscheidungen zu erleichtern. Man unterscheidet dabei zwischen ungeordneten sowie geordneten Echtzeitdaten wie Messwerten oder Steuergrößen, unstrukturierten Batch-Daten wie Wartungsberichten oder Log-Files und strukturierten Batch-Daten wie Daten über Anlagen oder Lagerbestände. Angesichts exponentiell wachsender Datenvolumina – allein während eines einzigen Transatlantikfluges werden rund drei Terabyte an Rohdaten geliefert – gewinnen Analyseverfahren (Data Analytics) an Bedeutung. Ebenfalls an Bedeutung gewinnt die Block-Chain-Technik – es handelt sich um dezentrale, linear erweiterbare Datenbanken, die ständig neue Elemente hinzufügen.

IoT-Architektur: Agilität ein Muss

Es ist klar, dass die Anforderungen des IoT an die IT-Architektur sehr hoch sind, was nicht zuletzt auf das hohe Datenvolumen zurückzuführen ist: Im Vordergrund stehen dabei Verfügbarkeit, Skalierbarkeit, „Continous Delivery“ und Agilität. Mit der Verfügbarkeit wird garantiert, dass Teilausfälle nicht zu einem Ausfall des gesamten Systems führen. Skalierbarkeit bedeutet, dass einzelne, besonders beanspruchte Komponenten angepasst werden können, ohne dass Einfluss auf die anderen Komponenten genommen wird. „Continous Delivery“ – es geht darum, Änderungen und Verbesserungen vorzunehmen, ohne das ganze System upzudaten. Am wichtigsten ist der Aspekt Agilität. Grundsätzlich bedeutet Agilität die Fähigkeit eines Unternehmens, „iterativ“ und flexibel zu handeln – eine Fähigkeit, die in Zeiten „disruptiven“ Wandels für die Unternehmen besonders wichtig ist.

Im konkreten Fall heißt Agilität die Fähigkeit, „Änderungen, Verbesserungen und Erweiterungen (…) unabhängig von der Funktionalität der gesamten Applikation vor(zu)nehmen und ohne andere Teil-Services zu beeinträchtigen.“ Im Prinzip sieht die Architektur folgendermaßen aus: Die entsprechend ausgestatteten Geräte („Dinge“), die IoT-Devices, leiten die Daten an die Cloud weiter – sogenannte „Low Power Devices“ nutzen dafür ein extra zwischengeschaltetes Gateway, das mit dem IoT-Backend verbunden ist. Dieses ist in Geschäftsapplikationen (Supply Chain, ERP etc.) bzw. in mobile Geräte und Rechner integriert. Der Datenfluss läuft aber in beide Richtungen, sodass die Geräte auch miteinander im Austausch stehen.

Sicherheit ist das A und O

Daten sind Macht. Im Wettbewerb gewinnen sie noch an Bedeutung, sodass in der Regel nicht mehr das größere Unternehmen die Nase vorn hat, sondern das Unternehmen, das über die „besseren“ Daten und die besseren Analysetools verfügt. Das heißt auch, dass Unternehmen für die Sicherheit der Daten sorgen müssen, um Spionage, aber auch Sabotage zu verhindern. Schlimm wäre es, wenn der ärgste Konkurrent die eigenen Daten auswerten könnte. Schlimm wäre es aber auch, wenn im Fall von „Connected Cars“ gezielte Sabotagemaßnahmen Autos lahmlegen oder sogar Unfälle herbeiführen würden. Die Haftungsschäden für den betreffenden Hersteller wären beträchtlich, vom Imageschaden einmal ganz abgesehen. Und natürlich gilt es auch, die Datenschutzbestimmungen einzuhalten, also den gesetzlichen Pflichten nachzukommen.

Die wichtigsten Gründe für fehlende Sicherheit sind eine schlechte physische Sicherheit, eine unsichere Unternehmenssoftware, unsichere Mobilgeräte, unsichere Cloud-Interfaces, fehlende oder mangelhafte Transportverschlüsselung (sensible Daten werden im Klartext übermittelt), unsichere Netzwerkdienste, eine schlechte Authentifizierung bzw. Autorisierung (bspw. schwache Passwörter, kein zwei- oder dreistufiges Verfahren), unsichere Web­oberflächen und eine fehlende bzw. mangelhafte Konfigurierbarkeit der IT-Security. Auf all diesen Ebenen muss gearbeitet werden, all diese Aspekte müssen im Rahmen einer integrierten Strategie auf Schwachstellen abgeklopft werden. Es empfiehlt sich insbesondere, ein spezielles Risiko-Management für IoT-Geräte einzuführen und das System durch Audits regelmäßig kontrollieren zu lassen.

Der Weg auf- und der Weg abwärts

Das IoT wird die Geschäftswelt verändern, es wird die Unternehmen verändern. Die Strukturen von Unternehmen werden sich öffnen und Unternehmen werden verstärkt Daten miteinander teilen (ohne dabei die Datensicherheit zu gefährden). Das Auf und Ab wird noch schneller als in der Vergangenheit erfolgen. Wer heute an der Spitze steht, kann sich morgen bereits im Abstiegskampf befinden, und umgekehrt: Kleine, „funktionierende“ Unternehmen können schneller als bisher an die Spitze gelangen. Der Organismuscharakter von Unternehmen (Zellteilung und -verschmelzung) wird noch deutlicher zum Tragen kommen, die statischen Elemente hingegen immer stärker verschwinden. Das Unternehmen in der Mitte des 21. Jahrhunderts wird sich vom Unternehmen des 20. Jahrhunderts so unterscheiden wie jenes von den Manufakturbetrieben des achtzehnten und frühen neunzehnten Jahrhunderts. Es gilt auch hier das, was Heraklit vor zweieinhalbtausend Jahren feststellte: „Der Weg aufwärts und der Weg abwärts ist ein und derselbe.“ //

 

 

 

 

 

 

 

 

Autorenvita: Dr. Ralf Magagnoli

 

 

 

 

Quellen:
(1) Vgl. Bernhard Steimel, Ingo Steinhaus, Praxisleitfaden Internet der Dinge. Neue Geschäftspotenziale mit Smart Services, Meerbusch 2017, S. 6415.
(2) Vgl. IDC Research Studies, Studie Internet of Things 2018. Die wichtigsten Ergebnisse, in Zusammenarbeit mit Computerwoche, CIO, ChannelPartner, TecChannel im Mittelstand, online unter: https://www.it-production.com/wp-content/uploads/dlm_uploads/2018/05/Device-Insight-Whitepaper_IDG-Studie-2018.pdf (Abruf 25.10.2018).
(3) Vgl. dazu Stefan Müller, Internet of Things (IoT). Ein Wegweiser durch das Internet der Dinge, 2016, S. 72ff.

 

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