Global vernetzt – von der Wasseruhr bis zum autonomen Auto

(verpd) Jedes dritte Unternehmen nutzt, so eine aktuelle Studie eines Mobilfunknetzbetreibers, bereits das Internet der Dinge und vernetzt Produkte, Anlagen, Werkzeuge und Maschinen – mit Erfolg: 95 Prozent der Firmen, die auf diese Vernetzung setzen, geben an, dass sich dadurch das eigene Geschäft nachweislich verbessert hat. Die neue Mobilfunktechnologie 5G wird diese Entwicklung nach Aussagen von Experten noch deutlich beschleunigen.

Der Mobilfunknetzbetreiber Vodafone veröffentlichte vor Kurzem eine globale Studie zum Internet der Dinge, kurz IoT (für Internet of Things), das „IoT Barometer 2019“. Befragt wurden für diese Studie fast 1.800 Unternehmen weltweit, wie sie das Internet der Dinge nutzen. Das Ergebnis kurz gefasst: Diese Technik ist nicht nur massentauglich – schon heute nutzt jedes dritte Unternehmen derartige Lösungen –, sondern hat bereits viele Geschäftsmodelle grundlegend verändert.

Die überwiegende Mehrheit, nämlich 95 Prozent der Nutzer, erklärte zudem, dass sich IoT für ihr Unternehmen auszahlt. Und das ist wohl erst der Anfang einer dynamischen Entwicklung, die durch neue Technologien wie zum Beispiel die neue Mobilfunktechnologie 5G noch an Fahrt gewinnen wird.

Anwenderbeispiel aus der Industrie

Wie weitreichend die Veränderungen durch das Internet der Dinge sind, zeigen einige Anwendungsszenarien. So hat zum Beispiel das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT zusammen mit einem schwedischen Unternehmen eine 5G-Anwendung entwickelt, die die Herstellung von Triebwerksschaufeln, den sogenannten Blisks (Blade Integrated Disks), deutlich effizienter gestaltet.

Das bisherige Problem bestand darin, dass es durch die Eigenschwingungen der Bauteile beim maschinellen Bearbeitungsprozess immer wieder Probleme mit der Oberflächenqualität gab und eine aufwendige und kostspielige Nachbearbeitung per Hand notwendig war.

Mithilfe der neuen 5G-Anwendung überwacht ein Sensor während der Bearbeitung die Schwingungsspektren der Blisks. Die Daten werden in Echtzeit per 5G an ein Steuerungsmodul übertragen und dort ausgewertet. Wenn die Daten zeigen, dass eine Notwendigkeit besteht, werden sofort Steuerimpulse an die Bearbeitungsmaschine weitergeleitet, um die Eigenschwingungen zu verhindern. Eine Nachbearbeitung ist somit nicht mehr notwendig.

Wenn das Auto mit dem Fußgänger spricht

Und noch ein Beispiel aus dem Straßenverkehr: Radfahrer und Fußgänger sind hier sehr häufig in Unfälle verwickelt, oft genug mit tödlichem Ausgang. Kein Wunder: Weder Radfahrer noch Fußgänger haben eine „Knautschzone“ und schon gar keine modernen Sicherheitssysteme, wie sie in Autos mittlerweile Standard sind.

Doch das könnte sich bald ändern: „Schon Anfang der 2020er Jahre könnten Autos auf unseren Straßen fahren, die die Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer erhöhen. Autos werden dann zu Smartphones auf Rädern mit Sensoren und Kameras, die uns per Mobilfunk in Echtzeit vor Gefahren warnen“, erklärt in diesem Zusammenhang Hannes Ametsreiter, CEO von Vodafone Deutschland. Die Kommunikation zwischen den Gegenständen wird hier zu einem entscheidenden Element – und zum digitalen Schutzschild für den Fußgänger.

Das Smartphone des Fußgängers oder des Radfahrers und das Kommunikationsmodul des Autos tauschen sich in diesem Szenario über das Mobilfunknetz aus. So weiß jeder die Position des anderen und in welche Richtung sich jeder bewegt. Stellt das System dann fest, dass sich die Routen gefährlich nahe kommen, werden die Verkehrsteilnehmer gewarnt. Auch eine automatische Notbremsung ist so möglich. An genau diesem Szenario, nämlich dem digitalen Schutzschild für Fußgänger und Radfahrer, tüfteln derzeit unter anderem die Experten von Vodafone.

Sensoren sind heute schon in Reifen vorhanden

Solche Systeme können aber noch mehr: Wenn das Auto über die Vernetzung beispielsweise auf die Kamerainformationen des vorausfahrenden Fahrzeugs zugreifen kann, könnte es bei einem Überholvorgang vor Gegenverkehr warnen, lange bevor der menschliche Fahrer das entgegenkommende Fahrzeug wahrnehmen kann.

Warnungen an nachfolgende Fahrzeuge können aber auch die Fahrzeuge ausgeben, die sich am Ende eines Staus befinden, sodass alle, die sich auf das Stauende zubewegen, genügend Zeit haben, ihre Geschwindigkeit anzupassen und zu bremsen.

Mittlerweile werden aber auch bereits die Reifen von Lkws vernetzt: Sie schlagen Alarm, wenn der Reifendruck sinkt oder sich die Temperatur erhöht – und zwar nicht nur im Cockpit des Fahrers, wie dies auch bereits bei Autoreifen häufig der Fall ist, sondern zudem beim Spediteur. Auch Schiffe, die mit entsprechenden Sensoren ausgestattet werden, können Alarm schlagen, wenn Wasser eindringt.

Auto, Wasserzähler, und und und

Schon heute sind weltweit zig Milliarden Gegenstände vernetzt – das reicht vom Auto bis zum Wasserzähler. Doch mit dem sogenannten 5G-Standard wird es ein X-Faches werden. 5G bedeutet nämlich nicht (nur), dass die Datenübertragung einfach nur schneller wird. Es sind drei grundlegende Veränderungen, die dieser Standard mit sich bringt, nämlich die Echtzeit-, Breitband- und die Massenkommunikation.

Die Echtzeitkommunikation ist immer dann von Bedeutung, wenn es wie in den angeführten Beispielen um zeitkritische Anwendungen geht. Die hohe Breitbandfähigkeit von 5G wiederum spielt dann eine Rolle, wenn es sich um Anwendungen handelt, die mit einem hohen Datenverkehr einhergehen, also beispielsweise das Streamen von hochauflösenden Videos.

Bei der Massenkommunikation geht es dann um die Vernetzung von Millionen von Gegenständen –und das auf engstem Raum. Anwendungen gibt es hier beispielsweise im Bereich der Logistik in Firmen, wo Fahrzeuge, Produkte, Paletten, Paketboxen und deren Standorte für eine Optimierung berücksichtigt werden müssen. Aber auch Maschinen und Anlagen können so vernetzt werden, beispielsweise um deren Funktions- oder Wartungsstatus zu übermitteln.

Neue Haftungsszenarien

Schon heute setzen beispielsweise viele Industrieunternehmen auf eine digitalisierte Wartung. Die Servicespezialisten schalten sich beispielsweise von außen auf eine Maschine oder Anlage auf, führen Updates durch oder passen Parameter an. Dabei können sich – IoT macht es möglich – die Maschinen sogar selbstständig beim Hersteller oder der Firma, die mit der Wartung beauftragt ist, melden. Problematisch wird es dann, wenn es beispielsweise beim Aufschalten auf die Maschine zu einem Fehler oder gar zur Übertragung eines Schadcodes kommt.

In der Folge könnte, beispielsweise durch eine Ransomware, die IT-Steuerung einer gesamten Produktionsanlage stillstehen – oftmals ein Schaden, der schnell in die Hunderttausende geht. Zu klären ist die Haftungsfrage auch, wenn ein Servicetechniker aus die Ferne, beispielsweise mithilfe einer Augmented-Reality-Anwendung, einem Mitarbeiter Anweisungen gibt, die falsch sind und es zu Schäden kommt oder der Mitarbeiter wissentlich oder aus Versehen diese Anweisungen nicht befolgt. Das Internet der Dinge kann eben auch ein Einfalltor für Schadsoftware in Industrieanlagen sein.

Dass sich Industrieanlagen aus der Ferne boykottieren oder zerstören lassen, ist spätestens seit dem Jahr 2014 klar: Damals berichtete das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) in seiner „Lageeinschätzung zur IT-Sicherheit“, dass es Hackern gelungen ist, bei einem deutschen Stahlkonzern die Steuerung eines Hochofens zu übernehmen. Vor allem die Betreiber kritischer Infrastrukturen, aber auch von Produktionsmaschinen oder -anlagen sollten deshalb sorgfältig prüfen, ob ihre Systeme sicher sind.

2025: Weltweit 25 Milliarden IoT-Anbindungen

In der eingangs zitierten Studie gaben mehr als die Hälfte der befragten Unternehmen an, dass sie zukünftig vor allem auf 5G setzen, um Dinge miteinander zu vernetzen. Eine andere Studie, nämlich von der Netzbetreiber-Vereinigung GSMA, welche die Interessen der globalen Mobilfunkindustrie vertritt, nennt konkrete Zahlen: So soll sich bis zum Jahr 2025 die Zahl der IoT-Anbindungen weltweit auf 25 Milliarden verdreifachen.

Die Umsätze in diesem Bereich sollen sich weltweit im gleichen Zeitrahmen sogar vervierfachen. Mats Granryd, Director General der GSMA, ergänzt: „Während 5G viele Firmen transformieren und eine Palette spannender neuer Dienstleistungen bereitstellen wird, trägt die Mobilfunktechnologie auch dazu bei, die Konnektivitätslücke zu schließen. Wir werden in den nächsten Jahren mehr als eine Milliarde Menschen neu an das Mobilfunkinternet anschließen, was die Akzeptanz mobiler Tools und Lösungen etwa in der Landwirtschaft und im Bildungs- und Gesundheitswesen anspornen wird.“

Mit dem steigenden Einsatz von IoT wird nicht nur das Thema Cybersicherheit, sondern auch die Frage nach den verschiedenen Haftungsszenarien und der passenden Absicherung der verwendeten Hard- und Software immer komplexer. Die Versicherungswirtschaft bietet diesbezüglich bereits diverse Lösungen an, damit ein Unternehmen gegen zahlreiche Risiken, welche alte und neue Anwendungen und Technologien betreffen können, finanziell oder auch (haftungs-)rechtlich abgesichert ist.