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Welchen Nutzen bietet eine IoT-Plattform?

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Der Ursprung des Zitats “Daten sind das neue Öl“ geht bereits auf das Jahr 2009 zurück, gilt aber heute mehr denn je. Big data, Artificial intelligence oder Internet of things sind die Technologien mit denen Unternehmen vielfältigen Nutzen aus ihren eigenen aber auch aus externen Daten extrahieren können. Aber oft sind Unternehmen und insbesondere KMU nicht in der Lage den Nutzen der verfügbaren Daten eigenständig, ohne Unterstützung zu realisieren. Hier sind Kompetenzen in und Zugang zu digitalen Technologien notwendig, die nur mit Partnern und oft über eine digitale Plattform zu erlangen sind.

Auf einer digitalen Plattform werden Nachfrager und Anbieter durch eine digitale Infrastruktur zusammengebracht, die Interaktion und Austausch zwischen den beiden Gruppen ermöglicht. Der Nutzen der Plattformen liegt in der Reduzierung von Transaktionskosten, der Möglichkeit des Angebotes neuer Dienstleistungen und Geschäftsmodelle sowie in Netzwerkeffekten, d.h. der Nutzen steigt exponentiell mit der Anzahl der Teilnehmer. Während transaktionsorientierte digitale Plattformen als Intermediäre agieren und Anbieter und Nachfrager zur Abwicklung von Transaktionen, wie Kauf oder Miete zusammenbringen, führen datenorientierte digitale Plattformen Daten zusammen, bearbeitet diese, werten sie aus und stellen die Ergebnisse für die Datenlieferanten und andere Nachfrager bereit.

IoT-Plattformen (auch: Industrieplattformen, B2B-Plattformen) sind ein wichtiger Anwendungsfall der datenorientierten Plattformen, über die Teilnehmer Zugang zu Daten und neuen Services bekommen, mit denen sie beispielsweise ihre Einkaufs- und Produktionsprozesse verbessern können. Die physische Welt wird mit der virtuellen Welt verbunden, in dem ein datenzentriertes System komplementärer Produkte und Services angeboten und gesteuert wird. In der Produktion sind die Maschinen über Sensoren miteinander vernetzt und mit der digitalen Plattform verbunden. Es erfolgt der Transfer der Maschinendaten auf diese Plattform, auf der die Daten zusammengeführt, analysiert, ausgewertet und genutzt werden. Die Nutzung erfolgt über Anwendungen, die der Plattformbetreiber zur Verfügung stellt, die aber auch von externen Service-Anbietern entwickelt und eingebracht werden können. Externe Serviceanbieter können App-Entwickler, Maschinenhersteller, Schnittstellenentwickler, Systemintegratoren oder Softwareentwickler sein. Nutzer von digitalen IoT-Plattformen können einerseits Maschinen – und Komponentenhersteller aber andererseits auch Fertigungsunternehmen sein, die die Maschinen einsetzen. Erfolgsfaktoren sind offene und leichte, im Idealfall standardisierte Zugänge für die beteiligten Partnerunternehmen sowie die Kompatibilität zwischen den Systemkomponenten.

Die folgende Abbildung zeigt die fünf Ebenen einer digitalen IoT-Plattform, die beteiligten Akteure auf jeder Ebene sowie einige Beispielunternehmen.

Quelle: Roland Berger- Studie Plattformökonomie im Maschinenbau

IoT-Plattformen lassen sich z. B. in der Produktion für die Steuerung und Optimierung der Nutzungsprozesse von Maschinen verwenden. Beispiele aus der Landmaschinenbranche zeigen, dass die Kosten für die Ausfall- oder Instandhaltungszeiten, die Kosten für die Ausstattung der Maschinen mit Sensoren und die Anbindung und Nutzung der IoT-Plattform um ein Vielfaches übersteigen. Mit anderen Worten, das Einsparpotenzial der IoT-Plattform ist enorm. Andere Anwendungsfälle mit ähnlichen Einsparpotenzialen finden sich im Instandhaltungsmanagement von LKW-Flotten oder in der Ausfallzeitoptimierung bei Ölraffinerien.

Wichtige Anwendungsfelder in der Produktion sind die vorausschauende Wartung (Predictive maintenance), bei der sich Maschinenkomponenten autonom melden, dass eine Auswechslung angeraten scheint. Diese kann dann in einem Zeitfenster vorgenommen werden, ohne dass es zu einem Ausfall der Maschine kommt. Weitere Anwendungen sind die Maschinenauslastungsoptimierung, durch den Zugang zu Auslastungsdaten anderer Nutzer, die Lieferkettenautomatisierung, indem Maschinen eigenständig die automatische Nachversorgung mit benötigten Materialien anstoßen, oder die Nutzung der Maschinendaten für die Produktentwicklung. Für die Nutzung von Maschinen sind auch neue Servicemodelle denkbar, in denen nur für die konkreten Einsatzzeiten der Maschine zu zahlen ist (pay-per-use).

Bekannte gut funktionierende IoT-Plattformen sind Mindsphere von Siemens, Axoom, die vom Werkzeugmaschinenhersteller Trumpf gegründet wurde, mittlerweile aber von GFE Technologies betrieben wird oder Adamos, die u.a. von DMG mori und der Software AG gegründet wurde.

Perspektive der Maschinenbetreiber:

In den folgenden Fällen ist die Anbindung an eine IoT-Plattform sinnvoll für einen Maschinenbetreiber:

  • Hohe Kosten für Ausfall- und Instandhaltungszeiten
  • Maschinen lassen sich recht einfach miteinander vernetzen
  • Kosten für Ersatzinvestitionen der Maschinen sind höher als die Anbindung des Maschinenparks an eine IoT-Plattform
  • Ineffizienzen in den Prozessen lassen sich durch IoT-Lösungen reduzieren

Der Nutzen von IoT-Plattformen für Maschinenbetreiber stellt sich wie folgt dar:

  • Einsparung von Instandhaltungskosten
  • Reduzierung von Ausfall- und Entscheidungszeiten
  • Qualitätssteigerung bei den produzierten Produkten
  • Automatisierung der Versorgungsketten
  • Verwendung der eigenen Daten als eine Art Währung für den Zugang zu der Plattform

Die wichtigsten Herausforderungen in der Nutzung von IoT-Plattformen für Maschinenbetreiber:

  • Sind wir bereit unsere Daten im Ökosystem einer digitalen Plattform mit anderen, d.h. ggf. auch mit Wettbewerbern, zu teilen?
  • Sind wir bereit für intensive Partnerschaften mit Technologieunternehmen, denen wir unsere Daten für deren Plattform zur Verfügung stellen?
  • Sind wir in der Lage uns mit der Komplexität der zu erwartenden Vielzahl an IoT-Plattformen auseinander zu setzen?
  • Können wir uns dem zu erwartenden zunehmenden Wettbewerbsdruck in unserer Branche aufgrund neuer Differenzierungsmöglichkeiten stellen?

Handlungsempfehlungen für die Nutzung von IoT-Plattformen für Maschinenbetreiber:

  • Erzeugen Sie in Ihrem Unternehmen eine Bereitschaft, sich mit dem Thema IoT-Plattformen auseinander zu setzen (Digital mindset) und entwickeln Sie eine Plattformstrategie (Digital strategy).
  • Führen Sie eine Bestandsaufnahme hinsichtlich Ihres digitalen Reifegrades durch (Kompetenzen und Ressourcen in Bezug auf IoT-Plattformen, Nutzung von Daten, eingesetzte Technologien).
  • Analysieren Sie die verfügbaren Optionen (passende Plattformen, denkbare Partner, mögliche Datennutzung, gewünschte Services, verfügbare Technologien, mögliche Geschäftsmodelle).
  • Implementieren Sie die Vernetzung Ihrer Maschinen und die Anbindung an die ausgewählte Plattform.

Perspektive der Maschinenhersteller:

Darüber hinaus ergibt sich auch ein Nutzen von IoT-Plattformen für die Hersteller von Maschinen:

  • Angebot von Servicepaketen (Servitization) anstatt Verkauf von Produkten
  • Zugang zu Echtzeitdaten und Einfluss auf die Produktionsprozesse beim Kunden
  • Zugang zu historischen Datensätzen, die z.B. zur Produktentwicklung genutzt werden können
  • Nutzung des digitalen Zwillings zur Maschinenoptimierung (Digital twin)
  • Entwicklung von neuen Preismodellen, die nicht den Kauf, sondern die Nutzung der Maschinen abrechnen

Die wichtigsten Herausforderungen in der Nutzung von IoT-Plattformen für Maschinenhersteller:

  • Sind wir Willens und in der Lage Wertschöpfungs- und Umsatzanteile vom Maschinenverkauf zu digitalen Services zu verlagern?
  • Sind Preisbildungsmechanismus und Zahlungsbereitschaft der Kunden für digitale Services in unserem Geschäftsfeld klar?
  • Sind wir in der Lage, die völlig neuartigen Know-how-Anforderungen im Vergleich zum bisherigen Kerngeschäft zu bewältigen?

Der aktuelle Stand in Deutschland ist, dass 85% der potenziell anbindbaren Maschinen noch unverbunden sind. Das Potenzial ist hier also noch extrem hoch. Gerade für KMUs wäre es schlau das durch die Corona-Pandemie hervorgerufene „Digitalisierungsmomentum“ zu nutzen. Es hat sich in den letzten Monaten gezeigt, wie einfach digitale Plattform für die Kommunikation zwischen Personen genutzt werden kann. Ganz so einfach ist es bei Maschinen vielleicht nicht, aber trotzdem sollte der Schwung genutzt werden.

Einschlägige Literatur:

Aktuelle Studien:

Eine Studie zur Situation der Data economy in Deutschland:

Ein Bericht zur Situation der Datenwirtschaft und zu Unternehmensgründungen in den Feldern „Data analytics“ und „Artificial intelligence“ in Deutschland:

Einen Überblick zu IoT-Plattformen im Maschinenbau findet sich unter:

Einen Überblick zu vom BMWi geförderten Projekte mit Plattformcharakter findet sich hier:

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