Smarte Anwendungen für das Internet der Dinge

infografik openiot ebitaNach Web 2.0 und 3.0 entsteht im Internet ein Netzwerk, in welchem nicht mehr nur Menschen miteinander kommunizieren, sondern auch reale Objekte wie Maschinen, Bauteile, Anlagensteuerungen, Gebäude, Logistikprozesse, Fahrzeuge oder Energieverbraucher im Internet der Dinge (Internet of Things IoT) untereinander Daten austauschen und kommunizieren. Das soll zu mehr Effizienz und einer verbesserten Qualität der Angebote für den Verbraucher führen, birgt aber auch Risiken des möglichen Datenmissbrauchs, die bereits in der Konzeption neuer Anwendungen berücksichtigt werden müssen.

Produktion im Zeichen von Industrie 4.0

Ein Beispiel: Schichtbeginn in einem süddeutschen Zulieferbetrieb. Der Werksleiter betritt Halle 3, in der Hand hält er sein Tablet, auf welches er sofort die Produktionsdaten der letzten Schicht übertragen bekommt. An der SPS 7 hat es eine Störung gegeben, die Synchronisation der Teileanlieferung lief nicht optimal, so dass der Produktionszyklus leicht verzögert war.

Der IT-Sicherheitsbeauftragte kommt hinzu: Er erhält automatisch auf sein mobiles Endgerät eine Auflistung der Log-in Daten und stellt einen Intrusionsversuch fest. Der Wartungsleiter wiederum bekommt Informationen darüber, welche Maschinen- und Anlagenteile einer Inspektion unterzogen und repariert werden müssen.

Die reale Welt verschmilzt mit der virtuellen Informationswelt

Im Internet der Dinge verschmilzt die reale Welt zunehmend mit der virtuellen Welt, da nun auch Geräte, Maschinen, Bauteile sowie Logistik untereinander kommunizieren und Daten austauschen können. Das führt zu einer extrem anwachsenden Menge an verfügbaren Daten, die durch intelligente Analyse und Verknüpfung in Information umgewandelt werden müssen. Damit der Informationsempfänger nicht in einer unüberschaubaren Menge an Informationen versinkt, werden die Informationen für ihn rollenspezifisch aufbereitet und verteilt. So erhält jeder Teilnehmer des Netzwerks genau die Informationen, die er zur Erfüllung seiner Aufgaben braucht.

Die Energiewende erzwingt mehr Informationsmanagement für die Netzorganisation

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist im Bereich der Energieversorgung. Im Zuge der Energiewende entstehen Hunderte neuer Energieerzeuger, von der privaten Photovoltaik-Anlage bis hin zu großen Offshore-Windparks. Die Einspeisung von Energie in unsere Energienetze ist dadurch starken Schwankungen ausgesetzt. Parallel dazu steigt auch die Anzahl der Zugänge und Einwahlknoten in unsere Energiemanagementnetze.

Gleichzeitig ist davon auszugehen, dass die Verbreitung von Elektrofahrzeugen stark zunimmt, insbesondere in Gewerbebetrieben, die ihre Fahrzeugflotten auf elektrobetriebene Fahrzeuge umstellen. Gehen alle Fahrzeuge gleichzeitig in den Ladebetrieb, führt das zu Lastspitzen und Engpässen, die von den Energienetzbetreibern ausgeglichen werden müssen, um eine gleichbleibende Menge und Qualität der Stromversorgung zu gewährleisten. Dazu braucht der Netzbetreiber möglichst genaue Informationen über die Art der Energieverbraucher und deren Nutzungsbedürfnisse, um sein Energiemanagement entsprechend zu optimieren.

Kooperation mit Frankreich

In dem vom BMBF und der französischen Carnot-Gesellschaft gemeinsam geförderten Projekt EBITA sollen neue Anwendungen und Geschäftsmodelle für das Internet der Dinge entwickelt und am Markt verfügbar gemacht werden. Projektleiter und Fraunhofer-Verantwortlicher für die Frankreich-Kooperation Volker Tippmann erläutert: »Die Anwendungen für Smart Home und Smart Energy im Rahmen dieses Projekts sollen flexible Systeme darstellen, die sich auf die jeweiligen technologischen Anforderungen und verschiedene Geschäftsmodelle anpassen können und trotzdem allen Datenschutzanforderungen gerecht werden. Als standardisierte Plattform dient die im Rahmen eines EU-Projekts entwickelte Plattform OpenIoT.« www.openiot.eu

Internet of Things basiertes Smart Grid Monitoring

Für ein Smart Grid Monitoring System erforscht das IOSB in Ilmenau im Rahmen des Projektes EBITA die Möglichkeit, dezentrale Sensorinformationen zur Erfassung der Stromqualität anzuwenden. Die über den Ansatz des Internet of Things in der Cloud verfügbaren Daten sollen zukünftig verwendet werden, um Sollwerte für Netzregler abzuleiten, mit denen die Netzqualität und Netzkapazität für dezentrale Einspeiser und Elektrofahrzeuge verbessert werden können.

Smart Cities und Smart Industries

Betrachtet man größere Verbraucher-Einheiten, wie ganze Quartiere oder Gewerbegebiete, wird die Leistungsfähigkeit eines solchen Systems allerdings überstiegen. Deshalb können solche Systeme auf eine OpenIoT-Plattform verlagert werden, wo die Verbraucher-Messdaten mit weiteren Daten wie beispielsweise Wetterprognosen, Strompreisentwicklung oder der Verfügbarkeit von Ökostrom verknüpft werden. Wesentlicher Bestandteil eines solchen Systems muss dabei von Anfang an der Datenschutz sein, denn die feingranulare Auswertung der Verbraucherdaten beinhaltet das Risiko ungewollter Erstellung von Nutzerprofilen und deren kommerzieller Nutzung.

IoT-Experte am Fraunhofer IOSB Thomas Usländer dazu: »Ich bin fest davon überzeugt, dass nur eine offene, auf Standards basierende Plattform das riesige Potenzial des Internet of Things erschließen kann. Dabei werden einerseits neue Geschäftsmodelle, kundengruppenspezifische Dienste und neue Services ermöglicht. Aber andererseits müssen auch Datenschutz und Privatheitsaspekte verlässlich und vertrauenswürdig in der Plattform verankert sein. Man spricht dann von Security und Privacy by Design.«

Das Fraunhofer IOSB präsentiert erste Anwendungen zu Smart Grid Monitoring und Smart Production auf der Hannovermesse 2015 vom 13. – 17. April in Halle 2 auf dem Stand C16 der Fraunhofer-Gesellschaft.

Weitere Artikel zu