Damit das riesige Potenzial vom Internet of Things abgerufen werden kann, müssen noch Probleme bei Integration, Storage und Datenübertragung gelöst werden.
Derzeit wird nur ein Bruchteil der anfallenden Daten genutzt
IoT ermöglicht neue Geschäftsmodelle
Datenübertragung und Storage sind bislang Barrieren
Auf B2B entfällt der größte Teil der Wertschöpfung
Insgesamt 99 Prozent der Daten, die Sensoren eines Erdölbohrturms sammeln, gehen verloren. Die Grafik zeigt, warum. Foto: McKinsey Global Institute
Die gewaltige Zahl lässt aufhorchen: 11,1 Billionen US-Dollar, und zwar jährlich. So groß kann der ökonomische Einfluss des Internets der Dinge (Internet of Things, IoT) nach Einschätzung von McKinsey in zehn Jahren sein. Das wären rund 11 Prozent der Weltwirtschaft des Jahres 2025. Die schiere Dimension dieser prognostizierten Größen wirkt betäubend. Deshalb sei angemerkt: Die McKinsey-Analysten beziffern mit dieser Zahl das absolute Maximum des IoT-Potenzials - realisierbar nur dann, wenn tatsächlich sämtliche Hürden für die Entfaltung der Technologie flugs verschwinden und die Anwender sich ungebremst in die Nutzung stürzen. Das untere Ende der Skala, also die Summe für eine denkbar schlechte Entwicklung, veranschlagt McKinsey auf 3,9 Billionen US-Dollar im Jahr; immerhin auch ein erklecklicher Batzen Geld.
IoT ermöglicht Abschied von Wartungsroutinen
Unverkennbar also unterstreicht die Studie "The Internet of Things: Mapping the value behind the hype" das umwälzende Potenzial von IoT, dessen Ausschöpfung in den kommenden Jahren gleichwohl erst noch gelingen muss. Das McKinsey Global Institute (MGI) hat für die Studie gemeinsam mit einer anderen Sparte des Beratungshauses - McKinsey Telecommunications, Media and High Technology Practice - nach eigenen Angaben alles zusammengetragen, was man in den vergangenen Jahren über das Internet der Dinge gelernt und untersucht hat. Auch aus IT-Perspektive sind die Erkenntnisse höchst aufschlussreich.
Drei entscheidende Botschaften der Studie lassen sich an einem konkreten IoT-Beispiel verdeutlichen. Man stelle sich eine Erdölbohranlage irgendwo mitten im Meer vor, die wie heute bereits üblich mit 30.000 Sensoren bestückt ist. Die Sensoren dienen der Überwachung der einzelnen Maschinen und Systeme. In der Regel nutzen die einzelnen Hersteller diese Daten jeweils für sich, um notwendige Wartungen timen zu können.
Ableiten lassen sich daraus drei Dinge auf die McKinsey aufmerksam macht:
Erstens schlummert eine Menge ungenutztes Potenzial in der Interoperabilität der IoT-Systeme.
Zweitens bleiben derzeit fast alle der gesammelten Daten ungenutzt, obwohl sich aus ihnen jenseits der Kontrollfragen eine Menge herauslesen ließe.
Drittens eröffnet IoT eine Menge Chancen für neue Geschäftsmodelle und -praktiken.
Interoperabilität vorausgesetzt hieße das im Beispielfall, der sich auf die maschinelle Fertigung im Allgemeinen übertragen lässt: Abschiednehmen von der Wartungsroutine nach vorgefertigten Zeitplänen. Die Sensoren sagen einem Unternehmen schließlich genau, wann wo etwas gecheckt oder repariert werden muss.
6 Baustellen beim Internet of Things
Sechs Baustellen beim Internet of Things Das Internet der Dinge beflügelt die Phantasien von Anwendern, Unternehmen und Technikanbietern. Bevor die schöne neue Welt des Internet of Things (IoT) Wirklichkeit wird, müssen zunächst einige Baustellen abgearbeitet werden.
Technik Die meisten für das Internet der Dinge notwendigen Techniken gibt es bereits. Allerdings sind gerade im Umfeld von Analytics und Datenvisualisierungssoftware noch weitere Entwicklungen notwendig. Auch hinsichtlich der Energieversorgung beispielsweise von Sensoren in Containern, die über lange Perioden hinweg ohne ständige Wartungszyklen funktionieren sollten, gibt es noch einige Probleme zu lösen.
Interoperabilität In vielen Fällen basiert der Mehrwert von IoT darauf, dass verschiedene Systeme zusammenarbeiten und Daten austauschen. Daher sind Standards und die darauf basierende Interoperabilität eine Grundvoraussetzung für das IoT.
Sicherheit Im IoT geht es primär um Daten – oft um sensible Daten, die aus dem Privatbereich kommen oder geschäftskritisch für Unternehmen sind. Privacy und Security müssen daher gewährleistet sein. Darüber hinaus müssen die IoT-Systeme selbst abgesichert werden, gerade wenn es sich um kritische Infrastrukturen wie beispielsweise die Energieversorgung oder Verkehrsleitsysteme handelt.
Mitarbeiter müssen fit gemacht werden für das IoT. Das reicht vom Verkaufspersonal, das mit smarten CRM-Systemen umgehen muss, über die Mitarbeiter im Büro bis hin zu den IT-Abteilungen. Mit dem IoT infiltriert IT ein deutlich breiteres Spektrum an Geräten.
Regeln und Gesetze Für den IoT-Einsatz braucht es in einigen Bereichen neue Regeln. Das betrifft beispielsweise den Gesundheitsbereich, aber auch den Verkehr. Hier muss der Gesetzgeber aktiv werden und den Märkten einen neuen Rahmen geben. Gleichzeitig kann die öffentliche Hand dem IoT auch selbst zusätzliche Impulse geben, beispielsweise durch die Adaption der neuen Techniken.
Interoperabilität klappt noch nicht
Am enormen Wert des Faktors Interoperabilität zwischen einzelnen IoT-Systemen lässt McKinsey ohnehin nicht den geringsten Zweifel. Im Durchschnitt macht sie laut Studie zwei Fünftel des potenziellen wirtschaftlichen Wertes aus, den IoT ermöglicht; in manchen Szenarien sind es sogar 60 Prozent. Anders betrachtet: Die eingangs genannten über 11 Billionen US-Dollar an jährlichem Potenzial limitieren sich ohne Ausnutzung dieses Faktors sofort auf lediglich 7 Billionen.
"Interoperabilität würde die Performance signifikant verbessern, indem Sensordaten verschiedener Maschinen und Systeme kombiniert werden und die Entscheider eine integrierte Sicht auf die Leistung in der gesamten Fabrik oder auf der ganzen Bohrplattform erhalten", heißt es in der Studie. Mehr als die Hälfte der potenziellen Probleme, die mit Hilfe von Predictive Analytics identifiziert werden können, benötigten Daten verschiedener IoT-Systeme. In der Erdöl- und Erdgasbranche ließe sich die Effektivität der Gerätewartung um 100 bis 200 Prozent steigern.
40 Prozent der Daten nicht einmal gespeichert
"IoT sollte eine Schlüsselquelle von Big Data zur wertschöpfenden Analyse und von Open Data zur Nutzung durch mehr als einen Bereich sein", führen die Studienautoren weiter aus. Im genannten Beispiel werde indes nicht einmal 1 Prozent der von den Sensoren gesammelten Daten zur Entscheidungsfindung genutzt. 99 Prozent der Daten gehen also direkt auf der Förderplattform verloren. Bei 40 Prozent der Daten geschieht das laut Studie, weil sie überhaupt nicht gespeichert werden. Die Infrastruktur sei lediglich darauf ausgelegt, 1 Prozent der Daten vom Meer an Land weiterzuleiten. Das Datenmanagement erlaube keinen Echtzeit-Zugang, das Reporting sei auf wenige Metriken begrenzt.
McKinsey macht bei der mangelhaften Nutzung relevanter Daten diverse organisatorische, technische und kommerzielle Barrieren aus. "Die fundamentalsten Herausforderungen liegen bei der Datenübertragung und bei der Speicherung", so die Autoren. Viele IoT-Applikationen seien auf mobilen oder weit entfernten Geräten im Einsatz. Datentransfer in Echtzeit über Flugmotoren würde momentan die vorhandenen Bandbreitenkapazitäten überstrapazieren.
Hinzu kommen weitere Probleme. "Begrenzte Datenstandardisierung bedeutet, dass für das Zusammenführen von Daten aus verschiedenen Quellen substanzielle Systemintegrationsarbeit nötig ist", heißt es weiter in der Studie. "Diese Herausforderung wird durch Konnektivitäts- und Storage-Behinderungen noch verschärft."
Was ist was im Internet der Dinge?
Das ABC des Internets der Dinge Das "Next big thing" der letzten Jahre schlechthin ist nicht nur selbst eines der derzeit am häufigsten strapazierten Buzzwords. Rund um das Internet der Dinge tummeln sich Begriffe, die oft genauso wenig oder kaum verstanden werden wie der Oberbegriff. Zeit also dass wir mit Mythen, Buzzwords und Wissenslücken rund um IoT aufräumen.
API "Ohne API Management wäre das Internet der Dinge nur ein großes Ding", <a href="http://www.wired.com/2013/07/without-api-management-the-internet-of-things-is-just-a-big-thing/" target="_blank">hieß es mal bei Wired</a> und es stimmt. API (Application Programming Interfaces) sind eine extrem wichtige Zutat des Internets der Dinge: Sie machen den Datenaustausch zwischen Apps und Geräten möglich. Mit offenen APIs kann die smarte Wetterstation eines Herstellers seine Daten an die smarte Markise eines anderen Herstellers weitergeben und bei starkem Wind Markisen einfahren und Rolladen schließen. Mulesoft hat die 10 wichtigsten APIs im IoT in einer Infografik illustriert, darunter zum Beispiel Fitbit API oder das <a href="https://www.mulesoft.com/infographics/api/internet-things#sthash.9hXXH871.dpuf" target="_blank">Nest Learning Thermostat API</a>.
BLE (Bluetooth Low Energie / Bluetooth 4.0) Bluetooth Low Energy (kurz BLE oder Bluetooth 4.0) ist eine spezielle Version des bekannten Drahtlos-Standards und eine wichtige Technologie für smarte Devices: Mit BLE ausgerüstete Gadgets können sich permanent drahtlos mit der Umgebung unterhalten, schonen aber den Akku und müssen nicht bei jedem Aufeinandertreffen erneut gepaired werden.
Cloud-based Application Klar, die Cloud kennt heute jeder, was gibt es da zu erklären? Im Internet der Dinge spielt sie aber eine besondere Rolle: Apps und Dienste werden im IoT oft im Internet gehostet, statt neue Infrastruktur, Personal oder Software zu verlangen. Zweitens landen oft die von Sensoren, Geräten und Apps gesammelten Daten in der Cloud und können so leicht zwischen Apps und Diensten ausgetauscht werden.
Embedded Intelligence Computer sind heute als Alleskönner bekannt. Embedded Intelligence oder Embedded Computing beschreibt Systeme, die nur ein bestimmtes Ziel verfolgen, nur ein paar bestimmte Aufgaben erledigen. So kann bei Embedded Computing an Hard- und Software gespart werden. Das ergibt schlanke Systeme, die dann im Zusammenspiel mit anderen Geräten ihre volle Funktionalität entfalten.
iBeacon Der Markenname iBeacon wurde 2013 von Apple als proprietärer Standard für Navigation in geschlossenen Räumen eingeführt. Die kleinen, in der Anschaffung bewusst günstigen Geräte senden Sensordaten über ein BLE-Signal. Mit einer Knopfzelle können iBeacons rund ein Jahr laufen. Mit mehreren iBeacons können Positionen sehr exakt bestimmt werden und zum Beispiel in einem Ladengeschäft zu jedem Regal passende Angebote aufs Smartphone geschickt werden.
Industrie 4.0 So wie Smart Home das Internet der Dinge im Heimbereich beschreibt, steht der Begriff "Industrie 4.0" smarte, vernetzte Fabriken. "4.0" spielt dabei auf die vierte industrielle Revolution an. In smarten Fabriken könnten sich ganze Produktionsanlagen mit M2M-Kommunikation permanent unterhalten, über Sensoren gesammelte Informationen auswerten und so Prozesse schnell, effizient und kostengünstig halten. So können Werkstoffe, die in eine Produktionsanlage geliefert werden, zum Beispiel per RFID-Chips der Anlage sagen in welcher Maschine sie verarbeitet werden sollen.
Interoperability Ein wichtiger Faktor für den Erfolg des Internets der Dinge ist der Austausch von Informationen und Services mit einem anderen System, der als Interoperability bezeichnet wird. Geräte können im Idealfall nahtlos und effektiv zusammenarbeiten. Tatsächlich herrscht in vielen Bereichen wie Smart Home noch ein Chaos aus Geräten von verschiedenen Herstellern die nur begrenzt miteinander vernetzbar sind.
Location Technologies Technologien wie GPS, die Positionsbestimmung per WLAN oder BLE machen es im Internet der Dinge möglich den Ort eines Geräts, wie eines Smartphones, an Sensoren zu melden. Aus ortsbasierten Informationen zu Geräten ergeben sich enorm viele Möglichkeiten, vom simplen Angebot des nächsten Ladens aufs Smartphone bis zu selbstfahrenden Autos.
M2M Dank M2M (Machine-to-Machine Communication / Technology) sollen sich Geräte automatisch, ganz ohne Zutun des Menschen unterhalten. Zum Beispiel könnte ein Containerschiff vollautomatisch in einem Hafen entladen werden oder ein Auto ferngesteuert die freie Lücke im Parkhaus finden und dort einparken. Notwendig sind für M2M-Systeme oft Sensoren, die permanent Daten untereinander austauschen und damit eine zentrale Steuerung möglich machen.
RFID Tags Radio Frequency IDentification Tags können im IoT für Tracking-Zwecke wertvolle Daten liefern: Zum Beispiel können sie Warenbestände oder Personendaten erfassen und verwalten. Die kleinen Tags können zum Beispiel leicht in einem Container oder Kleidung untergebracht werden und dann beim Passieren eines Lesegeräts registriert werden – ohne Sichtkontakt. Im Gegensatz zu Barcodes können Geräte hunderte von RFID-Tags gleichzeitig lesen – und sie funktionieren in Metallteilen, aufgedruckt oder sogar unter der Haut. Der <a href="http://www.inotec.de" target="_blank">RFID-Hersteller Inotec</a> zeigt die Vorteile der RFID-Technologie im Detail.
Sensor Sensoren kennt heute jeder aus dem Smartphone, das beim Kippen die Benutzeroberfläche von vertikal nach horizontal umschaltet. Sensoren schlagen die Brücke zwischen der echten und digitalen Welt, indem sie wie in dem Beispiel Bewegungen übersetzen. Sensoren können noch viele andere Daten wie den Ort eines Gerätes, Bewegungen, Temperatur oder Helligkeit messen.
Smart Home Smart Home ist der Sammelbegriff für das Internet der Dinge im Heimbereich. Haushaltsgeräte von der Küche über Wohnzimmer bis Garten werden durch Zusatztechnik zentral, zum Beispiel über Smartphone-Apps steuerbar. Smart Home kann in vielen Bereichen den Wohnkomfort enorm verbessern, etwa durch Jalousien, die auf das Wetter reagieren. Zudem winken Zusatznutzen wie weniger Stromverbrauch durch automatisch abgeschaltetes Licht und Geräte, sobald man den Raum verlässt oder verbesserten Schutz gegen Einbrecher durch smarte Überwachungskameras, die bei Bewegung Push-Nachrichten aufs Smartphone senden.
Ubiquitous Computing Beim Internet der Dinge werden winzige Computer in Alltagsgegenstände eingebaut. Damit sie vernetzt funktionieren, müssen sie oft immer angeschaltet sein – im Gegensatz zum Desktop-PC der nach Benutzung wieder ausgeschaltet wird. "Ubiquitous Computing" bedeutet also Computersysteme, die immer eingeschaltet und allgegenwärtig sind.
Wearables Das Internet der Dinge hat in den letzten Jahren besonders viele smarte Geräte zum Anziehen, die so genannten Wearables, hervorgebracht. Sportarmbänder, Smart Watches, Fitnesskopfhörer mit Trainingsanleitungen, Bewegungs-Tracker in verschiedenen Formen sind nur einige Beispiele für aktuelle Wearables. Neben Fitness und Gesundheitsgeräten gehören auch neue Formen von Computern wie Datenbrillen zu den Wearables.
Es zeigt sich, dass zur Realisierung des von McKinsey prognostizierten maximalen Potenzials eine Menge passieren muss. Neben Feldern wie Datenschutz, Sicherheit, Schutz geistigen Eigentums und politischer Regelung weisen die Analysten auf technologische und organisatorische Hürden hin.
Kosten für Hardware müssen noch weiter fallen
Im technologischen Bereich müssten die Kosten für Basis-Hardware weiterhin fallen. Preislich günstige Sensoren mit geringem Energieverbrauch seien für die IoT-Entwicklung essenziell. In den vergangenen Jahren sei der Preis für MEMS-Sensoren (Micro-Electromechanical Systems), die in Smartphones eingebaut werden, um 30 bis 70 Prozent gefallen. Eine vergleichbare Preissenkung sei nun auch für andere Hardware nötig, zum Beispiel für RFID-Tags (Radio Frequency Identification).
Auch Batterie-Strom und Datenkommunikation über kleine und große Strecken müssten laut McKinsey billiger werden - wie auch die Computing- und Storage-Kosten generell. Als Anreiz für einen Ausbau der Datennutzung sei zudem eine Weiterentwicklung von Analyse- und Visualisierungs-Software nötig.
Trennung von operativen Abläufen ist überholt
Organisatorische Veränderungen kommen laut Studie auf die IT-Abteilungen zu. Die traditionelle Trennung von operativen Abläufen ist demnach überholt. "In einer IoT-Welt ist die IT in die physischen Anlagen und Bestände eingebettet und berührt direkt die geschäftlichen Metriken, mit denen die betrieblichen Abläufe gemessen werden", so McKinsey. "Also müssen diese Funktionen enger verzahnt werden."
Um das Internet der Dinge als Ressource für datengetriebene Entscheidungsfindung anzuzapfen und um die Entwicklung neue Geschäftsmodelle anzugreifen, ist laut Studie zusätzliches Know-how nötig. Die Anwender müssten diese entweder intern aufbauen oder aber die Beziehungen zu wissenstechnisch gut ausgerüsteten Partnern intensivieren.
Die Autoren gehen im Übrigen davon aus, dass 70 Prozent der IoT-Wertschöpfung auf Sicht im Bereich Business-to-Business anfallen wird. 40 Prozent der IoT-Wertschöpfung wird laut McKinsey künftig in sich entwickelnden Ländern generiert werden, das Gros aber in den klassischen Industrieländern.