Auf dem Weg zur nächsten Stufe der Vernetzung

Die digitale Transformation verbindet bislang getrennte Einheiten und Geräte wie Heizungsanlagen, Retail-Systeme, Häuser, Fahrzeuge und Anwendungen miteinander. Durch das Verknüpfen dieser „Dinge“ mit Sensoren und Aktoren über Daten-Gateways und durchdachte Steuersysteme lassen sich jetzt Informationen übermitteln, um diese Einheiten auf einer ganz neuen Ebene zu steuern, die es zuvor einfach nicht gab.

Diese Entwicklung hat bereits zu größeren Einsparungen in der Produktion, in Lieferketten und Logistik geführt. Sie wird Anwendern deutlich mehr Kontrolle und Verbesserungen über die von ihnen verwalteten Prozesse und letztlich über ihr Leben ermöglichen. Diese neuen Konnektivität hat natürlich bereits einen Namen:  das „Internet der Dinge“ beziehungsweise „Internet of Things“ (IoT). Es wird bereits seit einiger Zeit in der Bankenbranche, im Gesundheitswesen, im Einzelhandel, der Automobilindustrie, der Logistik, im Energiebereich, in der Produktion und für Versorgungsdienstleistungen entwickelt. Das IoT läuft also bereits. Viele Grundlagen sowie die meisten entscheidenden Elemente sind schon vorhanden, einschließlich einer globalen Konnektivität.

Zu den drahtlosen Verbindungselementen des IoT gehören etwa Mobilfunk, Bluetooth, WLAN, GPS, 3G und 4G, NFC (Near-Field Communication) und RFID (Radio Frequency Identification). Hinzu kommen persönliche, lokale, kommunale und Wide Area Networks. Gleichzeitig werden Möglichkeiten zur Speicherung in der Cloud, deren Kapazität kontinuierlich erweitert wird, intensiv genutzt.

Das IoT ist auch die Basis für intelligente Städte („Smart Cities“) mit vielen Elementen, die wir heute für selbstverständlich halten: Online-Banking, automatisierte Straßengebühren, mobile Zahlungen und Smart Homes. Es ist nichts Außergewöhnliches mehr, auch Hunderte von Kilometern von zuhause entfernt die Zentralheizung an- und abschalten oder einstellen zu können, Außen- und Innenbereiche zu überwachen oder digitalen TV-Geräte zu programmieren, um eine Sendung aufzunehmen.

50 Milliarden IoT-Knotenpunkte bis 2020

Bis zum Jahr 2020 soll es weltweit rund 50 Milliarden verbundene Geräte geben – allein 24 Milliarden davon werden Mobiltelefone und Tablets sein. Es wird erwartet, dass dann mehr als 30 Milliarden Knotenpunkte drahtlos mit dem Internet verbunden sind.

Um Produktivität und Umsatz zu erhöhen und gleichzeitig die Betriebskosten zu senken, setzen immer mehr Unternehmen auf eine IoT-Strategie. Chief Operating Officer erkennen das immense Potenzial, um damit Geschäftsprozesse zu verbessern und interne Kosten zu senken. Produktentwickler sehen im IoT einen neuen Weg, um zusätzliche Umsätze zu generieren und eine bessere Verbindung zu Kunden herzustellen und damit auch die Kundenloyalität zu erhöhen.

Einer der größten Vorteile eines praxisgerechten und effektiven Internet der Dinge oder auch eines industriellen Internet der Dinge (IIoT) besteht darin, dass Hersteller, Dienstleister und andere Unternehmen ihre Angebote auf Basis realer Daten ändern, anpassen und sogar personalisieren können. Ebenso wird ein deutlich effizienteres Asset- und Gebäudemanagement ermöglicht, weil die verwendeten Daten nicht nur in Echtzeit verfügbar sein werden, sondern sich auch kontinuierlich analysieren und aktualisieren lassen.

Betriebstechnik und IT-Systeme verbinden

Fakt ist allerdings, dass es trotz dieser Entwicklungen im IoT-Bereich viele Unternehmen gibt, die immer noch schlechte oder gar keine Verbindungen zwischen ihrer Betriebstechnik und ihren IT-Systemen eingerichtet haben. Die Einführung eines IoT-Systems erfordert natürlich, diese Elemente nahtlos miteinander zu verknüpfen, sodass Unternehmen auf ihre Netzwerke zugreifen und sie effektiv steuern können. Denn nur so erhalten sie die Möglichkeit, fundierte geschäftliche Entscheidungen auf Grundlage erfassten Daten zu treffen.

Seit vielen Jahren stellt Arrow Electronics unterschiedlichste Schlüsselkomponenten einer IoT-Infrastruktur bereit, einschließlich Sensoren, Low-Power-Mikrocontroller, drahtlose Konnektivitätssysteme, Netzwerkprotokolle, Gateways, Betriebssysteme, Sicherheitslösungen, Managementsysteme für Big-Data-Plattformen, Cloud-Lösungen sowie Instrumente für Gerätemanagement und Datenanalyse.

Im letzten Jahr hat Arrow mit eVolve ein globales IoT-Angebot eingeführt, das eine echte digitale Transformation eines Unternehmens ermöglichen soll. Die eVolve-Lösungen stellen eine Brücke zwischen der physischen und der digitalen Welt dar – hinsichtlich Architektur, Werkzeuge, Fachwissen und Ressourcen. Damit können Anwender etwa in Industrie, Handel, Life Sciences und Smart Cities leistungsstarke IoT-Lösungen erstellen und diese schnell und effektiv auf den Markt bringen.

Was eVolve bietet

Die IoT-Werkzeuge von eVolve umfassen Softwarepakete, die über viele Jahre mit dem Fachwissen von Arrow im IT-Bereich entwickelt, verfeinert und abgestimmt wurden. Zum Angebot gehören unter anderem Vorgaben für Hardware, die Systemintegration für das IoT, das Einführen einer Cloud-Datenplattform, die Pflege des Netzwerks (zum Beispiel mit Firmware-Updates über die Arrow-Plattform) und Product Lifecycle Management für Assets, die das Ende ihres Betriebslebens erreicht haben.

Um eine umfassende Lösung für das IoT bereitzustellen, deckt eVolve vier Bereiche ab:

• Design: für Hardware wie beispielsweise Sensoren, Platinen und Gateways, Softwaredesign-Tools und Konnektivitäts-Komponenten wie etwa Mobiltelefone, Bluetooth und WLAN.
• Operate: für Infrastruktur-Plattformen wie zum Beispiel die ausgelagerte öffentliche Cloud, die integrierte private Cloud und die hybride Cloud.
• Optimise: für Datenanalyse, Device Management und Performance Dashboards.
• Restore: für Support in Bezug auf Gewährleistung und Wartungsdienstleistungen sowie für den Schutz von Assets, wenn digitale vertrauliche Informationen bei der Außerbetriebnahme von Hardware entfernt werden müssen. Die Entsorgung von Assets ist eine kritische Dienstleistung für den IoT-Markt, wenn Systeme aufgerüstet und ersetzt werden.

Darüber hinaus bietet Arrow weitere Service-Leistungen, darunter Finanzierungsoptionen, um die Belastung durch die Einführung neuer IoT-basierter Produkte und Dienstleistungen zeitlich zu strecken.

Bereitstellen von M2M- und M2P-Kommunikation

Unternehmen suchen heutzutage nach übergeordneten Lösungen. Der entscheidende Punkt für eine erfolgreiche IoT-Installation besteht darin, Verbindungen und Kommunikationswege nicht nur zwischen Maschinen (M2M) zu erstellen, sondern – wichtiger noch – zwischen Maschinen und Personen (M2P).

Zwei Schlüsselelemente des IoT-Angebots von Arrow eVolve sind die Software-Suiten Arrow Connect und Arrow Insight. Für M2M kann mithilfe von Arrow Connect jedes Gerät zwecks Datenaustausch und Fernsteuerung mit einer Plattform verbunden werden, während das M2P-Werkzeugset Arrow Insight die Steuerung jedes beliebigen Geräts ermöglicht.

Eine der wichtigsten Aufgaben von Arrow Connect besteht darin, verschiedene Arten von Konnektivität und Protokollen zu verwalten, die alle mit der Cloud verbunden sein sollen. Diese komplexe Aufgabe wird durch die Software-Suite erleichtert, die auf dem Gateway des IoT-Systems betrieben wird, während sie gleichzeitig eine Verbindung der Geräte mit der Datenplattform ermöglicht.

Arrow Insight arbeitet mit verschiedenen Datenplattformen wie etwa Microsofts Azure IoT, IBM Watson IoT oder Amazons AWS IoT und Splunk. Insight ist ein maßgeschneidertes Dashboard, das sich für das Management und die Steuerung der „Dinge“ nutzen lässt, um damit die betriebliche Effizienz zu steigern.

Für einen vollständigen IoT-Einsatz hat Arrow seine Lösungen soweit entwickelt, dass nun eine ganze Reihe von Optionen angeboten wird: von Einzelkomponenten über Module, System-on-Module-Einheiten (SoM) und sogenannte Proofs of Concept zum Nachweis, in wie weit eine Software die Bedürfnisse des Kunden erfüllt, bis zu multiplen IoT-Systemlösungen.

Ein beliebtes Arrow-Produkt ist das Smart Everything IoT-Board, eine Prototyping-Plattform, die sich besonders für M2M-Anwendungen eignet. Bestandteile der Plattform sind unter anderem ein ARM-basierter Kommunikationsprozessor sowie ein Verschlüsselungssystem und Multiprotokoll-Optionen für WLAN, Bluetooth-Low-Energy (BLE), LoRa und Sigfox-Schnittstellen.

Entwicklung mit Fokus auf Europa

Bild 1: Arrow hat mit dem italienischen Systemhaus Reloc das Aris-Board entwickelt, mit dem Anwender IoT-Anwendungen mithilfe des Renesas Synergy-Entwicklungs-Frameworks schnell einführen können. Arrow

Während das IoT-Angebot von Arrow Electronics global ausgerichtet ist, ist seine Entwicklung fest in Europa verwurzelt, wo das Unternehmen mit bekannten Anbietern von IoT-Hardware- und Softwareplattformen eng zusammenarbeitet. So hat Arrow beispielsweise mit dem italienischen Systemhaus Reloc das Aris-Board entwickelt, mit dem Anwender IoT-Anwendungen mithilfe des Renesas Synergy-Entwicklungs-Frameworks schnell einführen können (Bild 1).

Arrow hat auch mit NXP Semiconductors in den Niederlanden, dem französisch-italienischen Unternehmen ST Microelectronics und mit der britischen Firma Siretta kooperiert, die industrielle RF-Modems, Antennen und Signalstärke-Testgeräte für M2M herstellt, sowie mit Telit  mit Sitz in Rom hinsichtlich M2M-Modems, GNSS und Bluetooth Low Energy.

Arrow bietet zudem Design-Engineering, Integrations- und Logistikdienstleistungen vor Ort an und unterstützt Cloud-Services, Rechenzentrumslösungen, Vernetzung und Sicherheit. Zudem ist Arrow ein Sponsor des IoT-Trucks der NXP Smarter World Tour für das mobile IoT, der 2016 durch Europa tourte. Dabei wurden Interessenten das Grundmodell und die wichtigsten Elemente des Internets der Dinge, die Big Player dieses Bereichs und die eigenen IoT-Lösungen von Arrow präsentiert.

Zugriff auf Daten in Echtzeit

Bild 2: Das Lion-Board unterstützt Funktionen, die in einem IoT-Sensorknoten benötigt werden, und ermöglicht eine Low-Power-Verbindung mit der Cloud über das LoRa-Protokoll. Arrow

IoT-Anwendungsbereiche beginnen meist mit der Erfassung von Daten, die zuvor nicht zugänglich waren. Diese Daten lassen sich in der Cloud speichern und analysieren, um fundierte Entscheidungen treffen zu können. Derartige Entscheidungen können trivial sein, wie das Ausschalten von Lichtern, oder komplexen Aktionen erfordern, wie bei der industriellen Steuerung in der chemischen Produktion. Beide Anwendungsfälle benötigen Zugriff auf Daten in Echtzeit. Es gibt vier Schlüsselelemente für diesen Prozess: die genaue Erfassung der Anwendung, die Datenübertragung, die Datenauswertung und schließlich die Möglichkeit, dies alles sicher zu tun. Der Auswahlprozess, um ein solches Design zu ermöglichen, erstreckt sich über viele Technologien, einschließlich Sensoren, drahtlose Konnektivität, Kommunikationsprotokolle, eingebettete Verschlüsselung und Mikrocontroller.

Um den Designern durch dieses Auswahlverfahren zu helfen und den Designzyklus zu beschleunigen, hat Arrow eine Reihe von IoT Edge Boards eingeführt (Bild 2). Die bereits erwähnten Smart Everything Boards wurden entwickelt, um die neuesten Technologien zu zeigen, die für IoT-Edge-Anwendungen ideal sind. Die Platinen ermöglichen einen schnellen Proof of Concept, um Anforderungen von Kunden zu adressieren oder neue Business-Möglichkeiten zu generieren. Ebenfalls enthalten ist eine Reihe von Sensoren für die Datenerfassung.

Alle Boards kommen mit Datenverschlüsselung, um die erforderliche Sicherheit zu gewährleisten. Ein neues Board, das im 1. Quartal 2017 veröffentlicht wird, umfasst zudem eine Mustererkennungstechnologie, um dem Board weitere Fähigkeiten hinzuzufügen.

(ku)