Deep DiveIoT ©HELLA Aglaia GmbHIoT ©HELLA Aglaia GmbH

IoT: Intelligente Vernetzung ist Haupt(stadt)sache

Am Anfang stand ADAM. Das Projekt (Abkürzung für „Ausbau Digitalisierung im Anlagenmanagement“) war 2016 eines der ersten IoT (Internet of Things)-Vorhaben der Deutschen Bahn (DB): Heute melden 2.100 Aufzüge und 1.000 Fahrtreppen an den über 5.400 Bahnhöfen in der gesamten Bundesrepublik in Echtzeit ihren Status. Bei Defekten veranlassen sie automatisch die Reparatur und sorgen so dafür, dass sie schneller wieder in Betrieb genommen werden können. Zudem kann jeder Kunde über bahnhof.de und die App „DB Bahnhof Live“ jederzeit erfahren, in welchem Zustand sich Aufzüge und Rolltreppen befinden.

ADAM hat im Projekt FaSta - Station Facilities Status” mittlerweile einen Nachfolger gefunden, und die DB arbeitet bereits an der nächsten intelligenten Lösung: Sensoren in den etwa 12.000 Bahnhofsuhren im Bundesgebiet sollen über ein IoT-Funknetz auf Basis des LoRa-Protokolls (Long Range Wide Area Network) künftig melden, ob sich die Zeiger korrekt bewegen, Feuchtigkeit in die Uhren eingetreten ist oder ein Glasbruch vorliegt. Außerdem könnten die Uhren über Wifi-Signale ermitteln, wie viele Personen sich in ihrem näheren Umfeld befinden. Derzeit führt die DB Pilostudien unter anderem an den Berliner Bahnhöfen Bellevue und Jannowitzbrücke durch. Ziel ist es, künftig nicht nur defekte Uhren zu vermeiden. Gleichzeitig verspricht sich die DB eine Kostenersparnis für den Betrieb der Uhrensysteme.

Ob zur Steigerung der Effizienz in Betrieb und Wartung, zur Überwachung der Standfestigkeit bei Brückenbauwerken, zur Erhöhung des Komforts durch die Einstellung von haustechnischen Anlagen auf den individuellen Nutzer oder zum Teilen von Zustandsdaten, die den Austausch von Strom in der Nachbarschaft ermöglichen und so zu einer Kostenersparnis führen – das Potenzial für die Digitalisierung von Gebäuden für Betreiber, Verwalter und Nutzer ist nicht zu unterschätzen. Das bestätigte eine kürzlich veröffentlichte Studie der Technologiestiftung Berlin. Darüber hinaus wächst gerade auf dem Gebäudesektor angesichts der Klimakrise der Druck, schließlich entfallen über 40 Prozent der gesamten Primärenergie (Anm.: die Energie, die mit den ursprünglich vorkommenden Energieformen oder -quellen zur Verfügung steht, etwa als Brennstoff wie Kohle oder Energieträger wie Sonne)auf diesen Bereich. Allein das Einsparpotenzial durch Digitalisierung und damit Automatisierung der Heizungsanlagen wird laut Simulationsstudie des Fraunhofer-Insitut für Bauphysik (IBP) auf 14 Prozent bis 26 Prozent geschätzt. 

Smart Buildings: Raus aus dem Heizungskeller 

Nicht zuletzt angesichts dieses hohen Nutzens haben „intelligente Gebäudetechnik den Heizungskeller verlassen“, erläutert die Studie der Technologiestiftung. Die Komponenten zur Vernetzung der Alltagsgegenstände und Maschinen – von Sensor bis Software – seien vorhanden. Nur die Rahmenbedingungen hinken wie so oft der Technologie hinterher. Hier gelte es noch einige Herausforderungen zu bewältigen: Es mangle an Schnittstellen genauso wie an Fachkräften. Darüber hinaus werden die Möglichkeiten der modernen Anlagenhäufig nicht ausreichend genutzt. Nicht einmal jedes fünfte Gebäude in Deutschland sei heute auf dem aktuellen technischen Stand. Außerdem müsse wie in allen Bereichen der Digitalisierung ein ausreichender Datenschutz und eine damit konform gehende Nutzung gewährleistet werden. Ungeachtet dessen aber werden sogenannte Smart Buildings, in denen eine Vielzahl an Sensoren und Geräten wichtige Daten liefern und intelligente Steuerungen ausführen, schon heute als eine der größten Entwicklungschancen für den Zukunftsmarkt Internet der Dinge wahrgenommen. Und der hat erhebliches Wachstumspotenzial. eco, Verband der Internetwirtschaft und Arthur D. Little prognostizieren Ende 2017 etwa für den deutschen IoT-Markt ein Marktvolumen von knapp 17 Mrd. € in 2022 und ein jährliches Wachstum von 19 Prozent. 


Relayr Wunderbar Prototyp © Golem.de

Smarte Hauptstadt

So wie Smart Building-Anwendungen als zentraler Teil des IoT gelten, ist Berlin als Hauptstadt für die Entwicklung von intelligenten Gebäudesystemen unumstritten. Die Gründe dafür liegen auf der Hand – oder besser in den Zahlen: 263 IoT-Startups und Unternehmen sowie 82 weitere Akteure, wie Forschungseinrichtungen, sind in Berlin aktiv – eine vollständige Liste findet sich hier. Dies ist das Ergebnis einer IoT-Standortanalyse von Goldmedia GmbH im Auftrag der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe (SenWEB). Das Start-Up relayr, das die Sensoren für die intelligenten Uhren der DB an den beiden Berliner Bahnhöfen zu Verfügung stellt, ist nur eines dieser davon. Vor sechs Jahren gegründet, machte es 2013 erstmals mit der Erfindung der „Wunderbar“ auf sich aufmerksam. Mit dem kleinen Sensorenpaket, das äußerlich an einen Schokoriegel erinnerte, konnten Temperatur, Feuchtigkeit oder Umgebungslärm gemessen werden. Die mitgelieferte Software verknüpfte sie, und konnte zur Entwickung von Apps – wie einer Fernsteuerung für den smarten Fernseher – genutzt werden. Mittlerweile ist das Start-Up erwachsen geworden: Statt spielerischer Anwendungen statten die 200 Mitarbeiter an Standorten in Berlin, aber auch den USA, Großbritannien und Polen etwa Schindler-Aufzüge mit Sensoren aus. Damit nicht genug stellt das Unternehmen, das 2016 von HSB, einer US-Tochterfirma der Munich Re, zu einer Bewertung von 300 Mio. US-Dollar übernommen wurde, eine Software zur Analyse der gewonnenen Daten und zur Beratung der digitalen Transformation zu Verfügung. So können etwa Serviceteams „nach Bedarf“ zu den Aufzügen geschickt werden. Außerdem können die Erkenntnisse aus den Daten dazu beitragen, künftige Installationen zu verbessern. Die Instandhaltung von Aufzugs- und damit Smart Building-Systemen ist nicht das einzige Tätigkeitsfeld von relayr. Das Start-Up, das über eine Finanzierung von sage und schreibe 70 Mio. Dollar verfügt, stellt seine IoT-Technologie auch Industriekunden in anderen Branchen zu Verfügung. So baut es beispielsweise Sensoren an den Maschinen eines großen deutschen Getränkeabfüllers an. Am Klang der Messer, die Etiketten abschneiden, ist erkennbar, wann diese abgenutzt sind und ausgetauscht werden müssten. Das wiederum ermöglicht Einsparungen bei Produktion und Wartung. Beides verspricht relayr seinen Kunden, darunter Größen wie General Electric oder Cisco, nicht nur beim Einsatz der angebotenen IoT-Lösungen. Unterstützt durch seinen Mutterkonzern Munich Re bietet es dafür sogar eine finanzielle Garantiean. 

IoT – mehr als Smart Buildings 

Auch wenn die Erfolgsgeschichte von relayr sicherlich zu den Größten der heimischen IoT-Branche zählt, allein auf weiter Flur befindet sich das Unternehmen nicht: Insgesamt 405 relevante Akteure konnte eine Goldmedia-Recherche im Rahmen der „Analyse IoT-Standort Berlin-Brandenburg 2017“ im Auftrag der Technologiestiftung identifizieren – 345 in Berlin und 60 in Brandenburg. Gerade in der Bundeshauptstadt handelt es sich dabei vorwiegend um Start-Ups oder KMU, die erst in den letzten fünf Jahren auf den Markt kamen und auf unterschiedlichen Gebieten ihre Expertise zeigen. Das Unternehmen „Ververica“, das ursprünglich unter dem Namen „data Artisans“ an der Entwicklung des Big-Data-Frameworks Apache Flink involviert war, etwa hat sich auf Streaming-Processing-Plattformen spezialisiert. Mit diesen können Unternehmen ihre Echtzeit-Datenanwendungen verwalten und auf Änderungen reagieren. Mittlerweile hat Ververica, das kürzlich vom chinesischen Cloud-Anbieter „Alibaba“ übernommen wurde, die Version 1.4.0 herausgebracht. Mindestens ebenso erfolgreich, wenn auch auf einem völlig anderen Gebiet nutzt der Licht- und Elektronikspezialist „HELLA Aglaia“ das IoT. Das Unternehmen, dessen auf Bildverarbeitung und Softwarelösungen spezialisiertes Tochterunternehmen in Berlin sitzt, entwickelt seit Jahren Hard- beziehungsweise Software, die Maschinen das intelligente Sehen ermöglicht. Unter der Prämisse „gute Sicht und gute Sichtbarkeit in jeder Situation“ ermöglichen heute bereits kamerabasierende Fahrassistenz-Systeme die Lichtsituation der Fahrzeugumgebung zu erfassen, zu bewerten und an die Fahrzeuge rückzumelden, sodass diese wiederum entsprechende Maßnahmen setzen. Mit seinen innovativen Lichtsystemen ist HELLA Aglaia auch Teil des Projekts „SAFARI“, einer Kooperationen zwischen Partnern der Verwaltung, Forschung und Industrie: Auf einem digitalen Testfeld-Berlin im Bezirk Reinickendorf soll hochgenaues Kartenmaterial entstehen, das als Grundvoraussetzung für sichere, effiziente, und nachhaltige Mobilität der Zukunft gilt. Dabei soll das Kartenmaterial nicht nur Informationen über Fahrspuren oder aus den Lichtsignalanlagen erhalten, sondern auch laufend durch Updates aus automatisierten Fahrzeugen korrigiert und ergänzt werden. 


© SAFARI

Kooperation und Förderung machen smart 

Zusammenarbeit wie beim digitalen Testfeld steht auch auf dem Bosch IoT Campus im Vordergrund. Mehr als 300 Mitarbeiter sind in Berlin Tempelhof hauptsächlich in Projekten rund um die Themen IoT und digitale Transformation tätig. Von „Elevator Monitoring“ über die Überwachung des Gebäudeequipments anhand von Unternehmenskennzahlen – mehr als 250 internationale IoT-Projekte in den Bereichen Manufacturing, Mobilität, Energie, Smart Home & Building und Smart City haben die Teams des Konzerns bereits realisiert. Doch der IoT-Campus steht nicht nur Bosch-Mitarbeitern und -Kunden offen, das gesamte „IoT-Ökosystem soll an einem Ort vereint“ werden, heißt es auf der Website. Damit es nicht bei einem heeren Ziel bleibt, bietet der Bosch IoT-Campus jede Menge Raum und Möglichkeiten für Austausch: Für einschlägige Veranstaltungen zum Internet der Dinge etwa, wie sie in Berlin eine ganze Reihe von Gruppen, darunter meetup.com, die Eventsite iotevents.org oder auch die Website des industrial internet consortiums, anbieten. Eine weitere Möglichkeit der Vernetzung bietet die Bosch IoT Academy, in der Interessierte verschiedene technische Trainings zu Spezialthemen der IoT, aber auch der Business-Entwicklung besuchen können. 

Bündeln, transferieren, monetarisieren 

Eine solche Vernetzung bestehender Experten und Aus- bzw. Weiterbildung von solchen, die es noch werden wollen, ist ganz im Sinn von Berlin selbst. Schließlich gelte es, das Potenzial der zahlreichen Talente am Standort und damit die Schaffung möglicher neuer Geschäftsmodelle im Bereich IoT zu fördern, betonte die Technologiestiftung in der Studie IoT in Berlin. Nicht nur von den insgesamt 263 IoT-Startups und Unternehmen, sondern auch innerhalb der 82 weiteren Akteure wie Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen, Inkubatoren, Ventures und Förderinstitutionen, die in Berlin aktiv sind. Genau zum Zweck der Vernetzung sowie Wissensvermittlung existieren schon heute E-Learning-Plattformen wie die openHPI des Hasso-Plattner-Instituts, auf der Video-Vorlesungen, interaktive Selbsttests und Hausaufgaben mit einem sozialen digitalen Lernraum kombiniert werden. Einen wichtigen Ansatzpunkt stellen in dem Zusammenhang Forschungskooperationen wie das Siemens Center of Knowledge Interchange der TU Berlin (CKI)dar. Neben dem Bereich der Talentförderung ist die Initiierung von gemeinsamen Forschungsprojekten ein Anliegen des CKI. 

Gerade die Vielfalt der IoT-Akteure prädestiniert Berlin als Standort für den „IoT-Hub“ der Digital Hub Initiative (de:hub)des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) in Berlin. Betrieben von einem Konsortium aus Partnern der Wirtschaft und Forschung – darunter der Factory, Next Big Thing (NBT) und das Fraunhofer Leistungszentrum für IoT- ist das Ziel der Initiative, an der sich auch die Stadtverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe beteiligt, das Know-how zu bündeln, zu transferieren und letztlich auch zu monetarisieren. 

Damit Innovationen tatsächlich stattfinden können, ist neben Vernetzung und Know-how-Transfer auch etwas Anderes entscheidend: Der barrierefreie Zugang zu IoT-Netzen, die allen Nutzergruppen für Experimente offen stehen. Zwar ist in Berlin derzeit kein Web flächendeckend in Betrieb, doch mit dem Projekt Free Wifi Berlin entsteht seit Juni 2016 ein Wifi-Netz aus über 650 Access Points, das an hunderten Orten in Berlin freien WLAn-Zugriff ermöglicht. Zusätzlich haben Akteure wie The Things Network (TTN) vor,  reichweitenstarke Netzwerktechnologien wie Zigbee oder LoRaWAN zu Verfügung zu stellen. Auch die Technologiestiftung selbst hat eine Hackingbox IoT-Edition bestehend aus Leih-Gateway, LoRaWAN-Kommunikationsmodulen und Experimentieranleitungen angekündigt. 

Angesichts all dieser Iniatitiven muss man sich um ADAMs Kinder und Kindeskinder in Berlin wohl keine Sorgen machen... 

author
Dr. Frank Schramm

5G-Mobilkommunikation und IoT

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