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Infrastruktur

Mit Licht auf dem Weg zum Internet der Dinge

Das Internet der Dinge wächst mit einer rasanten Geschwindigkeit von über 40 Prozent pro Jahr. Der Erfolg liegt in der Vielzahl der Einsatzgebiete und dem entsprechenden Mehrwert für die Nutzer zu Grunde – in der Fertigung etwa in Produktionssteigerungen. Doch mit der Vielfalt steigt auch die Komplexität. Wie lässt sich diese reduzieren und gleichzeitig die Kommunikation der Geräte harmonisieren? Indem Licht als Infrastruktur für das Internet der Dinge dient.

Bild: Tridonic GmbH & Co. KG

Bild: Tridonic GmbH & Co. KG

Mehrere Faktoren sprechen für eine lichtbasierte Infrastruktur: Der erste ist die Omnipräsenz von Licht. Überall, wo Menschen sind, ist auch künstliches Licht – sowohl in den Gebäuden als auch auf den Straßen. Es gibt Milliarden von Lichtquellen, die ein feingranulares und verbundenes Netzwerk bilden. Mit dem Schritt zur Vernetzung auf IP-Basis wird dieses Netzwerk auch für das Internet der Dinge nutzbar. Zum zweiten haben Lichtquellen bereits eine eigene Energieversorgung. Diese können sie mit den Geräten des Internets der Dinge leicht teilen. Dadurch ist es einfach, weitere digitale Elemente und Sensoren zu integrieren – nicht nur Präsenzmelder, sondern auch Thermostate oder Beacons für die Indoor-Navigation.

Überall vorhanden und einfach zu erweitern

Die überall bereits vorhandene Infrastruktur des Lichts und ihre einfache Erweiterbarkeit sind also die ideale Basis für das Internet der Dinge. Die Licht-Infrastruktur ist dabei gleichzeitig Rückgrat und Motor für eine einfache, flächendeckende und effiziente digitale Vernetzung. In der Fertigung ist der Wechsel zu LED-Leuchten allerdings noch nicht abgeschlossen – vielfach sind heutzutage nach wie vor Leuchtstofflampen oder Hochdruck-Entladungslampen im Einsatz. Dabei bietet ein Umstieg auf LED neben Energieeinsparungen im laufenden Betrieb zahlreiche weitere Vorteile. Vor allem dann, wenn Unternehmen direkt auf Wireless-Technologie setzen. Dies bedeutet wenig Mehraufwand bei der Installation und öffnet zugleich Türen, die zur Produktivitätssteigerung und Kostensenkung beitragen können. Zwei Anwendungsfälle sollen dies verdeutlichen:

Anwendungsfall Predictive Maintenance

Gerade in der Fertigung bedeutet der Wechsel von Leuchtmitteln hohe Kosten und einen großen Aufwand sowie im schlimmsten Fall auch eine Unterbrechung der Fertigungsabläufe. Denn mit Deckenhöhen von acht Metern oder mehr ist der Austausch meist mit einem Einsatz von Personenliften verbunden. Mithilfe von Remote Monitoring, einer Fernüberwachung, kann über eine lichtbasierte Infrastruktur eine vorbeugende und proaktive Instandhaltung durchgeführt werden – Stichwort Predictive Maintenance. Moderne IP-vernetzte Lichtsysteme übertragen dabei sämtliche Betriebsparameter und Betriebsbedingungen an eine zentrale Datenbank beziehungsweise in die Cloud. Auf diese Weise können nicht nur direkt auf einem Dashboard Fehler automatisch gemeldet werden, sondern mit Datenalgorithmen frühzeitig zukünftige Ausfälle – etwa aufgrund von regelmäßigen Spannungsspitzen oder erhöhter Umgebungstemperatur – prognostiziert und im Rahmen von planmäßigen Wartungsintervallen behoben werden, ehe es zum Ausfall kommt. Mit diesem Ansatz haben Produktionsbetriebe die Chance, anstehende Arbeiten vorausschauend zu konsolidieren und zum Beispiel zu Terminen außerhalb der Arbeitszeiten durchzuführen. So stören sie nicht den laufenden Betrieb und verursachen dadurch keine zusätzlichen Kosten.

Anwendungsfall Asset Tracking

Ein weiterer Vorteil durch ein Internet der Dinge in einer Fertigungshalle ist die sogenannte Indoor-Navigation (Navigation in Gebäuden), die vor allem für Asset Tracking (Inventur- und Betriebsmittelverwaltung) interessant ist: Dabei werden Equipment und Rohmaterialien, die an verschiedenen Standorten innerhalb einer Produktionshalle zum Einsatz kommen, über Funk kontinuierlich lokalisiert. Auf diese Weise kann zum Beispiel automatisiert gemeldet werden, wenn etwa teure Werkzeuge ihren zugeordneten Arbeitsbereich verlassen oder sich aktuell in einem Bereich Transportwagen sammeln, während es an anderer Stelle zu Engpässen kommt. Auch Schlüsselpersonen wie der Produktionsleiter sind in großen Produktionshallen durch Tracking schnell auffindbar. So wie Leuchten heute das ‚Satelliten-Netzwerk‘ im Innenraum für Indoor-Navigation und -Tracking bilden, können sie in Zukunft auch den nächsten Schritt gehen und mit Ultabreitband-Beacons zum Indoor-GPS für Drohnen in der nächsten Industriellen Revolution werden.

Leuchten dienen als Drehscheibe für Daten

Die Beispiele geben einen Eindruck, wie einfach und sinnvoll es ist, über das Internet des Lichtes ein Internet der Dinge zu organisieren: Die Leuchten dienen dabei als Drehscheibe für Sensordaten aller Art. Letztlich reduziert die Infrastruktur über Licht die Komplexität, da keine Gateways notwendig sind und die Stromversorgung immer gegeben ist. Produktionsbetriebe können auf diese einfache aber effektive Methode ihre Kosten senken und neue Anwendungsfelder und Dienstleistungen erschließen. Gleichzeitig bietet es die technologische Basis für vernetzte Anwendungen, die in den nächsten Jahren entstehen werden.

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