Es wird erwartet, dass das Internet der Dinge (IdD) alle Aspekte der Gesellschaft dramatisch verändern wird, einschließlich der Rahmenbedingungen der Industrie und des alltäglichen Lebens. Die Sensortechnologie ist eine der Kerntechnologien für die Schnittstelle zwischen der realen Welt und dem Cyberspace (den Computern). Executive Director Hideyo Asano von Mayekawa Mfg. Co., Ltd. of Japan, der ersten japanischen Firma, die ein Fernüberwachungssystem für industrielle Kältemaschinen auf den Markt gebracht hat, diskutiert über die Trends der Sensortechnologie und die Auswirkungen des Internets der Dinge auf die Gesellschaft mit Takaya Nagahata, Group General Manager, Sensor Business Strategy bei ROHM Co., Ltd. in Japan, einem Marktführer im Segment der Sensorkomponenten.

Nagahata:

　Viele Menschen in vielen Bereichen haben ein großes Interesse am Internet der Dinge - denn es verbindet alles miteinander, nicht nur die Informationstechnik, die von Anfang an für Netzwerke geschaffen wurde. Der Grund ist, dass die Integration von Konzepten des Internets der Dinge in die bestehenden Rahmenbedingungen neue Funktionen und Services entstehen lässt und dadurch können sich zukünftig neue Geschäftsfelder eröffnen.

　Ein konkretes Beispiel ist die Fernüberwachungstechnologie, die über das Internet oder andere Informationsnetze den Zustand von Geräten und Systemen fernüberwacht. Mayekawa begann 2008 mit der Auslieferung von Fernüberwachungssystemen und startete auf dieser Basis einen Wartungsservice.

Asano:

Hideyo Asano

Executive Director Mayekawa Mfg. Co., Ltd

　Mayekawa Manufacturing spezialisiert sich auf die Fertigung von Kühlsystemen, insbesondere auf die Herstellung großer Kühlmaschinen, wie sie bei der Produktion, Distribution und dem Verkauf von Tiefkühlprodukten eingesetzt werden. Außer der Konstruktion und Fertigung von Tiefkühlmaschinen, stellen wir Kühlanlagensysteme her und bieten Installationsservice an. Wir wickeln auch den gesamten Prozess nach der Installation ab, einschließlich der Wartung der Kühlmaschinen.

　Wir führten die Fernüberwachungssysteme 2008 erstmal ein. Sie sind Bestandteil unserer hocheffizienten Kühlmaschinen der NewTon Serie mit natürlichem Kältemittel in Kühlhäusern (Abb. 1). In regelmäßigen Abständen werden die Informationen der mehr als 30 Sensoren, die in jede Maschine eingebaut wurden, über ein Kommunikationsnetzwerk von NTT DOCOMO Inc. in Japan auf unsere Server hochgeladen. Mithilfe der Daten in unserem automatischen Überwachungssystem überwachen wir den Zustand der Maschinen des Kunden. Das System überwacht und benachrichtigt uns außerdem über potenzielle Störungen, sodass Ausfälle verhindert werden können, bevor sie eintreten. Sobald erste Anzeichen für eine bevorstehende Störung erkannt werden, begibt sich ein Servicetechniker vor Ort und untersucht und behebt die Ursache.

Abb. 1 Die hocheffiziente NewTon Kühlmaschine für natürliche Kühlmittel mit Fernüberwachungssystem

　Als wir dieses System entwickelten, war das Modewort "Internet der Dinge - IdD" noch nicht erfunden. Wir hatten bei der Entwicklung also nicht das Internet der Dinge vor Augen. Im Nachhinein haben viele unsere Maschine als gutes Beispiel für das Internet der Dinge angeführt. Jetzt sind wir uns dieses Trends deutlich bewusst und diskutieren darüber, wie unsere Produkte dem Internet der Dinge gerecht werden.

Immer anspruchsvollere Anforderungen an die Sensoren

Nagahata

　Der Hersteller elektronischer Komponenten Rohm ist sich des Potenzials des Internets der Dinge bewusst (Abb. 2). Wir stärken unsere Position bei den Sensoren, denn sie sind für die Systeme des Internets der Dinge z. B. Überwachungssysteme unverzichtbar.

Abb. 2 Initiativen von Rohm auf dem Markt des Internets der Dinge

　Rohm begann als Hersteller von Widerständen d.h. passiver Komponenten. Heute verdienen wir achtzig Prozent unseres Umsatzes mit der Herstellung von Halbleitern.. Wir optimieren die Technologien, die wir über die Jahre bei der Produktion einer großen Palette von Sensoren entwickelt haben, einschließlich Hall-Sensoren, optischer Sensoren und Sensoren für mikroelektronische mechanische Systeme (Micro Electro-Mechanical System, MEMS).

　Wir waren an der Entwicklung von Produkten für Sensornetzwerk beteiligt und hatten bereits eigne Lösungen vorgeschlagen. Mit der Entwicklung des Konzepts des Internets der Dinge haben wir unser Herangehen neu bewertet. Wir entschieden uns, schnell und akkurat die Anforderungen des Entwicklungsbedarfs bei den Sensoren zu erfüllen, den Schlüsselkomponenten der Implementierung des Internets der Dinge. Genauer, wir schufen 2014 die neue Geschäftsstrategiegruppe für Sensoren und zentralisierten die Sensortechnologie und alle Informationen der Rohm Gruppe dazu. Durch die Zusammenfassung aller zugehörigen technischen Ressourcen gelang es uns, die eigene Fachexpertise optimal einzusetzen und den unterschiedlichen Anforderungen des Markts gerecht zu werden. Der Markt des Internets der Dinge steckt noch in den Kinderschuhen. In dieser Phase ist es für uns wichtig, ein System zu etablieren, das schnell und flexibel auf die Marktanforderungen reagiert.

Asano:

　Kühlmaschinen sind schon seit vielen Jahren mit vielen Sensoren ausgestattet. Mit der Einführung des Fernüberwachungssystems sind jedoch neue und umfassenderer Bedürfnisse entstanden. In der Vergangenheit wurde der Druck mit einer Rohrfeder gemessen und die Temperatur mit einem Alkoholthermometer. Die Servicetechniker kamen an den Standort und nahmen manuell Ablesungen vor. Anschließend analysierten sie mit diesen Daten die Leistung der Anlage. Wir verwenden diese Geräte als Sensoren, aber im Grunde zeigen sie nur ungefähre Werte an.

　Das Fernüberwachungssystem setzte ein digitales Sensorsystem voraus und musste außerdem sehr präzise Daten liefern, damit die Ingenieure den Betriebszustand ordnungsgemäß bestimmen können. Die hohe Präzision muss über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden.

Nagahata:

　Im Allgemeinen muss die Lebensdauer von Geräten für industrielle Anwendungen 1,5 bis 2 Mal länger sein, als die in der Unterhaltungselektronik. Industrielle Produkte werden auch länger verwendet als die Produkte der Konsumgüterbranche. Diese Geräte müssen also eine längere Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit gewährleisten. Der Gerätehersteller muss über einen langen Zeitraum Ersatzteile liefern. Ausgehend davon sieht die Richtlinie von Rohm vor, den gesamten Herstellungsprozess im eigenen Haus unter dem Motto "Qualität kommt zuerst" abzuwickeln.

Sensortechnologie ersetzt die fünf Sinne

Asano:

　Mit dem Bedarf an leistungsstärkeren Überwachungsfunktionen steigen die Anforderungen z. B. an Sensoren, die jetzt in der Lage sein müssen, Daten zu generieren, die es mit den fünf Sinnen des Menschen aufnehmen können. Der Servicetechniker sammelt im Maschinenraum des Kunden Informationen mithilfe der Sensoren, mit denen Menschen ausgestattet sind. Er achtet beispielsweise auf die Geräusche des Kompressors. Auf der Basis dieser Informationen seiner Sinne beurteilt er den Zustand der Maschine. Ein Servicetechniker sammelt mit allen fünf Sinne Informationen für seine Wartungsarbeiten. Ein Fernüberwachungssystem benötigt dieselben Informationen, die ein Servicetechniker für die Ausführung der Wartungsarbeiten nutzt.

Nagahata:

Takaya Nagahata

Group General Manager Sensor Business Strategy ROHM Co., Ltd.

　Wir haben bereits Anfragen nach Sensoren, die die menschlichen Sinne nachbilden. Es heißt, dass Menschen nur das hören, was sie hören möchten und es gingen bei uns Anfragen ein, Sensoren zu entwickeln, die nur spezifische Geräusche aufnehmen. Wie wir mit Augen, Ohren und Nase Änderungen im Wasser oder in der Luft wahrnehmen, so sind auch Sensoren fähig, Veränderungen in Gasen und Flüssigkeiten sofort und mit hoher Präzision zu erkennen. Zum Beispiel können Abwasser- und Abgasanlagen von Sensoren statt von Menschen überwacht werden.

　Wir können mit Spektrofotometern und anderen großen Messgeräten und Analyseanlagen im Labor die Veränderungen in Gasen und Flüssigkeiten mit hoher Präzision analysieren. Durch ihre Größe sind diese Anlagen jedoch nicht zweckmäßig und mit hohen Kosten verbunden. Wenn dieselben Funktionen mit einem kleinen Sensor implementiert werden, wäre es möglich, Systeme zu entwickeln, die unsere fünf Sinnesorgane abbilden.

Asano:

　Könnten kompakte Systeme entwickelt werden, die mit allen Funktionen der großen Messanlagen ausgestattet sind, wären Sensoren für die fünf Sinne praktikabler. Dafür gibt es auch bereits Beispiele. Die Vibrationsanalyse erfordert ein großes FT-Analysesystem (Fourier-Transformation, FT). Jetzt können dieselben Funktionen mithilfe der Software und eines Mikroprozessor ausgeführt werden. Dazu muss das FT-Analysesystem nicht mehr in das Bedienpult eingebaut werden. Auch Hersteller wie wir, die sich auf die Produktion von Maschinen spezialisiert haben, sind an dem Punkt angekommen, wo diese neue Technologie übernommen werden muss.

Die Zusammenarbeit mit den Kunden ist der Schlüssel

Nagahata:

　Rohm fertigt Komponenten und entwickelt in dieser Eigenschaft auch neue Sensoren für viele Anwendungszwecke des Internets der Dinge. Zugleich sind uns als Komponentenhersteller Grenzen gesetzt, die wir nicht allein überwinden können. Immer anspruchsvollere Systeme verwenden Sensoren. Die Anforderungen werden differenzierter. Wie erfolgreich wir bei der Lieferung neuer Funktionen und hoher Leistung sein mögen, wir können keinen Mehrwert schaffen, wenn wir dem Bedarf des Marktes nicht gerecht werden.

　Wie ich bereits sagte, derzeit befindet sich der Bereich Internet der Dinge noch in der ersten Entwicklungsphase. Wenn wir mit den Kunden in den ersten Phasen zusammenarbeiten, können wir effizient neue Produkte entwickeln, die die Anforderungen der Kunden erfüllen. In Japan und Übersee wurde diese Initiative bereits gestartet. Das Rohm Innovation Foundry System kombiniert piezoelektrische Komponenten mit MEMS-Technologie und hat bereits ein Reihe von Technologien auf den Weg gebracht z. B. Infrarotsensoren und geomagnetische Sensoren.

Asano:

　Neue Unternehmen und Services auf der Basis des Internets der Dinge erfordern Forschungen zur Identifizierung des Bedarfs dieser aufsteigenden Märkte. Wir haben bereits ein Projekt für die Entwicklung neuer Unternehmen und Dienstleistungen auf der Grundlage unseres Fernüberwachungssystems gestartet. Das Projektteam hat über 20 Mitarbeiter in mehr als 40 lokalen Servicebüros. Die Mitarbeiter treffen sich mit den Kunden zum Brainstorming und um neue Ideen im Wartungssektor zu beurteilen. Wenn wir die Bedürfnisse des neuen Markts identifizieren können, sind wir in der Lage das Überwachungssystem und die darauf beruhenden Services zu entwickeln.

　Das Internet der Dinge kann unser Geschäftsmodell völlig verändern. Wir sind uns dieser Möglichkeit durch NewTon bewusst geworden. Es war üblich, einen Servicetechniker an den Kundenstandort zu entsenden, wenn ein Problem aufgetreten war. Mit dem Fernüberwachungssystem sank die Anzahl der Störungsanrufe und das Unternehmen geht schrittweise zu geplanten Besuchen am Standort über. Mit anderen Worten der grundlegende Verkaufsansatz und die Verfahren ändern sich.

　Die Zukunft wird noch größere Chancen bieten. Wenn das Fernüberwachungssystem eine detaillierte Wartung bietet, kann beispielsweise die Anlage des Kunden in einem "neuwertigen" Zustand erhalten werden. Die adaptive Optimierung ist außerdem in der Lage, die Leistung über den "neuwertigen" Zustand hinaus zu steigern. Das kann sich auf die Bedeutung des Besitzes der Anlage aus Sicht des Kunden auswirken. Möglicherweise erhalten sie die Anlage kostenlos und zahlen lediglich für die Heizung oder Kühlung, die sie verbrauchen. Das wäre ein völlig neues Geschäftsmodell.

Nagahata:

　Das Internet der Dinge breitet sich bereits in vielen Geschäftsfeldern aus und beginnt unser Leben und die Gesellschaft schon zu verändern. Rohm fühlt sich verpflichtet, bei der Beschleunigung dieses Prozesses und der breiten Übernahme zu helfen. Wir unterstützen die Implementierung des Internets der Dinge aktiv durch eine richtige Identifizierung der Anforderungen des Markts, auf die wir mit neuen Technologien und Komponenten reagieren.