IoT-Geräte Beispiele: Intelligente Vernetzung im Alltag und in der Industrie

Die vierte industrielle Revolution ist in vollem Gange. Unternehmen, die dem Industriestandard 4.0 gerecht werden und maximalen Nutzen daraus ziehen wollen, müssen ihre Produktionsprozesse automatisieren. Grundlage hierfür ist die intelligente Verknüpfung und Vernetzung von Fertigungsanlagen, Produkten, Personal und kompletten Produktionssystemen. Zentral für diese Entwicklung sind Internet-of-Things-Geräte (IoT-Geräte), die in immer mehr Bereichen des täglichen Lebens und der Industrie zum Einsatz kommen. Beispiele für diese gibt es zahlreiche.

Was sind IoT-Geräte? Definition und Funktionsweise

IoT-Geräte sind computergestützte, mit Sensoren, Software und anderen Technologien ausgestattete Devices, die über das Internet mit anderen Geräten kommunizieren und Daten austauschen können. Der Begriff “Internet der Dinge” steht für ein System miteinander verbundener Rechner, die ohne menschliches Zutun Daten über ein drahtloses Netzwerk erfassen und übertragen können.

Zu einem vollständigen IoT-System gehören vier wesentliche Elemente:

• Sensoren/Geräte: Sie erfassen Daten aus ihrer Umgebung und bilden die Grundlage jeder IoT-Anwendung
• Konnektivität: Die erfassten Daten werden über WLAN, Bluetooth, LPWAN oder andere Netzwerke übertragen
• Datenverarbeitung: In der Cloud werden die Daten analysiert und Aktionen abgeleitet
• Benutzeroberfläche: Ermöglicht die Interaktion mit dem System, meist über Smartphone-Apps oder Weboberflächen

Die beliebtesten IoT-Geräte Beispiele im Alltag

Im privaten und häuslichen Umfeld begegnen uns heute zahlreiche IoT-Geräte, die unser tägliches Leben komfortabler und effizienter gestalten:

• Smart-Home-Devices: Vernetzte Beleuchtungssysteme, Thermostate, Sicherheitssysteme und Türklingeln mit Kamera
• Intelligente Haushaltsgeräte: Kühlschränke, die Einkaufslisten erstellen, smarte Waschmaschinen und Öfen
• Digitale Assistenten: Smart Speaker wie Amazon Echo oder Google Home
• Wearables: Fitness-Tracker, Smartwatches, VR-Headsets und medizinische Sensoren
• Unterhaltungselektronik: Smart TVs, vernetzte Spielkonsolen und Audio-Systeme

Smart Home: Intelligente Heimvernetzung im Detail

Smart-Home-Anwendungen gehören zu den beliebtesten IoT-Geräte Beispielen für Privatanwender. Ein zentrales Element ist die intelligente Beleuchtung, bei der Lampen automatisch an die Tageszeit oder Anwesenheit angepasst werden und sich bequem per App oder Sprachbefehl steuern lassen. Ebenso bedeutsam sind smarte Thermostate, die die Gewohnheiten der Bewohner erlernen und selbstständig Heizung oder Klimaanlage regulieren, was Energiekosteneinsparungen von bis zu 20% ermöglicht. Für mehr Sicherheit sorgen autonome Sicherheitssysteme mit vernetzten Kameras, Bewegungsmeldern und digitalen Türschlössern, die bei ungewöhnlichen Aktivitäten sofort Benachrichtigungen direkt aufs Smartphone senden und so den Hausbewohnern jederzeit Kontrolle und Sicherheit bieten.

IoT-Geräte Beispiele in der Industrie (IIoT)

In der Industrie spricht man vom Industrial Internet of Things (IIoT), bei dem IoT-Geräte zur Optimierung von Produktions- und Fertigungsprozessen eingesetzt werden. Diese industriellen IoT-Geräte ermöglichen die Funktionsüberwachung von Maschinen und Anlagen in Echtzeit und sorgen für geringere Produktionsverluste und einen störungsfreien Betrieb.

Typische IIoT-Geräte Beispiele sind:

• Vernetzte Fertigungsroboter: Automatisierte Systeme, die miteinander kommunizieren und Produktionsprozesse koordinieren
• Intelligente Pumpensteuerungen: Systeme, die Durchfluss, Druck und andere Parameter kontrollieren
• Smarte Durchflussmesser und Ventilantriebe: Präzise Steuerung von Flüssigkeiten in Produktionsprozessen
• Industrielle Sensoren: Überwachen Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und andere Parameter in Echtzeit
• Mess- und Regelsysteme: Zur Fernauslesung und -Steuerung optimaler Prozessparameter (z.B. HAKUGUARD, AutomatedLineControl SCUID)

Predictive Maintenance: Vorausschauende Wartung durch IoT

Ein besonders wertvolles Anwendungsbeispiel in der Industrie 4.0 ist Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung). Sensoren überwachen kontinuierlich den Zustand von Maschinen und erfassen Daten wie Temperatur, Vibrationen und Betriebsstunden. Diese Datengrundlage verwenden Unternehmen, um den Ausfall von Maschinen vorherzusagen. Wartungsarbeiten können genau dann durchgeführt werden, wenn sie notwendig sind. Das minimiert ungeplante Ausfallzeiten und verlängert die Lebensdauer der Maschinen. Dies spart außerdem Kosten, denn es wird nur gewartet, wenn das auch nötig ist und nicht turnusmäßig oder nach Gefühl.

Während Consumer-IoT-Geräte darauf abzielen, den Komfort der Nutzer zu erhöhen, liegt der Schwerpunkt industrieller IoT-Geräte darin, Produktionsprozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern, die Produktionskosten zu senken und die Arbeitsbedingungen für das Personal zu verbessern. Das IoT verbindet bereits existierende Bereiche wie IT, Machine-to-Machine-Communication, Big Data und weitere Automatisierungstechnologien über Schnittstellen wie OPC UA oder MQTT und bildet damit eine Grundvoraussetzung für das Gelingen der digitalen Transformation.

Smart City: IoT-Geräte Beispiele für intelligente Städte

In Städten helfen IoT-Anwendungen, die Infrastruktur effizienter zu gestalten und die Lebensqualität der Bewohner zu verbessern. Hier einige wichtige Beispiele:

• Smarte Abfallentsorgung: Sensoren in Müllcontainern erfassen den Füllstand und melden automatisch, wann eine Entleerung notwendig ist. Das reduziert unnötige Fahrten und trägt zu einer effizienteren Ressourcennutzung bei.
• Intelligente Beleuchtung: IoT-Sensoren in Straßenlaternen erfassen das Umgebungslicht und die Anwesenheit von Personen. Sie passen die Beleuchtung automatisch an und sparen Energie ein, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.
• Intelligentes Verkehrsmanagement: Sensoren und Kameras überwachen den Verkehrsfluss in Echtzeit. Auf Grundlage dieser Daten werden Ampelschaltungen dynamisch angepasst, um Staus zu minimieren und Emissionen zu reduzieren.
• Smart Parking: Sensoren in Parkplätzen erkennen freie sowie belegte Plätze und übermitteln die Informationen in Echtzeit an ankommende Fahrer. Das reduziert die Parkplatzsuche und entlastet städtische Straßen vom Verkehr.

Vorteile und Anwendungsbereiche von IoT-Geräten in der Prozesskontrolle

Die automatische Prozesskontrolle durch IoT-Geräte bietet zahlreiche Vorteile für industrielle Anwendungen:

• Echtzeitüberwachung: Kontinuierliche Kontrolle aller relevanten Parameter
• Prädiktive Wartung: Frühzeitiges Erkennen von Verschleiß und Ausfallrisiken
• Automatisierte Prozessoptimierung: Selbständige Anpassung von Parametern für optimale Ergebnisse
• Ressourceneinsparung: Reduzierung von Energie-, Wasser- und Rohstoffverbrauch
• Qualitätssicherung: Konstante Überwachung der Produktqualität und automatische Korrektur bei Abweichungen

Das Herzstück der automatischen Kontrolle industrieller Prozesse bilden smarte Sensoren, die unterschiedlichste Prozessparameter hochpräzise erfassen und via Netzwerk-Konnektivität an einen Aktor senden. Dieser vergleicht die Istwerte mit den Sollwerten und steuert bei Bedarf Anlagenkomponenten an, um die Parameter gezielt zu beeinflussen und Abweichungen zu beseitigen.

HAKUGUARD – Innovative IoT-Lösung für die industrielle Prozesskontrolle

Als mustergültiges Beispiel für fortschrittliche industrielle IoT-Geräte hat Kluthe mit HAKUGUARD ein umfassendes System zur Prozessüberwachung und -steuerung entwickelt. HAKUGUARD ist ein IoT-basiertes Mess- und Regelsystem, das speziell für die Oberflächenvorbehandlung und ähnliche industrielle Anwendungen konzipiert wurde.

Was ist HAKUGUARD?

HAKUGUARD von Kluthe bietet eine intelligente Lösung zur digitalen Vernetzung von Anlagenteilen, eine moderne Visualisierung und einen unterstützenden Service durch Vorbehandlungsspezialisten. Das System kann Unternehmen helfen, ihren Verbrauch an Chemikalien, Wasser und Energie sowie das Abfallaufkommen deutlich zu verringern – wodurch Kosten sinken und gleichzeitig die Prozesssicherheit und Nachhaltigkeit steigen.

HAKUGUARD im Überblick – Komponenten und Funktionen

Die HAKUGUARD-Lösung besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten:

• Intelligente Sensoren: Erfassen kontinuierlich kritische Parameter wie Temperatur, pH-Wert, Leitfähigkeit und chemische Zusammensetzung
• Vernetzte Steuereinheiten: Verarbeiten die Sensordaten und steuern die entsprechenden Aktoren
• Cloudbasierte Datenanalyse: Ermöglicht die zentrale Speicherung und Auswertung aller Prozessdaten
• Fernüberwachungs-Dashboard: Bietet Echtzeit-Einblick in alle relevanten Prozessparameter von jedem Standort aus
• Automatisierte Dosiersysteme: Sorgen für die präzise Zugabe von Chemikalien und anderen Substanzen

Sowohl der Anwender als auch die Spezialisten von Kluthe haben in Echtzeit Zugriff auf Informationen wie Prozessparameter und Dosiermengen, die für eine effiziente Überwachung der installierten Geräte und Vorbehandlungsprozesse, unabhängig vom Standort, notwendig sind.

Die Grundlage von HAKUGUARD bilden bewährte, vernetzbare Mess- und Dosiergeräte. Deren Vernetzung ermöglicht ein optimales Zusammenspiel von Dosierpumpen, Mess- und Kontrolleinheiten, gewährleistet stabile und transparente Prozesse und wird durch Expertenteams unterstützt.

Praktische Anwendungsbeispiele von HAKUGUARD

HAKUGUARD kommt in verschiedenen industriellen Anwendungen zum Einsatz:

• Oberflächenvorbehandlung: Präzise Kontrolle von Entfettungs-, Phosphatier- und Spülprozessen
• Galvanikbäder: Überwachung und Steuerung der chemischen Zusammensetzung und Prozessparameter
• Wasseraufbereitung: Kontrolle von Aufbereitungsanlagen für Prozess- und Abwasser
• Lackierprozesse: Optimale Einstellung und Überwachung der Vorbehandlung für beste Lackieresultate

Über HAKUGUARD ansteuerbar sind beispielsweise Armaturen, Heizregister oder die Pumpensteuerung. Darüber hinaus schafft die kontinuierliche Parametererfassung eine Datengrundlage, mit der sich vor- und nachgelagerte Prozesse verknüpfen lassen, und bietet die Möglichkeit der Prozessdarstellung in einem Modell. An diesem können Prozessoptimierungen simuliert werden, ohne auf die wirklichen Prozesse Einfluss zu nehmen.

Weitere wichtige IoT-Anwendungsbereiche

IoT im Gesundheitswesen

Das Internet of Things digitalisiert zunehmend das Gesundheitswesen mit Anwendungen wie:

• Wearables: Fitness-Tracker und smarte Uhren überwachen kontinuierlich Vitaldaten wie Herzfrequenz oder Blutzuckerspiegel und übermitteln diese an medizinisches Fachpersonal
• Smart Hospitals: Vernetzte medizinische Geräte wie Infusionspumpen und Überwachungsmonitore ermöglichen eine schnellere Reaktion auf kritische Situationen
• Telemedizin: Ermöglicht Fernüberwachung und Ferndiagnose von Patienten, besonders wertvoll in ländlichen Regionen

Smart Farming: IoT in der Landwirtschaft

In der Landwirtschaft 4.0 unterstützen IoT-Geräte die nachhaltige Bewirtschaftung:

• Bodenüberwachung: Vernetzte Sensoren erfassen Daten zu Bodenfeuchtigkeit, Temperatur und Nährstoffgehalt für gezielten Einsatz von Wasser und Dünger
• Autonome Landmaschinen: IoT-Systeme steuern und überwachen Traktoren, Erntemaschinen und Feldroboter für höhere Arbeitseffizienz
• Intelligente Bewässerungssysteme: Optimieren den Wassereinsatz basierend auf Wetterdaten und Bodenfeuchtigkeit

IoT im Einzelhandel

Mithilfe verschiedener IoT-Geräte optimieren Einzelhändler das Einkaufserlebnis:

• Intelligente Kassensysteme: Vernetzte Kassen ermöglichen schnellere Bezahlvorgänge und reduzieren Wartezeiten
• Personalisierte Angebote: Smart Shelves analysieren das Kundenverhalten und senden gezielte Angebote an Smartphones
• Automatisierte Bestandsverwaltung: Intelligente Regale überwachen kontinuierlich den Lagerbestand und lösen bei Bedarf automatisch Nachbestellungen aus

Zukunftsperspektiven: IoT-Geräte als Treiber der digitalen Transformation

Die rasante Entwicklung im Bereich der IoT-Geräte wird in den kommenden Jahren weitere innovative Anwendungen hervorbringen. Fortschritte in künstlicher Intelligenz, Edge Computing und 5G-Technologie ermöglichen immer leistungsfähigere und besser vernetzte IoT-Systeme. Experten prognostizieren, dass bis 2030 weltweit über 100 Milliarden IoT-Geräte im Einsatz sein werden.

Zu den wichtigsten Zukunftstrends gehören:

• Verbesserte Sicherheit: Integrierte und durchgängige Sicherheitslösungen sowie KI-, Blockchain- und Edge Computing-Lösungen für IoT-Geräte
• Intelligente Städte: Vermehrter Einsatz von Smart-City-Technologien für effizientere öffentliche Dienstleistungen
• KI-Integration: Verstärkte Kombination von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen mit IoT-Systemen
• 5G-Netze: Schnellere Netzwerke ermöglichen die Datenübertragung und -analyse in neuen Dimensionen

Für Industrieunternehmen werden IoT-basierte Lösungen wie HAKUGUARD zunehmend zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Sie ermöglichen nicht nur eine effizientere Produktion, sondern auch neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen, die auf den durch IoT-Geräte gewonnenen Daten basieren.

Fazit: IoT-Geräte als Schlüsseltechnologie für die Industrie 4.0

Die automatische Prozesskontrolle durch IoT-Geräte ist im Zeitalter der Digitalisierung entscheidend für die Bewältigung aktueller und zukünftiger Herausforderungen in der Industrie. Sie gewährleistet Qualität, erhöht die Prozesssicherheit und hilft, das Risiko störungsbedingter Stillstandszeiten zu verringern.

Mit innovativen Lösungen wie HAKUGUARD bietet Kluthe Unternehmen die Möglichkeit, vom Potenzial industrieller IoT-Geräte zu profitieren und ihre Produktionsprozesse zukunftssicher zu gestalten. Unternehmen, die wettbewerbsfähig bleiben wollen, sollten die Integration von IoT-Technologien in ihre Geschäftsmodelle und Produktionsprozesse als strategische Priorität betrachten.

Häufig gestellte Fragen zu IoT-Geräten

Was unterscheidet Consumer-IoT von Industrial-IoT (IIoT)?

Consumer-IoT-Geräte (wie Smart-Home-Produkte) zielen auf Benutzerkomfort und Unterhaltung ab, während Industrial-IoT-Geräte auf die Optimierung von Produktionsprozessen, Kostensenkung und Effizienzsteigerung in industriellen Umgebungen ausgerichtet sind. IoT-Systeme müssen in der Regel robuster, zuverlässiger und sicherer sein als Consumer-IoT-Produkte.

Welche Sicherheitsaspekte sind bei IoT-Geräten zu beachten?

Bei der Implementierung von IoT-Geräten müssen Aspekte wie Datenschutz, Netzwerksicherheit und Schutz vor unbefugtem Zugriff berücksichtigt werden. Besonders industrielle IoT-Systeme benötigen robuste Sicherheitsmaßnahmen, um kritische Infrastrukturen zu schützen. Regelmäßige Firmware-Updates, sichere Authentifizierungsmethoden und verschlüsselte Kommunikation sind essentiell. das Frauenhofer Institut weist ebenso auf “große Sicherheitsrisiken durch veraltete Firmware und hohes Gerätealter” hin.

Wo wird IoT in der Industrie eingesetzt?

Im Industriebereich wird IoT vor allem für Predictive Maintenance, Produktionsüberwachung, Qualitätskontrolle, Lieferkettenmanagement und Automatisierung eingesetzt. Besonders in der chemischen Industrie, Automobilproduktion, Lebensmittelverarbeitung und im Maschinenbau spielen IIoT-Geräte eine zentrale Rolle bei der Prozessoptimierung.

Wie kann HAKUGUARD zur Nachhaltigkeit in der Industrie beitragen?

HAKUGUARD optimiert den Einsatz von Ressourcen wie Wasser, Energie und Chemikalien in industriellen Prozessen. Durch präzise Dosierung und kontinuierliche Überwachung werden Verschwendung reduziert und Abfallmengen minimiert. Dies führt nicht nur zu Kosteneinsparungen, sondern auch zu einer umweltfreundlicheren Produktion mit geringerem CO2-Fußabdruck.

Welche Vorteile bringt das Internet der Dinge?

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören gesteigerte Effizienz durch Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, verbesserte Automatisierung mit einheitlichen Prozessen und höherer Servicequalität, erhebliche Kosteneinsparungen durch Effizienzgewinne, optimierte Qualitätskontrolle und höhere Transparenz durch den jederzeit möglichen Zugriff auf Informationen.