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IoT: Smart Ecosystems sind Türöffner für neue Geschäftsmodelle

Für Analysten bietet das Internet der Dinge enormes wirtschaftliches Potential. In der Praxis haben jedoch viele Unternehmen noch Startschwierigkeiten bei der Umsetzung von Projekten. Doch es lohnt, sich auf den Weg zu machen, denn das Internet der Dinge ist nicht das Ziel, sondern der Weg und das Werkzeug für neue Geschäftsmodelle und Applikationen mit hohem Nutzwert für Kunden und Mitarbeiter.

„Wenn Du ein Schiff bauen willst, dann trommle nicht Männer zusammen, um Holz zu beschaffen, Aufgaben zu vergeben und die Arbeit einzuteilen, sondern lehre die Männer die Sehnsucht nach dem weiten, endlosen Meer“, schrieb Antoine de Saint-Exupery in dem Buch „Die Stadt in der Wüste“.

Dieser Rat lässt sich auch auf die Realisierung datengetriebener Geschäfts- und Servicemodelle im IoT übertragen: Innovative Ansätze, kultureller Wandel und eine motivierte Mannschaft sind nötig. Denn IoT-Projekte scheitern nur selten an Technologie oder am Budget. Sie scheitern an der vorhandenen Unternehmenskultur, mangelnder Flexibilität, Silostrukturen, falschem Vorgehen und fehlendem Know-how.

Die größte Sehnsucht derzeit: Industrie 4.0

Doch trotz der Herausforderungen, denen sich Unternehmen gegenübersehen, sind ihre Planungen für 2018 durchaus ambitioniert. Laut einer IDG-Studie investieren Firmen bei IoT-Projekten vor allem in Cloud Services, Security und Datensicherheit sowie in IoT-Hardware wie Sensoren, Aktoren oder Gateways.

Die meisten IoT-Projekte gibt es laut der Untersuchung aktuell in der Industrie 4.0, gefolgt von Ansätzen für Smart Connected Products und für die vorausschauende Wartung.
Quelle: IDG

Software: Die Königin im Internet der Dinge

Software definiert in Zukunft die Leistung einer Maschine oder Anlage; bzw. die Mehrwerte. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Maschinenbauern und Softwareentwicklern ist deshalb nötig - und Agilität muss eine hohe Priorität haben. Doch das ist leichter gesagt als getan: Wenn beispielsweise im Maschinenbau moderne, agile Softwareentwicklung auf gute deutsche Hardware-Manufaktur trifft, dann gibt es meist Reibungspunkte.

Software-Entwickler stehen vor der Herausforderung, im Hardware-Bereich mit limitierten Ressourcen umzugehen, und Maschinenbauer müssen verstehen, dass geplante Software nicht auf dem Reißbrett designt werden kann. Hier müssten sich beide Bereiche aufeinander zubewegen – mit dem Lernziel: “Digital und Software” treiben in Zukunft auch das klassische Business. Denn Entwicklungszyklen haben sich deutlich verkürzt, schnellere Deployments der kleineren Releases und Apps sind an der Tagesordnung. Bei IoT-Projekten muss die Lücke zwischen Hardware- und Softwareentwicklung geschlossen werden – und das wird unter anderem mit DevOps erreicht. You build it, you run it.

Deutlich wird dies am Beispiel von Haushaltsgeräten wie Wasch- oder Kaffeemaschinen, deren Innovation und Wertschöpfung nun in der Software und in der Intelligenz liegt. Dieser Trend zeigt sich auch bei Pulsuhren, deren Hardware sich zwar mit den Jahren verändert hat, aber längst nicht in dem Ausmaß, wie die Software mit ihren laufenden Updates und Ökosystemen. Die Geräte wurden und werden stets intelligenter und verwandelten sich vom reinen Pulsmesser zum Fitnesstracker bis zum persönlichen, vernetzten Gesundheitsberater.

Vernetzung über smarte Ökosysteme

Selbst in allen Belangen ausgereifte Maschinen lassen sich zukünftig nur noch verkaufen, wenn sie über entsprechende Vernetzungs- und Automatisierungsfunktionen in Smart Ecosystems verfügen. Basis dafür sind Cloudcomputing, dynamische Plattformen und intelligente Algorithmen. Sie verknüpfen die vernetzten Objekte, managen Applikationen, verarbeiten Daten, liefern Reportings und enthalten Advanced-Analytics-Funktionalitäten wie Cluster-Analysen und Machine Learning.
An intelligent ecosystem
Aus technischer Sicht stellen intelligente Ökosysteme eine Kombination aus einem Embedded System, einem mobilen System und einem Informationssystem dar.

Auf der unteren Ebene befindet sich das Gerät – egal ob Kaffeemaschine oder Anlage in einer Fabrik. Ein Embedded System implementiert die benötigte Funktionalität und Logik in dem Gerät – es wird zu einem intelligenten Gerät.

Das mobile System sorgt für die Konnektivität und den Datenaustausch, beispielsweise auch mit einer mobilen App als Bestandteil. Die häufigste Art, ein Gerät anzuschließen, ist die Nutzung des Mobilfunknetzes, des lokalen Wifis oder die Nutzung eines anderen Geräts als Gateway über Bluetooth.

Das Informationssystem enthält die Domänenlogik und fungiert als Bindeglied zu externen Diensten und Systemen. Es realisiert Mehrwert, indem intelligente und verbundene Geräte mit anderen Diensten kombiniert werden. Diese Dienste können zusätzliche Daten an das Gerät senden, um dem Benutzer eine bessere User Experience zu bieten oder um die Funktionalität zu verbessern. Umgekehrt kann das Gerät Daten für Dienste bereitstellen, um Aktivitäten wie Predictive Maintenance zu erlauben.

Automatisierte Tests: Basis für Sicherheit und agile Entwicklungen

Die Einbindung von Produkten in komplexe Ökosysteme stellen unterschiedliche Herausforderungen an Entwicklung, Test und Betrieb.  Eine Voraussetzung, die Hürden zu nehmen, ist automatisiertes Testen von Software – als fester Bestandteil von Softwareentwicklung.  „Agile Methoden und Continuous Delivery setzen automatisiertes Testen voraus“, sagt Michael Fait, Head of IoT bei ThoughtWorks.

Die wesentlichen Gründe:
1. Komplexe Systeme mit vielen vernetzten Geräten sind zu beziehungsreich, um sie vollständig manuell testen zu können.
2. Agile Methoden wie Continuous Delivery und häufige Releasezyklen bedingen automatisiertes, Continuous Testing jeder Software-Änderung.
Das betrifft auch den Austausch der von den Teilnehmern der Ökosysteme geteilten Datenmengen. Hier bedarf es vollumfänglicher Security-Konzepte, um auftretende Sicherheitslücken im Kommunikationssystem zu vermeiden sowie Fernzugriffe auf das System zu kontrollieren. Vernetzte Geräte erfassen unterschiedliche und oft auch persönliche Daten und teilen sie mit anderen Komponenten des Systems. Gleichzeitig kommen neue Angriffsvektoren ins Spiel. Deshalb müssen entsprechende Sicherheitskonzepte entwickelt, erweitert oder ganz neu gedacht werden.

Smart Ecosystem in der Praxis

Das Geschäftsmodell von Fresh Energy basiert auf einem Smart Ecosystem. Das Unternehmen bezeichnet sich selbst als „ersten digitalen Stromanbieter Deutschlands“. Es entwickelte für seine Kunden ein intelligentes und skalierbares Ökosystem, das aus verschiedenen Einzelkomponenten und Services besteht: dazu zählen unter anderem Strom, Hardware, Analysealgorithmen, mobile Apps und Kundenservice.
Fresh Energy's smart ecosystem
Fresh Energy-Kunden haben damit nun die volle Kontrolle und Transparenz über ihren Stromverbrauch.  Mehr noch: Auf Basis der Stromverbrauchsdaten des Smart Meters kann Fresh Energy mithilfe von Algorithmen, maschinellem Lernen und Mustererkennung nun nicht nur den Gesamtverbrauch eines Haushalts visualisieren, sondern auch den Verbrauch einzelner Haushaltsgeräte identifizieren. Und mit anderen Geräten oder Haushalten vergleichen.

Die Integration erfolgt auf der selbst entwickelten Fresh Energy-Digitalplattform. Der Technologie-Dienstleister ThoughtWorks unterstützte das innovative Unternehmen dabei, die Plattform, die schnellen und skalierbaren Web-Applikationen sowie entsprechende Mobile Apps mit modernen Java und JavaScript-Frameworks (React, Redux, D3, Spring, ua.) zu entwickeln. Die Infrastruktur läuft auf Amazon Web Services (AWS).

Das Ergebnis: Die selbst entwickelte Digital-Plattform von Fresh Energy kann schnell tausende Neukunden aufnehmen und an bestehende und neue Prozesse und Innovationen angepasst werden. Darüber hinaus können verschiedene Business Businesspartner integriert werden.
Put agile at the heart of smart ecosystems
Fazit:  Agilität, Flexibilität und Skalierbarkeit stehen im Fokus von Smart Ecosystems. Sie stellen für Nutzer, Kunden und Partner den entscheidenden Mehrwert dar, der Prozesse vereinfacht, Kosten senkt und innovative Dienstleistungen ermöglicht oder bestehende deutlich verbessert. Dabei sollten sich die Betreiber immer wieder die Frage stellen, ob sich ihre Produkte wertsteigernd auswirken.  Und wenn nicht, muss und kann dank Agilität jederzeit gegengesteuert werden. Denn werden Mitarbeiter und Kunden aktiv in die Produktentwicklung eingebunden, so zeigen kritische Reaktionen, dass das Projekt auf dem falschen Weg ist – und das Unternehmen kann frühzeitig korrigieren oder im Extremfall ein Projekt abbrechen.

Agilität und iteratives Vorgehen auf der Basis von regelmäßigem Feedback und genauer Beobachtung lohnen sich immer, vor allem, da Fehlentscheidungen, Fehlannahmen oder Fehlentwicklungen oder Veränderungen immer mal wieder passieren können, sie werden aber mit agilen Methoden schnell entdeckt und können korrigiert werden, ohne viel Zeit, Geld und Reputation zu verlieren. Das Problem ist eigentlich nie, dass Fehler passieren; sondern dass sie nicht schnell genug entdeckt und korrigiert werden.
Smart Ecosystems: Auf was es noch ankommt
  • Vermeiden Sie große Budgets und lange Projektlaufzeiten
    Entwickeln Sie viele kleine Budgets, verwenden Sie viele Iterationen in Ihren Projekten und verkürzen Sie Ihre kürzere Releasezyklen deutlich.
  • Seien Sie individuell
    Sie können nicht besser sein, als Ihre Konkurrenz, wenn Sie die gleiche Software, und Prozesse und Produkte/Services einsetzen. Individualität und Kreativität ermöglichen Innovation und Vorsprung.
  • Lösen Sie Silos auf
    Finden Sie das richtige Maß zwischen dem Reengineering von Bestandssystemen und der Addition neuer Infrastrukturen. Ermöglichen Sie IoT-Integration.
  • Managen Sie Innovationen
    Akzeptieren, fördern und gestalten Sie technische, methodische, kulturelle und andere Veränderungen.
  • Seien Sie sich niemals sicher
    Verwerfen Sie den Gedanken, zu wissen, was Ihre Kunden, Ihre Mitarbeiter oder Ihre Partner wollen oder welche die richtige Technologie ist. Die Veränderungen gehen zu schnell; finden Sie es stets erneut heraus, wenn Sie Entscheidungen treffen oder initiieren wollen.
  • Hardware ist wichtig, Daten und Software sind wichtiger
    Es ist längst nicht mehr die Hardware, die entscheidet, sondern deren Daten und die intelligente Software dahinter. Gewinner ist, wer Hardware und Software zu neuen Produkten und Services kombiniert.
  • Entwickeln Sie Ihre Unternehmenskultur
    Wandel und Fortschritt beginnen in den Köpfen und werden möglich gemacht durch Motivation, Identifikation, Teilhabe, Gestaltungsfreiheit, Ehrgeiz, Lust und Anerkennung. Agile, Design Thinking, Continuous Delivery, Microservices, DevOps, etc.
  • Re-professionalisieren Sie Ihre Teams
    Finden, entwickeln und halten Sie neue Talente, die Ihre bestehenden Teams bereichern. Verabschieden Sie sich davon, zu suchen, was in Ihr “bisheriges Schema” passt.
  • Last but not least: Verfolgen Sie Ihre Unternehmensziele und handeln Sie wertorientiert
    Das weltweit wichtigste Unternehmensziel für das Management ist: Umsatz und Gewinn steigern. Es folgen: Binden Sie Bestandskunden, gewinnen Sie neue Kunden. Und entwickeln Sie nur weiter, was Ihnen hilft, die eigentlichen Ziele zu erreichen.
Zusammenfassend kann man sagen: Um mit IoT erfolgreich zu sein, ist der limitierende und riskante Faktor nicht das Internet der Dinge selbst, sondern die Herangehensweise.​