IOTA & 5G – die perfekte Symbiose für die Industrie 4.0

IOTA & 5G perfekte Symbiose für Industrie 4.0.

Die IOTA-Foundation ist auf dem besten Weg das „Rückgrat des IoT“ zu werden. Der innovative Tangle und die DTL-Technologie sind zunehmend Teil von Projekten und Prototypen im Rahmen der Forschung zu „IOTA & 5G“.

Der neue Mobilfunkstandard 5G ist viel mehr als nur Mobilfunk. Mit den neuen drahtlosen Kommunikationssystemen und der fortschreitenden Entwicklung in den Bereichen Industrie 4.0 und Internet of Things IoT muss der Ausbau mit Breitband zeitnah erfolgen.

Es geht dabei auch um das flächendeckende Mobilfunknetz, mehr noch um die Zukunft für industrielle Projekte im Zeitalter von Digitalisierung und Verschlüsselung.

Ultra kurze Latenzzeiten von unter einer Millisekunde und Spitzenübertragungsraten von 10 Gbit/s oder höher sowie eine weltweit verfügbare und vor allem robuste Verbindung sind die Bedingungen dafür.

Zur Nebensache geraten die weiteren Anforderungen wie perfekter Empfang, auch wenn der oder die Empfänger im Zug oder Auto sitzen und sich schnell fortbewegen. Das Springen zwischen Funkzellen ohne Qualitätsverlust oder Zeitverzögerung, sowie energiesparende Übertragungsverfahren und die exakte Positionsbestimmung von Mensch und Objekt zu jeder Zeit an jedem Ort mit jedem System.

Die Gesellschaft braucht den Mobilfunkstandard 5G

Wofür wir das brauchen? Diese Entwicklung bricht nicht plötzlich auf uns ein. Sie hat schon vor vielen Jahren begonnen und ist jetzt an einem Punkt angelangt, an dem es mehr Serviceleistungen, vernetzte Knoten sog. Nodes und zuverlässigere Verbindungen braucht. Begonnen hat (vielleicht) alles mit dem Navigieren und dem Erkennen von Objekten/Personen und deren aktueller Position über Satelliten. Vielleicht aber auch schon viel früher, als der erste Computer erfunden wurde.

In den letzten Jahren ist die Forschung rund um das Autonome Fahren und Künstlicher Intelligenz einen großen Schritt vorangekommen und hat nun ein echtes Kapazitätsproblem. Aber auch industrielle Prozesse rund um Automation und Robotik geraten an ihre Grenzen.

Niemand würde sich vermutlich in ein selbstfahrendes Auto setzen, dass nicht permanent mit allen Systemen verbunden ist, seine Sensordaten in Echtzeit an die Steuerung übertragt und mit einer selbstlernenden Software ausgestattet ist, die auch in unlernbaren Situationen weiß, was zu tun ist.

Genau hier wird 5G zwingend gebraucht, aber der Mobilfunkstandard alleine wird es nicht richten können.

Innovative Technologien wie der Tangle und die DLT sind Bestandteil dieses wirtschaftlichen Meilensteins. Experten tüfteln zwar schon an 6G, doch es braucht sicherlich noch Jahre oder Jahrzehnte bis zur Ausreifung.

Jetzt ist die Zeit von 5G und damit auch die Zeit von IOTA und seiner bahnbrechenden Methode einen dezentralen Tangle für die Kommunikation von Maschinen zu nutzen.

IOTA & 5G als Standard für Maschinenkommunikation

Industrie 4.0 bedeutet vor allem Kommunikation von Maschine zu Maschine (M2M). Mensch mit Maschine gibt es schon, siehe Alexa oder Siri.

Doch wie können Maschinen untereinander kommunizieren und ein vertragsähnliches Konstrukt aus sicheren und schnellen Transaktionen bilden? Wie entstehen so große Datenmengen, dass sich damit verlässliche Analysen durchgeführt lassen? Das Gründerteam der IOTA-Foundation um Dominic Schiener weiß darauf zumindest in der Theorie die Antwort: IOTA und der Tangle.

Theoretisch nur deshalb, weil derzeit noch an vielen Stellen am Code gearbeitet wird, um diese neue Technologie in den 5G-Mobilfunkstandard zu integrieren und zuverlässige Anwendungen von der Pilotphase in die Realität zu bringen.

Schon heute hält der 5G Standard eine Vielzahl an Lösungen bereit, mit denen sich unterschiedlichste Anforderungen realisieren lassen. Dazu gehören die Telekommunikation, die Industrie 4.0, die vernetzte Mobilität und die Satelittenintegration.

IOTA ist an mehreren Stellen bereits durch Kooperationen oder Ökosysteme integriert und spielt ganz vorne mit, wenn es um die Ausgestaltung der digitalen Maschinenökonomie geht.

Auf den ersten Blick mögen einige Projekte nicht gleich nach IOTA aussehen. Doch durch die beteiligten Unternehmen oder ihre Vorgehensweise über die DLT ist IOTA indirekt auch immer mit dabei. In anderen Projekten wird schon gezielt an Applikationen mit IOTA & 5G gearbeitet und die Umsetzung in die Realität geprobt.

IOTA Marktplatz monetarisiert industrielle Daten

Die Bosch Rexroth AG hat das weltweit erste Board entwickelt, dass sich mit dem Tangle von IOTA verbindet und Daten auf den IOTA Marktplatz für industrielle Daten laden kann.

Von dort ist der Datenstrom streambar, was zur Monetarisierung von Daten beiträgt. Aktuell befinden wir uns in einer Art Sammlungsphase: Desto mehr Daten wir (die Unternehmen) einsammeln, umso besser sind Lösungen für digitale Anforderungen mit IOTA & 5G entwickelbar. Das beschleunigt somit auch die Umsetzung der Maschinenökonomie. Denn Daten sind dabei das Gold des digitalen Zeitalters.

Es hängt folglich alles an 5G, denn nur so können sich teilnehmende Geräte über das Internet der Dinge austauschen. Daten und/oder Geldbeträge übertragen unabhängig vom jeweiligen Hersteller über offene Systeme und standardisierte Schnittstellen ihre Transationen.

Dezentral und ohne Server oder Datenbanken können sich im Internet der Dinge mittels der Distributed-Ledger-Technologie und dem Tangle Milliarden von Endgeräte vernetzen. Die Datentransfers sind unveränderbar, anonym, dezentral und transparent und laufen über verschiedene Blockchains ab. Große Datenmengen sind für viele Nutzer gleichzeitig verfügbar.

Jeder Teilnehmer kann nachvollziehen, welche Informationen er zu welchem Zeitpunkt erhalten hat. Viele Abläufe sind somit effizient und transparent digital abbildbar.

IOTA spielt in all diesen Aspekten eine wesentliche Rolle, denn es bildet das „Rückgrat des IoT“ und ist mit seinem Tangle Basis für die digitale Vernetzung von Milliarden von Endgeräten.

Diese erzeugen in Zukunft ebenfalls Milliarden von Transaktionen pro Minute. Die bisherige lineare Blockchain löst dieses Problem nicht. Doch IOTA mit seiner Vielzahl an „gerichteten azyklischen Graphen“ und der DLT ist bestens dafür geeignet. IOTA & 5G bilden eine Einheit und ergänzen sich perfekt.

Pilotprojekte zeigen Entwicklung von IOTA & 5G

Das Land Nordrhein-Westfalen hat unter Beteiligung der Öffentlichkeit eine Digitalstrategie rund um das Thema 5G ins Leben gerufen. Im Rahmen des Projektes wurde das Max-Planck-Institut für Cyber Security in NRW angesiedelt und am Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik in Dortmund die Gründung des Europäischen Blockchain-Instituts vorbereitet.

Eine Möglichkeit bietet zum Beispiel IOTA, ein Anbieter einer Distributed Ledger Technologie, dessen Technologie nach eigenen Angaben weniger Energie verbrauchen soll.
Michael Henke, Institutsleiter am Fraunhofer IML, Quelle

Um Fertigungsverfahren zu optimieren und produzierende Unternehmen besser an die Marktanforderungen der digitalen Welt heranzuführen, wurde in Aachen das Pilotprojekt „Feinschneiden“ gegründet.

Federführend dabei das DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz), das Werkzeugmaschinenlabor (WZL) und das Institut für Technologie und Innovationsmanagement (TIM) der RWTH Aachen.

Aachener Wissenschaftler untersuchen exemplarisch die ökonomisch-ökologischen Herausforderungen im Maschinenbau. Die gesamte Wertschöpfungskette beim Feinschneiden wird dabei in Frage gestellt. Gemeinsam mit der Industrie will man in den nächsten Jahren neue Technologien und Methoden testen.

IOTA & 5G steuern Daten als wirtschaftliche Ressource

Die beteiligten Institutionen haben in Aachen einen Datenmarktplatz entwickelt, der wie ein App-Store zu bedienen ist. Dort sind dann digitale Datenprodukte mit Bezug zum Feinschneiden erhältlich.

Die Rohdatensätze sind lückenlos und fälschungssicher abrufbar und lassen sich derzeit in einem „as-a-Service“-Prototyp abgerechnen. Dafür will die Projektgruppe IOTA und den azyklischen Graphen DAG einsetzen, denn dieser ist prädestiniert für Anwendungsfälle, in denen es um verbindliche Informationen aus Prüfprotokollen, Zahlungsvorgängen oder den Austausch von Daten geht.

Über die verwendete Blockchain/IOTA-Technologie wird zum Einen die Datenintegrität sichergestellt und zum Anderen ein flexibles Incentivierungssystem geschaffen. Dr. Daniel Trauth, Abteilungsleiter am WZL und als Oberingenieur für Digitale Transformation von Fertigungsverfahren, Quelle

Der Prototyp ist fertig, im Mai 2020 wollen die Forschen ihren Datenmarktplatz weiter ausbauen und den neuen Mobilfunkstandard 5G integrieren. IOTA & 5G wachsen weiter zusammen und es entstehen neue Projekte. Dafür hat man jüngst die Zusammenarbeit mit dem Schwesterinstitut Fraunhofer IPT und dessen Partner Ericsson beschlossen.

Erste IoT-Gateway-Software von Bosch Rexroth AG

Bosch Rexroth ist bereits seit längerem in intensiver Partnerschaft mit der IOTA-Foundation. Gerade erst wurde der neue Bosch XDK, ein programmierbares Sensorgerät in der Größe einer Kreditkarte, vorgestellt.

Damit lassen sich unter anderem Anwendungen der Industrie 4.0 realisieren und der Sensor verbindet sich mit dem IOTA Tangle und dem IOTA Industrie Datenmarktplatz.

In der Fabrik der Zukunft wird laut Bosch Rexroth alles miteinander verbunden. Dafür braucht es offene Standards und eine leicht IT-Umgebung, die leicht zu konfigurieren ist.

Mit vordefinierten APP-basierten Funktionen können Unternehmen diese Plattformen an ihre individuellen Bedürfnisse anpassen. Konnektivität ist für die smarte Factory zwingend notwendig, dabei kommt auch der internationalen Standard der Open-Platform-Communications immer weiter zum Zuge.

Die serviceorientierte Architektur der neuesten Generation kommt bei der Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) ins Spiel.

Bestehende Maschinen lassen sich mit diesem Standard in bestehende Netze integrieren und Benutzer können die dafür notwendige IoT-Gateway Software problemlos erhalten. aus jeder Maschine im Netzwerk wird so ein kommunikationsfähiges IoT Gerät, dass zentral über ein Geräteportal verwaltet wird.

Die von Bosch entwickelte IoT Software verbindet nun ältere und neue Maschinen einfach und kosteneffizient. Die IoT-Gateway-Software ist auch mit Steuerelementen von Drittanbietern kompatibel so das Unternehmen weiter.

In Zukunft kann die Bosch-Lösung Daten im Vorfeld bearbeiten und lokale Analysen durchführen. Benutzer können dafür Zahlungen mittels IOTA nutzen.