Doch wo anfangen? Welche Technologien einsetzen? Wie kann man damit die Effizienz und Effektivität oder den Umsatz steigern? Wie lässt sich die eigene Wertschöpfungskette erweitern? Dieser Beitrag zeigt einen strukturierten Ansatz, wie man IoT-Projekte erfolgreich anpacken, starten und realisieren kann.
Technologien entwickeln sich evolutionär oder sprunghaft
Aller Anfang ist schwer. Und das gilt insbesondere für Projekte im IoT-Umfeld. Bestehen doch solche Lösungen immer aus einem Mix von Sensorik, Elektronik, Firmware, Konnektivität, Cloud und Applikationen. Zusätzlich sind Sicherheits- und Datenschutzaspekte zu berücksichtigen. Die Technologien entwickeln sich evolutionär oder sprunghaft. Bei deren Einsatz in bestehenden Produkten und Services können disruptive Lösungen entstehen. So hat beispielsweise die Integration von Sensoren in Mobiltelefonen zu Smartphones geführt. Diese lassen uns Bewegungen erkennen, Temperaturen messen, Fotos machen und via Short-Range-Wireless-Verbindungen mit Geräten in der Umgebung kommunizieren. Im eigenen Unternehmen sind solche Projekte als Innovationen zu betrachten. Eine schrittweise Vorgehensmethodik erlaubt ein Herantasten an Gewinn bringende IoT-Lösungen. Unsere Erfahrungen zeigen, dass in Unternehmen vielfach mit der Selektion von Technologien gestartet wird oder man sich mit der Frage beschäftigt, welche neuen Funktionen in den Produkten und Services ermöglicht werden sollen. Aufgrund der grossen Heterogenität der Technologien und in Ermangelung von etablierten Standards, wie zum Beispiel bei der Konnektivität, ist das Projekt oft bereits zu Beginn zum Scheitern verurteilt. Etablierte Technologien wie Bluetooth oder ZigBee, werden von neueren Technologien wie Bluetooth Low-Energy, LoRaWAN, LTE-M oder NB-IoT, welche weniger Energie benötigen und längere Distanzen abdecken, zunehmend abgelöst. In der Praxis stellt sich die Frage: Welche ist die Richtige? Ähnliches gilt für andere Technologien (Bild 1). Unsere Erfahrungen zeigen weiter, dass IoT-Projekte iterativ anzugehen sind. Dabei müssen der Kundennutzen sowie Sicherheits- und Datenschutzaspekte im Zentrum stehen. Die folgenden vier Punkte zeigen, wie man erfolgreiche Projekte im IoT-Umfeld realisiert (Bild 2).
Punkt 1 – was ist der Kundennutzen?
Grundsätzlich geht es um die Integration von «intelligenten» Dingen in eine physikalische Umwelt, sowie die damit verbundenen Dienste. Das führt in der Konsequenz zu höherer Flexibilität, Effizient, Zuverlässigkeit und Lebensqualität. Um den Fächer für neue Ideen und Lösungen zu öffnen, geht man bei diesem und auch beim nächsten Schritt davon aus, dass alle technologischen Probleme lösbar sind. Das heisst, es gibt keine Diskussionen über Technologien, sondern nur Ideenfindung in einer idealen Welt.
Idealerweise fragt man seine Kunden oder Endkunden, was sie sich wünschen. Dies ist aber oft mit erheblichem Marktforschungsaufwand verbunden. Ein häufig gewählter und effizienter Ansatz ist das Befragen der eigenen Verkaufs- oder Business-Development-Mannschaft, da diese tagtäglich mit echten Kundenwünschen konfrontiert sind. Gleichfalls ist es wichtig, bereits in dieser Phase die eigene Geschäftsleitung in den Prozess einzubeziehen, da IoT-Projekte die Geschäftsmodelle und Strategie beeinflussen können.
Oftmals besteht der Nutzen im erleichterten Umgang mit den Produkten. Als Beispiel könnte eine Maschine sich selber melden, wenn sie nicht mehr effizient arbeiten kann und deshalb einen Service benötigt, Material fehlt, Grenzwerte überschritten werden oder einfach Maschinendaten aus der Ferne angezeigt werden sollen. Sehr häufig sind Wünsche im Bereich Lokalisation zu finden. Es kann sich beispielsweise um eine aktive Weganleitung für Objekte/Personen, um das Tracken von Objekten, den Ort eines Fehlers oder das Einwirken auf die unmittelbare Umgebung handeln.
Wichtig ist die Einbindung in ein (Drahtlos-)Netzwerk für den Austausch von Informationen und damit die Bereitstellung von neuen Möglichkeiten und Diensten. Beispielsweise könnte eine Maschine im Lager selber Material nachbestellen oder eine nachgelagerte Stelle informieren, dass der eigene Arbeitsschritt abgeschlossen ist. Ist der Kundennutzen herausgearbeitet, so werden im zweiten Schritt der Herstellernutzen und seine Mehrwerte betrachtet. Das führt zur Definierung des Business Cases.
Punkt 2 – was ist der Business Case?
Intelligente Produkte sind heute ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal gegenüber Mitbewerbern. Diese Produkte gilt es in ein Geschäftsmodell zu integrieren, das den Hersteller- und Kundennutzen optimiert und einen wirtschaftlichen Gewinn ermöglicht (Bild 3). Für den Hersteller ergeben sich durch die Vernetzung interessante Möglichkeiten im Bereich des Produkt-Lebenszyklus-Managements. Nach dem Verkauf entsteht eine direkte Verbindung zwischen Hersteller und Kunde. Dienstleistungen können auch nachträglich eingeführt, erweitert und verkauft werden. Kunden-Feedback ist jederzeit möglich. In unseren Diskussionen mit Herstellern sind aktuell folgende Herstellernutzen im Vordergrund:
- Analyse des Benutzerverhaltens
- Analyse des Produkteverhaltens
- Produktoptimierungen im Bereich Anforderungen, Herstellkosten und Service
- Zusatzverkäufe (allenfalls durch Einbinden von weiteren Geschäftspartnern)
Damit verbunden sind Kosteneinsparungen und/oder Umsatzsteigerungen. Zwei grundsätzliche Geschäftsmodelle haben sich bis dato herauskristallisiert:
- Der Kunde liefert persönliche Daten und ermöglicht so weitere (kostenlose) Dienstleistungen (vor allem im Social-Media-Umfeld verbreitet)
- Der Kunde bezahlt die Dienstleistung und erhält einen klar definierten Mehrwert (Industrie)
Für den zweiten Fall sind folgende Ansätze im Trend:
- Pay-per-use, bei dem nicht das Produkt selber verkauft wird (was eine hohe Kundeninvestition bedingt), sondern dessen Verwendung
- Sensor-as-a-Service, für den Verkauf von Sensordaten
- Predictive Maintenance, welche durch Vorwegnehmen von Servicearbeiten längere Laufzeiten garantieren kann
- Verkauf von mobiler Prozess-Visualisierung und System-Monitoring
- Interoperabilität der Produkte im M2M-Umfeld
Wie bereits beschrieben, können IoT-Projekte einen disruptiven Charakter haben. Das gilt nicht nur für die Endprodukte auf dem Markt, sondern insbesondere auch im eigenen Unternehmen. Darum müssen beim nächsten Schritt die entsprechenden Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Transformation geschaffen werden.
Punkt 3 – Schaffen von Rahmenbedingungen
Der Kern einer IoT-Lösung sind die Daten, aus welchen Dienste und Services abgeleitet werden. Die aktuellen Diskussionen in den öffentlichen Medien und unter Sicherheitsexperten zeigen, dass keineswegs klar ist, wie damit umgegangen werden soll. Nach Datenschutzgesetz müssen folgende wesentliche Fragen abgeklärt werden:
- Wem gehören die Daten?
- Wem dürfen welche Daten und damit verbundene Dienste angeboten werden?
Mittels einer Stakeholder-Analyse werden in der Folge die involvierten Personen(gruppen) identifiziert und deren Interessen abgeklärt (Bild 4). Interessanterweise kristallisiert sich bei IoT-Projekten heraus, dass nebst den eigentlichen Kunden eine grosse Anzahl interner Stakeholder existieren. So möchte beispielsweise das Marketing die Verbreitung der Produkte messen, die IT-Abteilung den IT-Betrieb optimieren und die F&E-Abteilung Zuverlässigkeitsanalysen erstellen. Für alle Interessensgruppen sind die vorne erwähnten Fragen abzuklären. An dieser Stelle möchten wir nochmals auf den erwähnten iterativen Ablauf verweisen. So werden nicht in jeder Iteration zwingend alle Interessensgruppen bedient, sondern diese werden gezielt für jede Iteration ausgewählt und entsprechend deren Zugriff auf Daten und Dienste definiert. Dadurch wird eine deutliche Reduktion der Komplexität erreicht.
Nach unseren Erfahrungen in IoT-Projekten, müssen für ein erfolgreiches Projekt die Geschäftsleitung und Entscheidungsträger aus Verkauf und Marketing in den ersten Iterationen eingebunden sein. Weitere Abteilungen und natürlich die Kunden werden nachfolgend berücksichtigt.
Zusätzlich sind weitere Rahmenbedingungen abzustecken. Dazu gehören messbare Kennzahlen für den Erfolg, zu erwartende Kosteneinsparungen, Budget für die einzelnen Iterationen und allenfalls Gesamtlösungen, Risikomanagement, Skalierbarkeit in Volumen und Diversität, Marktpositionierung und allenfalls Patentanalysen. Die technologische Realisierung ist im nächsten Schritt betrachtet.
Punkt 4 – agile Umsetzung in eine technische Lösung
Die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung innerhalb der obigen Rahmenbedingungen in eine technische Lösung sind nun geschaffen. Nach welcher Methodik wird vorgegangen? Welche Technologien kommen zum Einsatz? Bei vereinfachten IoT-Architekturen, wie sie von den heute angebotenen Plattformen unterstützt werden, sind SmartThings die zu verbindenden Produkte. In der Cloud werden die Daten abgelegt sowie Dienste und Interfaces bereitgestellt. Der Mensch greift via Applications auf Daten und Dienste des Netzwerks zu.
Wichtig dabei ist, dass grundsätzlich jede Komponente mit sicheren und authentifizierten Verbindungen mit jeder anderen Komponente kommunizieren kann. Die Cloud muss nicht notwendigerweise im Internet sein, sondern wird aus Datenschutzgründen oft an einem klar definierten Ort (beispielsweise in der eigenen Firma) betrieben.
Unsere Erfahrungen zeigen, dass in der ersten Iteration des Innovationskreislaufs am besten mit einem vertikalen Durchstich gestartet wird. Ein einfacher Proof-of-Concept zeigt das Zusammenspiel der eingesetzten Technologien und gibt den involvierten Stakeholdern in kurzer Zeit mit überschaubaren Investitionen eine technische Lösung in die Hand. Methodisch bewährt hat sich ein iteratives Vorgehen mit einem Entwicklungszyklus von rund zwei Wochen (Bild 5).
Wenn wir für den Moment annehmen, dass die Anbindung einer Maschine realisiert werden soll, so bietet sich der Einsatz von SmartConnectoren an (Bild 1). Diese erlauben eine kosteneffiziente Anbindung von Maschinen mittels Sensorik und nachfolgender Visualisierung via Tablet oder Smartphone. Anschliessend an umfangreiche Feldtests und Feedbacks der Stakeholder bieten sich zwei verschiedene Vorgehensweisen an:
- entweder weitere Anforderungen im nächsten Entwicklungszyklus technisch umsetzen
- oder wieder auf den Innovationszyklus wechseln und weitere Kunden-/Hersteller-nutzen einbeziehen
Nachfolgende Iterationen (Innovations- oder Entwicklungszyklen) führen die technische (und modulare) Lösung zu einem tatsächlichen IoT-Produkt. So werden an dieser Stelle beispielsweise Fragen nach der technischen Anbindung, Energiebedarf, Cloud- oder auch Applikationsplattformen beantwortet. Mit der Hilfe der eigenen IT-Abteilung klärt man technische Möglichkeiten ab und integriert die neuen Technologien in die eigene Plattform.
Zusammenfassung
Innovative IoT-Projekte bieten grosse Marktchancen, Effizienzsteigerungen und Ausweitung der Wertschöpfungskette. Die vorgeschlagene iterative Innovationsmethodik realisiert eine Balance zwischen Investition und Innovation und erlaubt engagierten Unternehmen, das Vordringen in neue Geschäftsbereiche mit eigenen (erweiterten) Produkten sowie neuen Dienstleistungen und Services.
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