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Intelligente Wetterdaten im Zukunftsmarkt Internet of Things (IoT)

Schlagwort Internet of Things – doch was ist das eigentlich?

enercast-sky-grafik-09i16Der Begriff Internet of Things, kurz IoT, beschreibt die intelligente Vernetzung von Geräten und Maschinen über das Internet  (Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, kurz M2M).  Vernetzt werden die verschiedenen Gegenstände durch eingebettete Prozessoren und Sensoren, die in Echtzeit miteinander kommunizieren. Ziel der smarten Geräte ist, unseren Alltag komfortabler zu machen und negative Einflüsse zu reduzieren.

Das Konzept des Internet der Dinge ist nicht neu. Bereits 1999 hatte der britische Technologie-Pionier Kevin Ashton diese Vision und schuf den Begriff „Internet of Things“. Während es im konsumentennahen Bereich vor allem um Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik,  Kraftfahrzeuge, medizinische Geräte, Stromnetze oder smarte Kleidung geht, geht es in der Industrie um Fabriken, Maschinen, Produktionseinrichtungen und Sensornetzwerke.

Das IoT soll Geschäftsprozesse verbessern, Kosten für Prozesse allerlei Art reduzieren und Risiken minimieren.

Anwendungsbereiche des IoT

Das Internet of Things hat viele Anwendungsbereiche – von verbrauchernahen Produkten wie Smart Wearables oder Smart Homes bis hin zu Business-to-Business-Anwendungen, die beispielsweise in der Industrie 4.0 genutzt werden. Zu den potenziell wichtigsten Bereichen zählen laut einer Studie des McKinsey Global Institute (MGI) mit dem Titel „The Internet of Things: Mapping the value beyond the hype“ die Bereiche Produktion, Städte und Gesundheitswesen.

In Fabriken steckt demnach das größte wirtschaftliche Potenzial – durch höhere Produktivität, mehr Energieeffizienz und sichere Arbeitsplätze. Optimierungen sind hier in allen Bereichen der Wertschöpfungskette möglich. So kann beispielsweise der Materialfluss verbessert, Fehler oder Engpässe frühzeitig erkannt werden.

Bei der Vernetzung der Städte zu Smart Cities macht man sich digitale Technologien zunutze, um Städte effizienter, technologisch fortschrittlicher, grüner und sozial inklusiver zu gestalten. So beispielsweise im Forschungsprojekt besos, in dem enercast beteiligt ist.

So spart beispielsweise ein effizientes Licht-Management Strom und Kosten, optimierte Fahrpläne und Verkehrsleitsysteme ersparen Pendel- und Wartezeiten und smarte Mülltonnen, die nur dann geleert werden, wenn sie auch voll sind, sorgen für ein intelligentes Abfallmanagement.

Auch im Bereich Smart Home gibt es bereits zahlreiche Lösungen und Produkte, die die Wohn- und Lebensqualität steigern sollen. Mehr Komfort und mehr Sicherheit sollen Einzug halten dank Licht- und Rollladensteuerung, Tür-und Fenstersensoren sowie Regen- oder Windmesser. Hinzu kommt die Zeitersparnis durch selbststeuernde Roboter, die die Wohnung säubern, intelligente Thermostate oder ferngesteuerte Waschmaschinen.

Ein hohes Umsatzpotenzial wird den sogenannten Smart Wearables zugesprochen. Die intelligenten drahtlosen Kleinstsysteme sind in Alltagsgegenstände eingebettet und werden am Körper getragen. Die Daten werden entweder direkt angezeigt oder mit energiesparenden Funkprotokollen an Smartphones oder Tablets gesendet.

So dokumentieren intelligente Armbänder die Trainingsleistung, Körpertemperatur oder den Blutdruck. Auch geografische Daten oder Wetterdaten können angezeigt werden. Smarte Kontaktlinsen messen über die Tränenflüssigkeit des Trägers den Blutzuckerspiegel. Smarte Pflaster, die auf die Haut geklebt werden, messen Vitalwerte wie die Körpertemperatur, den Hautwiderstand, körperliche Aktivitäten wie Bewegung oder Ruhezeiten und andere Funktionen. Die erfassten Daten werden an Smartphone oder Tablet-PC gesendet und können beispielsweise von Medizinern ausgewertet werden.

Effizient und smart – in vielen Bereichen setzt das Internet of Things durch

Das Internet wie wir es heute kennen, verschwindet langsam von der Bildfläche. Waren die Menschen bis vor einigen Jahren noch an ihre heimischen Computer gebunden, ist die Nutzung des Internets heute vielfältiger und abwechslungsreicher geworden. Mit dem Internet of Things finden wir das Internet nicht mehr nur in Laptops oder Smartphones, sondern in diversen anderen Alltagsgegenständen, Maschinen und Abläufen.

 

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Herausforderungen beim Konzept der vernetzten Systeme

Das Internet of Things birgt zweifelsohne enorme Potenziale. Dennoch sollten die Vielzahl an Herausforderungen, die mit dem IoT verknüpft sind, nicht übersehen werden. Um den wirtschaftlichen Mehrwert, den das IoT bieten kann, vollständig ausschöpfen zu können, müssen verschiedene Handlungsfelder bearbeitet werden:

    • Datensicherheit und Cloud

      Datensicherheit ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für hochwertige Lösungen im IoT-Bereich. Anbieter von IoT-Diensten müssen die Privats- und Sicherheitssphäre der Nutzer schützen. Ihnen muss mitgeteilt werden, welche Daten erhoben werden und wie der Anbieter diese Daten nutzt

      Mit der Anzahl vernetzter Geräte steigt zudem die Datenmenge, die gespeichert und verarbeitet werden muss. Dies geschieht zunehmend nicht mehr lokal durch „on Premise-Lösungen“, sondern durch Cloud-basierte Infrastrukturen wie Software as a Service (SaaS). Die so gespeicherten Daten sind ein attraktives Ziel für Hacker, zum anderen wächst die Gefahr von Sicherheitslücken mit jedem vernetzten Gerät. Der Schutz gegen Cyberangriffe ist deshalb ein kritischer Punkt, dem zunehmend Bedeutung beikommt.

    • Umgang mit Big Data

      Das Internet of Things ermöglicht es Unternehmen, durch die Speicherung und Auswertung enormer Datenmengen (Big Data) grundlegende Entscheidungen zu treffen. Die anfallenden Daten intelligent zu nutzen, wird eine große Herausforderung für den Erfolg von IoT-Anbietern darstellen. IT-Know-How wird sich deshalb zu einer Kernkompetenz innerhalb der Unternehmen entwickeln und fordert neue spezialisierte Fähigkeiten von den Mitarbeitern.

    • Standardisierung und Kompatibilität

      Ein weiteres Problem, das einer Lösung bedarf, ist die Kompatibilität von Geräten untereinander. Beharren derzeit Hersteller technischer Gegenstände und Geräte häufig noch auf einer eigenen Plattform, die es Nutzern nicht erlaubt, Daten von einem Gerät auf das eines fremden Herstellers zu übertragen, müssen gemeinsame Standards geschaffen werden.

      Kompatible Geräte, die eine sichere drahtlose Vernetzung und Steuerung unabhängig von Hersteller und Betriebssystem ermöglichen, sichern den Verlust potenziellen Mehrwertes. Dies wird sich auch auf die Attraktivität für Kunden positiv auswirken.

    • Regulierung

      Damit es bei den Einführungen neuer IoT-Anwendungen nicht zu Verzögerungen kommt, müssen Politik und Gesellschaft Hand in Hand arbeiten und sich bei zentralen Fragen wie beispielsweise rechtlichen Rahmenbedingungen verständigen.

 

Mehrwert schaffen mithilfe des Parameters „Wetter“

Wie in der Studie des McKinsey Global Institute geschätzt, kann das Internet der Dinge einen weltweiten wirtschaftlichen Mehrwert von bis zu 11 Billionen Dollar im Jahr 2025 schaffen.

Ein Faktor, der in vielen Branchen eine bedeutsame Rolle spielt, ist der Parameter Wetter. Wetterdaten beeinflussen viele gesellschaftliche und wirtschaftliche Abläufe, deshalb ist es wichtig, sie zu kennen und in Applikationen integrieren zu können.

Mit enercast sky bezieht das Internet of Things das Wetter mit ein,
um bedeutsame Entscheidungen treffen zu können.

Ein gutes Beispiel ist die Landwirtschaft, die enorm vom Klima und vom Wetter abhängig ist. Bodenfeuchte, Trockenheit, Niederschlag – das Wetter bestimmt, wie die Ernte ausfällt und welche Tätigkeiten der Landwirt am Tag arbeiten kann. Extreme Wetterlagen wie orkanartiger Sturm, Starkregen oder plötzlicher Frosteinbruch müssen rechtzeitig in Entscheidungen der alltäglichen Arbeit einbezogen werden. Landwirte sind auf die Vorhersage von Unwettern angewiesen – und das selbstverständlich auf ihre Region bezogen. So gibt es dank dem Internet of Things Mähdrescher, die stets aktuelle Wetterdaten empfangen. Wird dem Mähdrescher Regen in zwei Stunden gemeldet, schlägt die Maschine seinem Fahrer vor, ab sofort anstelle von minimalem Spritverbrauch mit maximalem Tempo zu arbeiten, um innerhalb der nächsten Stunden die Arbeit noch beenden zu können.

Smarte Komponenten lassen sich auch in kleines Gartengerät einbauen, so beispielsweise in Mähroboter. Auch sie können ihre Arbeitsweise mithilfe von Wetterinformationen optimieren und so für die perfekte Länge des Grüns sorgen. Erhält der Mähroboter bei heißem Wetter die Information, dass die warmen Temperaturen anhalten und es in den kommenden Stunden nicht regnen wird, muss der Roboter die Information bekommen, die Schnitthöhe um einige Zentimeter zu verändern, damit die Grasnarbe nicht verbrennt.

Auch das Smart Home nutzt Wetterdaten, um es seinen Bewohnern komfortabel zu machen, ihre Gesundheit zu sichern und das Haus energieeffizient zu betreiben. Trockene Luft und zu wenig Sauerstoff wirken sich ungünstig auf das Raumklima und aufs Wohlbefinden aus. Deshalb gibt es bereits viele Geräte, in denen Sensoren eingebaut sind, die beispielsweise die Luftbelastung durch Pollen, die Kohlenmonoxid-Konzentration oder die Luftfeuchtigkeit messen. Enthält die Luft eine zu hohe Konzentration von Stoffen, lüftet das Smart Home über den automatischen Fensteröffner oder setzt eine Warnung ans Smartphone ab. Auch der Weg zum Thermometer fällt dank smarter Sensoren, die die Wetterlage im Blick haben, weg – aktuelle Wetterlagen und Vorhersagen bekommen die Bewohner via App und können so ihre Freizeitplanung und Kleidung ans Wetter anpassen. Um das Haus energieeffizient zu betreiben, lernt das Smart Home, bei welchen Temperaturen – ob bei Kälte oder Wärme – die Jalousien automatisch heruntergefahren werden sollen.

Glatteis, Hagel, Sturm oder Gewitter. Ist der Keller vollgelaufen? Das Auto durch Hagelschäden demoliert? Oder hat ein umgeknickter Baum das Dach des Nachbarn beschädigt? Das Wetter kann schwere Schäden anrichten und nicht immer kommt die Versicherung dafür auf. Mithilfe des Internet of Things könnten Versicherungen wichtige Wetterinformationen erhalten, wenn es in einer Region zu Unwettern kommen soll. Eine Warnung via App an die Versicherungskunden, wo wann mit Unwettern zu rechnen ist, könnte dazu beitragen, Schadensfälle zu reduzieren.

Wer die Auswirkungen des Wetters versteht und dank präziser Vorhersagen Entscheidungen trifft, kann sich also Wettbewerbsvorteile verschaffen. Schon geringe Temperaturschwankungen haben große Wirkung in vielen Branchen. Photovoltaik- als auch Windanlagen unterliegen dem Wettereinfluss, die Netzstabilität hängt stark vom Wetter ab ebenso wie der Bedarf und Handel mit Energie. Wetterdaten können bei der Überprüfung von Schadensmeldungen helfen und beeinflussen den Handel mit Strom. Händler können besser mit Personal und Inventar planen, zielgerichtet je nach Wetterlage Werbung schalten oder Aktionen organisieren.

Wetter beeinflusst uns – überall. Doch wenn Wetter ein entscheidender Faktor ist, wie lässt er sich ins Internet of Things integrieren?

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Das Wetter im Blick – mit enercast sky

Wetterprognosen interessieren uns alle – sei es als Verbraucher oder als Unternehmer. Das Wetter beeinflusst, das Wetter verändert. Und ist auch für das Internet of Things von Bedeutung. Überall dort, wo Wetterdaten gebraucht werden, um aus diesen Daten Konsequenzen zu ziehen und Entscheidungs- oder Handlungsempfehlungen zu geben, unterstützt der Service von enercast sky.

enercast sky bezieht zwölf verschiedene Wettermodelle weltweiter Wetterdienste und erstellt präzise Wetterprognosen. Doch der Service wählt nicht nur die relevanten Wettermodelle aus und analysiert diese Daten, sondern geht noch einen Schritt weiter: künstliche neuronale Netze berechnen wetterabhängige Signale, das heißt aus Wetterparametern abgeleitete Signale für eine Maschine oder ein smartes Objekt.

Die Frage bei enercast sky ist: Welche Entscheidung wird bei welchem Wetter getroffen? Das neuronale Netz bzw. die spezifischen entwickelten Algorithmen lernen aus den Entscheidungen und Wetterdaten der Vergangenheit und erinnern sich bei der Bestimmung der zukünftigen Verhältnisse an eine ähnliche Situation. Die neuronalen Netze nehmen dabei alle wetterabhängigen Effekte auf. Je mehr Parameter vorhanden sind, desto genauer arbeitet das System und kann präzise Vergleiche ziehen. Dies geschieht in Echtzeit sowie bis zu sieben Tage in die Zukunft.

enercast sky kann also smarte Objekte oder Maschinen dabei unterstützen, für Verbraucher, Dienste oder Prozesse relevante Wetterdaten an den Nutzer weiterzugeben und ihm darauf basierend Handlungsoptionen unterbreiten. Vorteile des Wetters können optimal genutzt, während Nachteile des Wetters kompensiert werden.

Alle 15 Minuten können die Prognosen aktualisiert werden. Tagtäglich wertet enercast sky eine Datenmenge von vier Terabyte aus. Da enercast sky ein Software-as-a-service-Angebot (SaaS) ist, integriert es sich problemlos in alle vorhandenen Strukturen.

Fazit

Die Vision einer Welt, in der alle Dinge mit allem vernetzt sind, und uns neue, intelligente Geräte begleiten, ist nicht neu – und wir sind bereits mittendrin.

Das Internet of Things ist sicherlich an vielen Stellen noch nicht ausgereift und es bedarf insbesondere bei den Themen Sicherheit  und Transparenz weiterer Fortschritte. Es bietet jedoch auch viele Chancen, die sowohl unseren Alltagsbereich betreffen als auch aus wirtschaftlicher Sicht das Potenzial enormer Effizienzgewinne versprechen. Der Parameter Wetter, der bewusst oder unbewusst, viele Bereiche unseres Alltags und unserer Arbeitswelt beeinflusst, ist eine wesentliche Komponente. Das Wetter beeinflusst Entscheidungen und Wohlbefinden. Mit enercast sky hat enercast eine cloud-basierte Lösung im IoT-Bereich eingeführt, die für diverse Branchen Relevanz hat und von hohem Nutzen sein kann. enercast sky erlaubt die Integration des Parameters Wetter und kann dabei unterstützen, nicht nur präzise Wetterprognosen zu erstellen, sondern daraus folgernd  wetterabhängige Entscheidungen herbeizuführen.

Zusammenfassung

  • Internet of Things ist ein weiterer Schritt in der digitalen Revolution
  • Im IoT kommunizieren Maschinen mit anderen Maschinen über das Internet.
  • Computer ziehen in Echtzeit Schlüsse aufgrund historischer Daten und gespeicherter Erfahrungen.
  • Auf deren Basis kann das System Handlungsempfehlungen geben und Entscheidungen treffen.
  • Das Internet of Things soll Geschäftsprozesse verbessern, Prozesskosten reduzieren und Risiken minimieren.
  • Die „Things“ des IoT wirken an einem Ort, der vom lokalen Wetter beeinflusst wird.
  • enercast sky bietet eine Lösung, um den Parameter Wetter im IoT mit einzubeziehen und je nach Wetterprognose Handlungsempfehlungen zu geben.

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