Expertenbeitrag

 Elisabeth Schloten

Elisabeth Schloten

Geschäftsführerin, ECBM GmbH

Sensorik Mit Schirm, Charme und Sensoren: Vom Datensammler zum Sinnesorgan der Technik

Autor / Redakteur: Elisabeth Schloten / Sebastian Human

Die Pandemie hat beschleunigt, was sich seit einigen Jahren abzeichnet: Das IoT auf Basis vernetzter und Daten sammelnder Sensorik macht unsere Städte, unsere Unternehmen und unseren Alltag deutlich smarter, intelligenter und effizienter.

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Sensoren, die “Sinnesorgane” der Technik, haben sich längst weg von reinen Datensammlern hin zu kleinen intelligenten Helferlein gemausert.
Sensoren, die “Sinnesorgane” der Technik, haben sich längst weg von reinen Datensammlern hin zu kleinen intelligenten Helferlein gemausert.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Sensorik ist eine wesentliche Grundlage für die Digitalisierung und gilt als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Warum das so ist, erklärt das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie: “Konkrete Lösungsansätze im Bereich der (industriellen) Künstlichen Intelligenz und für eine smarte Erweiterung unserer Lebens- und Arbeitswelten, angefangen bei energieeffizienten Städten, autonomer Mobilität, nachhaltigen Ökosystemen bis hin zur Automatisierung und neuen kollaborativen Systemen, basieren auf Daten, die Sensoren liefern und Messtechnik auswertet. Sensoren, sofern sie mit der erforderlichen Intelligenz ausgestattet sind, ermöglichen darüber hinaus Ansätze für gänzlich neue datengetriebene Geschäftsmodelle und Serviceleistungen.”

Und in der Tat: Ob Smart City oder Home, ob Industrie 4.0 oder ganz simpel das IoT – ohne Sensorik wären viele digitale Lösungen erst gar nicht entstanden.

Herzstück der Smart City

Die Smart City, noch vor wenigen Jahren ein PR-Schlagwort für sich modern gebende Stadtväter, ist inzwischen für große Metropolen, aber auch kleinere Kommunen zu einem ernstzunehmenden Entwicklungskonzept avanciert, das darauf abzielt, Städte, Regionen und Gemeinden effizienter zu verwalten und zu steuern - und lebenswerter und nachhaltiger zu machen.

Die Basis dieses digitalen städtischen Rückgrats: Sensoren, die intelligent vernetzt, Situationen aus- und bewerten und für entsprechende Folgemaßnahmen sorgen. So kann zum Beispiel der Verkehrsfluss durch die Innenstädte mittels intelligenter Ampeln, Sensoren und Kameras effektiver gesteuert werden und so für eine deutliche Entlastung mit weniger Staus und einer besseren Luftqualität sorgen. Dem Bürger helfen Apps, freie Parkplätze und Stromtankstellen zu finden oder den Füllstand von Abfallbehältern anzuzeigen und so beispielsweise zu wissen, ob der Gang zum Mülleimer lohnt oder nicht. Die intelligenten Helferlein der Sensorik messen und prüfen auch den Grundwasserpegel, liefern damit Tendenzen und Daten, die in die Infrastrukturplanung oder Bebauungsplanung einfließen. Die Straßenbeleuchtung wird mittels Bewegungsmeldung aktiviert und spart so nicht nur Energie, sondern sorgt auch für ein Gefühl der Sicherheit.

Denkt man die Anwendung weiter, verknüpft sie etwa mit einer Kamera, die sich bei Bewegung in Betrieb setzt und per Algorithmus eine Gefahr oder eben keine Gefahr diagnostiziert, um dann gegebenenfalls entsprechende Folgemaßnahmen einzuleiten, wird die smarte sogar zu einer sichereren City. Das ist übrigens keine Zukunftsmusik mehr – alle Technologien sind bereits vorhanden und werden in etlichen Pilot-Anwendungen getestet.

Industrial Internet of Things als Vorreiter

Im industriellen Umfeld ist das IoT schon sehr viel selbstverständlicher als im städtischen Raum. Vor allem im Bereich der vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance) spielen die Sensorik und damit das IoT inzwischen eine große Rolle. Deutlich beschleunigt wurde diese Entwicklung durch die herrschende Pandemie. Schon mit dem ersten Lockdown im vergangenen Jahr war klar: Will man den Betrieb aufrechterhalten, müssen Maschinen, Netze, Installationen am Laufen bleiben. Und: aus der Ferne gewartet werden.

Viele Unternehmen haben das verstanden und ihre Wartung so umgestellt, dass der Techniker viele Daten am heimischen Schreibtisch analysieren und bewerten kann. Fest steht: Dieser Trend wird sich noch deutlich verstärken. Kein Unternehmen, das auf die Wartung aus der Ferne umgestellt hat, wird das zurückdrehen, sondern vielmehr nach noch effizienteren und effektiveren Lösungen suchen.

Hinzu kommt: Die Firmen haben gelernt, dass mithilfe der Sensorik beziehungsweise des IoT Anwendungen vereinfacht, industrielle Umgebungen leichter gewartet und überwacht werden können. In der Vergangenheit haben viele die Sensorik-Dimensionen gar nicht wirklich umreißen können, geschweige denn definieren können, welche Daten genau denn zu welchem Zweck erhoben werden sollen. Auch vielfach vorhandenes Datenpotenzial lag oftmals ungenutzt auf den Unternehmens-Servern. Immer mehr Anwender lernen inzwischen die richtigen Fragen zu stellen, also sehr viel genauer analysieren zu können, für welche Fälle eine sensorgestützte Messung und Analyse Sinn ergibt. Damit ist die Lösung, die es zu bauen gilt, sehr viel eindeutiger einzugrenzen und – zur Freude des Kunden – letztlich zu implementieren.

Sensorik-Entwicklung auf Hochtouren

Mit der steigenden Nachfrage nach Sensoren für alle Bereiche ist es für Hersteller attraktiver geworden, die Technologie kontinuierlich weiterzuentwickeln. Sensoren sind heute in der Lage, nicht nur Messwerte zu erfassen. Sie tun das mit sehr geringem Stromverbrauch, sind klein und handlich und in diversen Formaten für verschiedenste Installations-Situationen, mit Batterie und Datenspeicher. Sie können die Daten funken, weiterleiten, konvertieren und vorverarbeiten. Lokale Auswertung kann dafür sorgen, dass nur die wirklich wichtigen Daten auch weitergeleitet werden.

So werden Sensoren essenzieller Teil der Infrastruktur oder der Produktionsanlagen und ihrer Überwachung und Steuerung. Durch die steigende Komplexität wird es schwieriger für die Hersteller, die Qualität und Verlässlichkeit der Sensoren auf dem gleichen Niveau zu halten. Hardware-Hersteller müssen sich jetzt viel intensiver mit der Software auf ihren Geräten beschäftigen. Diese wird komplexer und fehleranfälliger. Wenn auf dem Gerät bereits Algorithmen und Künstliche Intelligenz zur Auswertung laufen, müssen diese fehlerfrei programmiert sein, damit alles zuverlässig funktioniert. Hier müssen die Hersteller ihre Fähigkeiten ausbauen oder Kooperationen eingehen.

Smarten Sensoren gehört die Zukunft

Und doch: Die Zukunft ist nicht aufzuhalten. Mit Künstlicher Intelligenz und klugen Algorithmen werden sich wiederholende Muster und Datentrends jetzt und künftig schneller entdeckt und genutzt. Vernetzte Sensoren avancieren zur Selbstverständlichkeit und sorgen so für kontinuierliche Datenerhebungen und entsprechende daraus abzuleitende Maßnahmen. So werden Städte und Unternehmen deutlich smarter, nachhaltiger und sicherer.

Auch im Alltag – gerade in diesen Zeiten – kann die Sensorik einiges erleichtern: Mit der Personenzählung etwa bleiben Gebäude in Sachen Personenanzahl überschaubar, eine Corona-Ampel, beispielsweise in Klassenzimmern, sorgt dafür, dass gelüftet wird, wenn die Luft verbraucht ist. Szenarien dieser Art sind auf dem Weg zur Massentauglichkeit und werden nicht nur unseren Alltag leichter machen, sondern auch den Kundenservice und -support deutlich verbessern.

Zusammenfassend kann man sagen: Corona hat die Sensorik, das IoT, die Künstliche Intelligenz, lernende Algorithmen und ihre damit verbundenen Anwendungen in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Smarte Cities oder Unternehmen mit digitalem Rückgrat: Daten werden zu echten Schätzen, die einmal gehoben, dafür sorgen werden, dass die maschinelle Infrastruktur eines Unternehmens oder eine Stadt mit all ihren technologisch erfassbaren Facetten reibungsloser, effizienter und nachhaltiger laufen wird.

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