Ein Großteil der deutschen Anlagen – etwa 85 Prozent des Bestands – sind bisher noch nicht vernetzt. Über Retrofits können sie schnell und einfach ins Internet der Dinge eingebunden werden.

Ein Großteil der deutschen Anlagen – etwa 85 Prozent des Bestands – sind bisher noch nicht vernetzt. Über Retrofits können sie schnell und einfach ins Internet der Dinge eingebunden werden. - Bild: Accenture/charlize-birdsinger

Wenn von „Smart Products“ und neuen Geschäftsmodellen die Rede ist, dann fällt zumindest unter Anlagenbauern schnell ein weiteres Schlagwort: „IIoT Retrofit“. Gemeint ist die Nachrüstung von Bestandsanlagen, meist mittels Rüstkits aus vorkonfigurierter Computer- und Netzwerktechnik. Das Verfahren ermöglicht das Vernetzen selbst ältester Bestandsanlagen auf wirtschaftliche Weise – und verspricht auch deshalb gute Geschäfte.

Hauptgrund hierfür: Deutschlands Industrieanlagen sind schlicht zu alt für die zunehmende Digitalisierung. Schätzungen beziffern das Durchschnittsalter der Fabrikausrüstungen hierzulande auf um die zwanzig Jahre; die meisten Maschinen stammen also aus Zeiten, in denen vom „Industrial Internet of Things“ noch keine Rede war. Ein Großteil der Anlagen– etwa 85 Prozent des Bestands – sind deshalb noch nicht vernetzt.

Retrofit als Einstieg in digitale Geschäfte

Die Maschinen deshalb einfach zu ersetzen, kommt aber selbst für solche Firmen nicht in Frage, die das IIoT unbedingt brauchen. Denn erstens haben gerade Großanlagen ihr „Abschreibungsalter“ noch nicht erreicht; die entsprechenden Fristen liegen bisweilen bei über 20 Jahren (etwa im Eisen- und Stahlbau). Zweitens rechtfertigen selbst die größten Digitalisierungs-Gewinne natürlich nur selten den Kauf einer Millionen-teuren neuen Industrieanlage.

Retrofits dagegen kosten erheblich weniger Geld und können in der Regel vergleichsweise schnell und einfach vorgenommen werden. Entsprechend wächst die Nachfrage nach Retrofit-Lösungen und -Leistungen. Marktberichten zufolge soll der weltweite Umsatz mit – unter anderem für Retrofits benötigten – IoT-Gateways bis 2021 auf rund 45 Mrd. US-Dollar zulegen; ein Zuwachs von bis zu 15 Prozent pro Jahr. Der Nachrüst-Markt dürfte demnach also wachsen – und Herstellern somit Möglichkeiten auf zusätzliche Geschäfte eröffnen.

Retrofits kosten erheblich weniger Geld als die Neuanschaffung von Anlagen und können in der Regel vergleichsweise schnell und einfach vorgenommen werden.
Retrofits kosten erheblich weniger Geld als die Neuanschaffung von Anlagen und können in der Regel vergleichsweise schnell und einfach vorgenommen werden. - Bild: Chrystal-Kwok/Accenture

Letztere entstehen dabei natürlich weniger über die reinen Nachrüstungen selbst, sondern vielmehr über den Verkauf der digitalen Dienste, den die Retrofits überhaupt erst möglich machen: Anlagen-Monitoring und -Optimierung, vorausschauende Wartung, Fernsteuerung und ähnliche Services versprechen nicht nur zusätzliche, sondern vor allem auch wiederkehrende Umsätze – bei weit höheren Margen als in der Industrie üblich.

Genau hierin besteht aber auch die Herausforderung für jede Art von Retrofit-Strategie: Wer noch keine weiter gefasste Digital- und Dienststrategie hat, braucht eigentlich nicht weiter über den Verkauf von Retrofits nachzudenken. Nur wer schon weiß, welche Mehrwerte und Dienste er den eigenen Kunden später bieten will, welche Voraussetzungen dafür geschaffen werden müssen, und mit welchen Geschäftsmodellen ein Return-on-Investment erreicht werden wird, kann wirklich in die weitere Planung einsteigen

Die eigene Nachrüst-Strategie entwickeln

Der erste Schritt besteht in der Regel im Erstellen eines „Business Case“. Der beschreibt üblicherweise, welche Geschäftsziele die Nachrüstungen verfolgen sollen (sowohl fürs eigene Unternehmen als auch für die Käufer der Retrofit-Lösungen), welche Bestandsmaschinen nachgerüstet werden sollen, und mit welchen Umsätzen und Kosten hierbei zu rechnen ist.

Bei der Auswahl der nachzurüstenden Maschinen können sich Verantwortliche hierbei fast immer nach der Anzahl bereits verkaufter Maschinen richten (bzw. der Maschinen im Feld, auch „Installed Base“). Schließlich zählt beim Geschäft mit digitalen Diensten vor allem Reichweite – je mehr Maschinen und Daten ein Hersteller „ins Netz“ und auf die eigene Plattform bringen kann, desto besser ist die Grundlage für eigene Services.

Mit Blick auf die Ziele und Umsätze ist die Bandbreite dagegen etwas höher. Retrofit-Strategien können durchaus vor allem auf Effizienz zielen; der Maschinenhersteller Biesse Group hat seine „Predictive“-Dienste beispielsweise zunächst eingeführt, um die eigenen Service- und Gewährleistungskosten zu optimieren. Stärker Umsatz-orientierte Ansätze sind ebenso möglich; wie viel mit den jeweiligen Ansätzen zu erlösen ist, hängt hierbei letztendlich vom konkreten Wert der jeweiligen Lösung ab.

Auf der Kostenseite schlägt sich vor allem die konkrete Ausgestaltung der eigentlichen Retrofits sowie der späteren Diensterbringung nieder. Wer nicht über das erforderliche IT-Know-how und die benötigte IIoT-Infrastruktur verfügt, kann beispielsweise beides bei Dritten einkaufen – nicht selten „as-a-service“ und gegen vergleichsweise niedrige, nutzungsabhängige Mieten.

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Die richtige Technik, der richtige Einsatz

Bei der Auswahl der Technik haben Hersteller inzwischen die Wahl aus einer Reihe robuster, aus Industrie-Standardkomponenten zusammengestellter Lösungen. So bieten viele OEMs beispielsweise Retrofit-Kits mitsamt Controller oder vorkonfigurierten IIoT-Gateways, die vergleichsweise einfach mit Bestandsanlagen verbunden und dann mit IIoT-Plattform verbunden werden können.

Bei der Auswahl können die Hersteller sich weitgehend an der eigenen Digitalstrategie sowie der bereits vorhandenen Technik orientieren. Wer beispielsweise bereits eine bestimmte IIoT-Plattform nutzt, sollte dafür geeignete Retrofit-Kits finden können – und dann darunter dasjenige wählen, das am besten zu den eigenen technischen Anforderungen passt.

Letztere ergeben sich meist aus den für den späteren Verkauf geplanten Diensten bzw. „Use Cases“. Für viele Messungs- und Analytics-gestützte Services genügen zum Beispiel etwas weniger leistungsstarke Kits, die eingehende Daten zur weiteren Verarbeitung an eine IIoT-Plattform „durchreichen“. Steuerungs-Dienste etwa für selbststeuernde Anlagen verlangen dagegen nach mehr Rechenleistung und robusten „Edge-Computing“-Features.

In jedem Fall wichtig: der Einsatz nach dem Muster „Eine Maschine – ein Gateway“ ist fast immer Pflicht; zudem sollten die eingesetzten Gateways so nah wie möglich an der zu steuernden Maschine verbaut werden können. Denn nur so kann die Gesamtlösung eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit erreichen; herkömmliche Feldbus-Aufbauten erreichen diesbezüglich keine Höchstwerte und sind daher fast immer die schlechtere Wahl.

Sicherer IIoT-Retrofit mit marktüblicher Technik: auf der Hannover Messe 2018 zeigte Accenture eine Retrofit-Lösung für beinahe 40 Jahre alte Siemens-PLC-Controller; diese nutzt TEE-Sicherheitstechnik von Trustonic und die IIoT-Cloud „MindSphere“ von Siemens.

Schlüssel-Voraussetzung: IT-Sicherheit

Stichwort Sicherheit: die ist das zentrale Thema bei jeder Art von Retrofit-Ansatz; die Verantwortlichen im Unternehmen sollten ihr bei allen Überlegungen höchste Priorität einräumen. Schließlich verbindet jede Nachrüstung eine Industriemaschine mit dem Internet – und macht sie damit zumindest theoretisch für Dritte zugänglich.

Die damit verbundenen Risiken sind gerade bei Bestandsmaschinen besonders hoch. Denn: bei der Entwicklung der „Operational Technology“ (gern auch „Fabrik-IT“) vergangener Jahrzehnte standen fast ausschließlich Geschwindigkeit und Effizienz im Vordergrund; die entsprechenden Protokolle und Anwendungen bieten daher schon rein technisch kaum Spielraum für das Einfügen von Schutzmaßnahmen. Diese müssen also gesamtheitlich innerhalb der Retrofit-Lösung – also des Kits bzw. IIoT-Gateways – realisiert werden.

Vereinfacht dargestellt, müssen die Lösungen vor allem zweierlei leisten: Erstens die zuverlässige Authentifizierung von Maschinen, Computern und Mitarbeitern, lies: das Sicherstellen, dass Eingaben in Maschine und Netz wirklich von Befugten stammen. Und zweitens den Schutz sämtlicher verbundener Maschinen, Computer und Daten vor widerrechtlichem Zugriff, sprich, die Gewährleistung hoher IT-Sicherheit.

Der Weg zu beiden Zielen führt über einen entsprechenden Aufbau der IIoT-Retrofit-Lösung. Marktübliche Gateways nutzen hierfür meist Verschlüsselungstechnik, bestimmte Entwicklungs-Ansätze („Security by Design“) sowie so genannte „TEE“-Verfahren, kurz für „Trusted Execution Environment“. Letztere stellen auf einem Hardware-Chip eine vertrauenswürdige Laufzeitumgebung für Anwendungen her, indem sie die Anwendungsdaten in diesen speziellen Bereich laden und dort isolieren sowie Hard- und Software-seitig schützen.

Die für Sicherheit und Zuverlässigkeit erforderliche Technik ist also verfügbar – entsprechende Resultate entstehen aber erst durch ihren gezielten Einsatz. Hersteller sollten unbedingt darauf achten, Sicherheits-Regeln und -Standards zu beschreiben, bevor sie sich für den Einsatz bestimmter Retrofit-Kits entscheiden. Und: sie sollten sicherstellen, dass die gewählten Kits über gängige Sicherheits-Architekturen und Schutzverfahren – Stichwort TEE – verfügen.

Ohne Umsicht geht es nicht

IIoT-Retrofits können tatsächlich eine Option für die „Digitalisierung“ von Bestandsanlagen sein – und als solche den Einstieg ins Geschäft mit Smart Products und digitalen Diensten erleichtern. Die erforderliche Technik ist nicht nur bereits verfügbar, sondern auch in Form von vorkonfigurierten Lösungen erhältlich. Aber: diese verringern zwar Kosten und Aufwand für Nachrüst-Vorhaben, sind aber keineswegs einfach und ohne Weiteres einsetz- und nutzbar. Stattdessen verlangen sie nach Umsicht und Vorbereitung vor allem bei der Klärung von Geschäftszusammenhang, Zielen, und Anforderungen - auch und gerade bezüglich IIoT-Sicherheit.

Mehr zum Thema? Finden Sie hier:

Alles zum Thema IIoT bei Accenture finden Sie auf dieser Site; mehr zum Thema „IIoT Retrofit“ gibt’s bei Wolfgang Decker auf LinkedIn.

Für einen Rückblick auf Accentures Präsenz auf der Hannover Messe 2018 klicken Sie bitte hier.