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PTC und das Internet der Dinge – Rückkanal für Konstrukteure

Die PTC Live Global stand in diesem Jahr ganz im Zeichen des Internet of Things (IoT), dem sich PTC mit dem Kauf von ThingWorx verschrieben hat. Schon in der Keynote sprach Jim Heppelmann darüber, dass schon im Jahr 2010 mehr Geräte als Menschen online waren, und dieser Trend sich nach Angaben der einschlägigen Analysten noch wesentlich beschleunigen wird. Gartner findet das IoT zehnmal wichtiger als 3D-Druck und auch wichtiger als Cloud Computing.

Heppelmann sieht die Zukunft in Smart Connected Devices.
Heppelmann sieht die Zukunft in Smart Connected Devices.

Nach Moore’s Law, das eine Verdoppelung der Rechenleistung alle 18 Monate vorhersagte, wird Rechenleistung immer billiger, was eine Integration von Computertechnologie in alle Arten von Geräten und Dingen möglich macht. Heppelmann brachte dazu noch Metcalf’s Law ins Spiel, das den Nutzen eines Netzwerks quadratisch zur Zahl der Teilnehmer wächst, die Kosten dagegen nur proportional. So steige der Nutzen, den das IoT bringe, stark an, während die Kosten überschaubar seien. Für Heppelmann fehlt nun noch ein dritter Faktor, die Innovation – und hier sieht er ThingWorx als Schlüsseltechnologie.

Heppelmann sieht eine Entwicklung vom „Physical Product“, das aus Mechanik und Elektrik besteht, über das „Smart Product“, das Elektronik, Software und Sensoren hinzugewinnt, bis hin zum „Smart Connected Product“, das zudem noch kommunizieren kann. Er hat mit Michael E. Porter von der Harvard Business School eine Studie angefertigt, in der die „Competitive Implications and Strategic Choices for Manufacturers“ von Smart Connected Devices untersucht wurden – der Zugang zur entsprechenden Session war allerdings Journalisten versagt, weil die beiden Autoren die Studie zuerst veröffentlichen wollen. Ich bin sehr gespannt darauf.

Verwackelt, aber lesbar: Deie Evolution von Produkten zu Smart Connected Produkten.
Verwackelt, aber lesbar: Die Evolution von Produkten zu Smart Connected Produkten.

Heppelmann sieht „Value Changes“ durch die Verbreitung dieser Smart Connected Objects, das heißt, dass sich die Wertigkeit vieler heutiger Systeme verschiebt beziehungsweise erweitert. Ein Beispiel waren Bose-Musikanlagen: Die ältere Version hat eine ganze Reihe von Bedienelementen und spielt Musik von CDs und MP23-Playern ab. Die neueste Version dagegen zeigt am Frontpanel nur wenige Knöpfe, mit denen Presets abgerufen werden, die Musik kommt von Streamingdiensten. Zur Bedienung und auch zur Definition der Presets dient das Smartphone. Software, Fernbedienbarkeit über Mobildevices und der Netzanschluss sind weit wichtiger als die bisherigen Features geworden.

Ein zweiter Value Change ist der Schritt von Produkten zu Services. Heppelmanns Beispiel ist die Stadt Washington, die die große Anfangsinvestition der Umstellung der Straßenbeleuchtung auf LEDs scheute und die Straßenbeleuchtung in die Hände von Phillips Lighting legte. Dieses Serviceunternehmen betreibt nun die Straßenbeleuchtung über zehn Jahre, installiert die Leuchtmittel und verdient am geringeren Stromverbrauch der LEDs. In diesem Zusammenhang macht es dann durchaus Sinn, die Leuchtmittel mit einer Funktechnologie auszustatten, damit sich defekte Leuchten selbsttätig beim Betreiber melden können.

Die Schlüsselaufgaben des IoT sind Überwachung, Steuerung, Optimierung und Automatisierung. Heppelmann rief die Live-Auswertung seiner Solaranlage auf, um ein Beispiel für die erste Aufgabe zu demonstrieren. Hierher passen auch die funkenden Kühe von Vital Herd, einem Startup und ThingWorx-Kunden, der Pillen entwickelt, die von Kühen verschluckt werden, lebenslang in einem der Mägen leben und von dort aus durch Messen bestimmter Werte die Gesundheit und das Wohlfühlen – das sich wiederum in Fleischzunahme oder Milchertrag ausdrückt – der Kuh überwacht. Als Beispiel für die Regelung nannte er „Remote-Türklingeln“, die nicht in einer herkömmlichen Haustelefonanlage arbeiten, sondern über Wlan oder andere Technologien mit beliebigen Geräten zusammenarbeiten. Für Optimierung stehen unter anderem Aufzugssysteme, die ihre Auslastung selbst beobachten und analysieren, um beispielsweise in Stoßzeiten morgens mit hoher Priorität Menschen nach oben zu befördern. Beispiel für die Automatisierung war ein „Mechanischer Thunfisch“ von Boston Engineering, der unter anderem autark Routen abschwimmen und Messwerte aufnehmen kann.

Den bedenkenswertesten Gedanken zum IoT fand ich allerdings Heppelmanns richtigen Hinweis darauf, dass der Begriff PLM bisher eigentlich falsch verwendet wurde, denn der Konstrukteur verliert heute sein Produkt nach dem Serienanlauf, spätestens aber nach der Auslieferung an den Kunden aus den Augen. Er nannte das das „dark side oft the moon problem“ – ebenso wie eine Raumkapsel außer Sicht und Kontakt ist, solange sie die Rückseite des Mondes umkreist, sieht der Konstrukteur sein Produkt teils jahrzehntelang nicht.

Das IoT bietet nun diesen fehlenden Rückkanal. „Konstrukteure sind sehr gut darin, Annahmen über die tatsächlichen Einsatzbedingungen eines Produkts zu treffen“, sagte Heppelmann. Mit vernetzten Produkten, die ihren Status zurückmelden können, lassen sich Produkte gezielt optimieren, Schwachstellen beseitigen, fehlende Funktionen nachrüsten und so weiter. Das ist meiner Meinung nach tatsächlich ein Paradigmenwechsel im Konstruktionsprozess.

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