Industrial IoT, kurz IIoT oder auf Deutsch industrielles IoT, bezeichnet den Einsatz vernetzter Sensoren, Maschinen und Software in Fabriken, Versorgungsbetrieben, Lagern und an anderen Industriestandorten. Die Anlagen melden ihren Zustand und ihre Leistung laufend, statt dass jemand auf einem Kontrollgang nachsehen muss. Ein Temperatursensor im Kühlraum, ein Stromzähler an einer Produktionslinie, ein Füllstandssensor an einem Kühlmitteltank und eine Steuerung, die eine Pumpe aus der Ferne schalten kann: All das sind IIoT-Geräte, sobald ihre Daten in einem System ankommen, in dem jemand sie sieht und darauf reagieren kann.

Neu ist die Idee nicht; in Werken wird seit hundert Jahren gemessen. Verändert haben sich Kosten und Aufwand des Messens. Dank batteriebetriebener Funksensoren, günstiger Gateways und gehosteter Software kann ein Werk heute hundert Anlagen mit Sensorik ausstatten, ohne ein einziges Kabel zu ziehen. Damit ändert sich, welche Probleme sich zu messen lohnen, und deshalb taucht der Begriff in Betriebsbesprechungen immer wieder auf.

Kurz erklärt

  • Industrial IoT vernetzt Sensoren, Maschinen und Steuerungen an Industriestandorten, sodass ihre Daten laufend und an einem Ort verfügbar sind.
  • Typische IIoT-Geräte sind Sensoren, Gateways, Edge-Gateways zur Übersetzung von Maschinenprotokollen, Steuerungen und Tracker.
  • Die Kerntechnologien sind energiesparender Funk, Messaging-Protokolle wie MQTT und OPC UA, Edge-Verarbeitung und eine Plattform für Daten, Regeln und Alarme.
  • KI im IIoT setzt meist auf diesen Daten auf: Sie beantwortet Fragen dazu, hilft beim Einrichten der Überwachung und handelt über freigegebene Befehle.

Was ist der Unterschied zwischen IoT und IIoT?

Technisch gibt es viele Überschneidungen, der Unterschied liegt vor allem darin, was auf dem Spiel steht. Fällt ein Consumer-IoT-Gerät aus, etwa ein smartes Thermostat zu Hause, ärgert sich der Hausbesitzer. Meldet ein IIoT-Gerät in einem pharmazeutischen Kühlraum einen Temperaturanstieg nicht, kann das eine komplette Produktcharge kosten.

Diese unterschiedlichen Folgen prägen alles andere. Industriegeräte sind für Hitze, Staub, Vibration und Nassreinigung gebaut und oft auf Batterielaufzeiten von Jahren statt Monaten ausgelegt. Sie müssen neben Anlagen funktionieren, die Jahrzehnte alt sind und Protokolle wie Modbus sprechen. Industrielle Netze müssen große Standorte abdecken, auch Keller, Tanklager und Freiflächen, die das WLAN nie erreicht. Und die Daten müssen zu einer Reaktion mit klarer Zuständigkeit führen, etwa zu einem Alarm, der an den diensthabenden Schichttechniker geht und an die Schichtleitung eskaliert, wenn niemand reagiert.

Auch die Käufer unterscheiden sich. Consumer-IoT wird Gerät für Gerät gekauft. Industrial IoT ist meist ein Projekt mit einem Business Case, einem Instandhaltungs- oder Betriebsteam, das im Alltag damit arbeiten muss, und einer IT-Abteilung, die wissen will, wie es abgesichert ist. Auch die Lebensdauer ist eine andere: Ein Consumer-Gadget wird vielleicht nach drei Jahren ersetzt, Industrieanlagen sollen dagegen zehn oder zwanzig Jahre laufen. Die Sensoren und die Software drumherum brauchen deshalb einen Plan für Austausch und Support über diesen ganzen Zeitraum.

Welche IIoT-Geräte gibt es?

Die meisten IIoT-Projekte stützen sich auf fünf Arten von Hardware:

  • Sensoren messen eine physikalische Größe: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Vibration, Druck, Füllstand, Durchfluss, elektrischen Strom, Türstatus, Gaskonzentration. Industrielle Varianten sind oft batteriebetrieben und senden über mehrere Jahre alle paar Minuten einen Messwert.
  • Gateways empfangen die Funksignale vieler Sensoren und leiten sie über Ethernet oder eine andere Backhaul-Verbindung an die Software weiter. Ein einziges Gateway auf dem Dach kann einen ganzen Standort abdecken.
  • Edge-Gateways und Protokollkonverter binden kabelgebundene Anlagen an. Sie lesen Register aus einem Modbus-Energiezähler oder Werte aus einem OPC-UA-Server auf einer SPS und geben sie in einem Format weiter, das die IoT-Software versteht.
  • Steuerungen und Aktoren sorgen dafür, dass das System nicht nur beobachtet, sondern auch handelt: ein Relais, das eine Pumpe schaltet, eine Ventilsteuerung, eine smarte Steckdose an einem Luftentfeuchter.
  • Tracker melden den Standort von Fahrzeugen, Containern und mobilen Geräten, meist per GPS.

Die Qualität von IIoT-Produkten schwankt stark, deshalb zählen die Details im Datenblatt mehr als die Marke. Prüfen Sie die Batterielaufzeit bei dem Sendeintervall, das Sie nutzen wollen, die Schutzart (IP67 bedeutet staubdicht und geschützt gegen zeitweiliges Untertauchen), den Betriebstemperaturbereich und ob das Funkband zu Ihrer Region passt. In Europa ist EU868 üblich, in Nordamerika US915, und ein Sensor für das eine Band kommuniziert nicht mit einem Gateway für das andere.

Die zweite praktische Frage ist die Stromversorgung. Ein batteriebetriebener Sensor erspart den Elektriker, aber seine Laufzeit hängt fast ausschließlich davon ab, wie oft er sendet. Ein Gerät, das alle fünfzehn Minuten einen Messwert schickt, hält vielleicht fünf Jahre oder länger, während dasselbe Gerät mit einem Intervall von dreißig Sekunden schon nach wenigen Monaten eine neue Batterie brauchen kann. Legen Sie das Sendeintervall danach fest, wie schnell sich die gemessene Größe ändern kann: Ein Tankfüllstand oder eine Raumtemperatur braucht selten öfter als alle paar Minuten einen neuen Wert. Kilo Electronics führt LoRaWAN-Gateways für Innen- und Außenbereiche, aber jedes kompatible Gateway eines anderen Anbieters erfüllt denselben Zweck.

Welche Technologien werden im IIoT eingesetzt?

Die Technologien des industriellen IoT lassen sich in vier Schichten einteilen, und in jeder davon trifft ein Projekt eine Entscheidung.

Am Anfang steht die Konnektivität. Energiesparende Weitverkehrsnetze (LPWAN) wie LoRaWAN und mioty übertragen kleine Messwerte über Kilometer und belasten die Batterie dabei kaum. Das passt zu Sensoren, die alle paar Minuten ein paar Zahlen senden. WLAN eignet sich für Geräte mit Netzanschluss, die mehr Daten senden. Kabelgebundene Feldbusse bleiben innerhalb von Maschinen und Schaltschränken.

Über dem Funk liegt das Messaging. MQTT ist ein schlankes Publish-Subscribe-Protokoll: Geräte veröffentlichen Nachrichten zu Topics auf einem Broker, und jedes System, das diese Topics abonniert hat, erhält sie. OPC UA ist für strukturierte Daten aus Industriesteuerungen verbreitet, weil es nicht nur den Wert beschreibt, sondern auch seine Bedeutung, seine Einheit und seinen Kontext.

Zwischen Maschinen und Netzwerk übernimmt die Edge-Verarbeitung Berechnungen direkt an der Anlage. Ein Edge-Gateway fragt vielleicht jede Sekunde zwanzig Modbus-Register ab, sendet aber nur Minutenmittelwerte, oder hält einen Standort lokal am Laufen, wenn die Internetverbindung ausfällt.

Schließlich landen die Daten auf der Plattform: Sie speichert Messwerte pro Gerät, stellt Dashboards dar, wertet Regeln aus, löst Alarme aus und sendet Befehle. Sicherheit zieht sich durch alle vier Schichten, von verschlüsselten Funkverbindungen und TLS-Verbindungen bis zu gerätespezifischen Schlüsseln und Benutzerberechtigungen. Die Normenreihe IEC 62443 ist die Referenz, an der sich die meisten Security-Teams in der Industrie orientieren, um diese Anforderungen zu strukturieren.

Ein Detail, das alle diese Schichten betrifft, bringt viele erste Projekte ins Stolpern: Namen und Einheiten. Zwei Stromzähler verschiedener Hersteller nennen denselben Wert vielleicht „P_total“ und „activePower“, einmal in Watt, einmal in Kilowatt. Ordnet niemand beide einer einheitlichen Messgröße zu, muss jedes Dashboard und jeder Alarm wissen, welcher Zähler welcher ist. Wer eine Konvention für Namen und Einheiten festlegt, bevor der zweite Hersteller dazukommt, spart sich später viel Nacharbeit.

Wie wird KI im IIoT eingesetzt?

Industrial IoT und KI kommen auf ein paar ganz praktischen Wegen zusammen. Am ältesten ist die Analyse: Modelle, die ungewöhnliche Muster über viele Sensoren hinweg erkennen oder abschätzen, wann eine Maschine gewartet werden muss. KI macht das System außerdem leichter bedienbar, denn Sie können eine Frage in ganz normaler Sprache stellen („Welche Tiefkühler lagen letzte Nacht über −18 °C?“), statt erst einen Bericht zu erstellen. Am neuesten ist KI, die selbst auf Anlagen einwirken kann. Damit stellt sich die Frage, wer ihr das erlaubt hat und wie ihre Aktionen überprüft werden.

KI, die handelt, gehört zu dem, was immer häufiger Physical AI genannt wird: physische Dinge so zu vernetzen, dass Software, Menschen und KI denselben Kontext teilen und auf dieser Grundlage handeln können. In einem Werk, in dem ein Türsensor, eine Lüftersteuerung und ein Temperaturfühler über ein einziges System erreichbar sind, kann ein KI-Agent erkennen, dass die Tür eines Kühllagers seit zehn Minuten offen steht, und vorschlagen, sie zu schließen, oder einen Lüfter einschalten, und zwar innerhalb der Berechtigungen, die jemand festgelegt hat.

In Kilo laufen Fragen und Aktionen über dieselben Berechtigungen. Sie können die integrierte KI von Kilo nach dem aktuellen Gerätestatus und nach gespeicherten Messwerten fragen, etwa welcher Tiefkühler über Nacht am wärmsten war oder welche Linie am vergangenen Wochenende am meisten Energie verbraucht hat. Nutzt Ihr Team eigene KI-Tools, binden Sie diese über den MCP-Endpunkt von Kilo an; dort können sie nur das tun, was der angemeldete Benutzer darf. Und bevor Kilo AI einen Gerätebefehl sendet, holt es ausdrücklich Ihre Bestätigung ein und meldet danach den Ausführungsstatus.

Beispiele für IoT in der Industrie

Die meisten IIoT-Projekte, die sich schnell auszahlen, lösen ganz gewöhnliche Probleme.

Ein häufiger erster Schritt ist die Energiemessung pro Linie. Ein Werk bekommt eine einzige Stromrechnung, aber Zähler mit Klappwandlern an jeder Linie zeigen, welche davon am Wochenende Strom zieht, obwohl nichts produziert wird.

Ein weiteres Beispiel ist Druckluft. Nach Angaben des US-Energieministeriums können Leckagen in einem industriellen Druckluftsystem mitunter 20 bis 30 Prozent der vom Kompressor erzeugten Druckluft verschwenden. Konkret gerechnet: Ein 55-kW-Kompressor, der 6.000 Stunden im Jahr bei 0,20 € pro kWh läuft, kostet im Betrieb rund 66.000 € pro Jahr; entweicht ein Viertel dieser Luft durch Leckagen, gehen jährlich etwa 16.500 € verloren. Ein Drucksensor, der zeigt, dass das System an einem Sonntag bei stillstehender Produktion Druck verliert, macht das Leck sichtbar.

Füllstandssensoren an Tanks für Kühlmittel, Schmierstoffe und Chemikalien ersetzen Kontrollgänge mit dem Peilstab und verhindern, dass eine Linie stillsteht, weil ein leerer Tank niemandem aufgefallen ist. Kühlräume und Tiefkühler bekommen Temperatursensoren mit Alarmen, die auch nachts jemanden erreichen. Tracker an Gabelstaplern, Anhängern und Containern zeigen, wo gemeinsam genutzte Ausrüstung gelandet ist. Die Luftfeuchtigkeit im Lager ist ein unscheinbareres Beispiel: Papier, Holz, Elektronik und manche Lebensmittelzutaten leiden, wenn die Feuchte abdriftet, und ein paar Funksensoren im Lager zeigen, welche Ecke zu feucht ist.

Keines dieser Beispiele erfordert ein neues Produktionssystem, und genau deshalb beginnt IIoT oft hier. Alle folgen demselben Weg: Ein Sensor misst, ein Gateway leitet den Messwert weiter, die Plattform speichert ihn bei der richtigen Anlage, eine Regel vergleicht ihn mit einem Grenzwert, und eine namentlich zuständige Person bekommt einen Alarm, wenn der Grenzwert überschritten wird. Sobald dieser Weg für ein Problem funktioniert, ist das nächste vor allem eine Frage zusätzlicher Sensoren.

Häufige Fragen zum industriellen IoT

Gehört SCADA zum IIoT?

SCADA ist älter als der Begriff Industrial IoT und dient dazu, einen Prozess zu überwachen und zu steuern, meist über eigene, dedizierte Netzwerke. Industrial IoT überschneidet sich damit, dehnt die Überwachung aber auf Anlagen aus, die SCADA nie erfasst hat, oft mit Funksensoren und gehosteter Software. Viele Werke betreiben beides parallel.

Was ist eine IIoT-Plattform?

Eine IIoT-Plattform ist die Software, die Daten von vernetzten Geräten empfängt und daraus etwas macht, mit dem Menschen arbeiten können: Geräteverwaltung, gespeicherter Verlauf, Dashboards, Regeln, Alarme und zunehmend auch Fernbefehle und APIs für andere Systeme. Sie sitzt zwischen der Hardware vor Ort und den Menschen und Anwendungen, die die Daten brauchen.

Ist IIoT sicher?

Das kann es sein, wenn Sicherheit in jeder Schicht von Anfang an mitgedacht wird: verschlüsselte Funk- und Netzwerkverbindungen, eigene Schlüssel für jedes Gerät, Gateways ohne offene Ports und Benutzerberechtigungen, die festlegen, wer was sehen oder steuern darf. Schwachstellen sind meist Standardpasswörter, flache Netzwerke und Geräte, die nie Updates bekommen.

Lesen Sie drei Energiezähler an Ihren wichtigsten Produktionslinien über ein Modbus-Edge-Gateway aus, ergänzen Sie zwei Temperatursensoren im Kompressorraum und richten Sie einen Alarm für jeden Sonntag ein, an dem eine Linie mehr Strom zieht als ihre Grundlast im Leerlauf. Nach einem Monat wissen Sie, welche Linie Strom verschwendet, während nichts produziert wird. Fünf solche Geräte passen in den kostenlosen Tarif von Kilo.