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27.07.2016     Marcel Henrich

Die Abkürzung M2M steht für Machine-to-Machine bzw. Maschine-zu-Maschine-Kommunikation. Dahinter steckt das Konzept eines automatisierten Informationsaustauschs zwischen Maschinen, Automaten, Fahrzeugen etc. untereinander und/oder mit einer zentralen Leitstelle. Mit dieser Automation werden Prozesse schneller, effizienter und sicherer und es können völlig neue Geschäftsfelder entstehen. 

Wahrscheinlich haben Sie schon mehrfach die imposanten Zahlen über die Explosion der vernetzten Geräte in einigen Jahren gehört. Verschiedene Marktforschungs- und Beratungsunternehmen prophezeien bis zu 20 Milliarden Maschinen und Geräte, die ab 2020 miteinander kommunizieren. 

Wir müssen uns darauf einstellen, dass wir auch in Österreich diese Entwicklung bei der Nutzung von M2M sehen werden. In diesem Blogbeitrag wollen wir einen Schritt zurückmachen und  klären was M2M wirklich ist und was Sie brauchen um M2M in Ihrem Unternehmen einsetzen zu können. Das Gute dabei: Sie brauchen zum Lesen dieses Blogbeitrags nicht länger als eine Tasse Kaffee.

M2M Beispiel

Ein Lastwagen-Hersteller stattet seine Fahrzeuge mit Sensoren aus, die in regelmäßigen Abständen u.a. Druck, Temperatur, Vibration, Geschwindigkeit und Treibstoffverbrauch messen. Diese Informationen werden unmittelbar nach ihrer Erhebung von einer ebenfalls im Fahrzeug befindlichen SIM-Karte über das Mobilfunknetz an eine zentrale Leitstelle übermittelt. 

Durch eine automatische Analyse der Daten kann die Leitstelle feststellen, ob sich die Werte innerhalb bekannter Parameter bewegen oder wie stark sie davon abweichen. Der Lastwagen-Hersteller kann so vorhersagen, wann etwas am Fahrzeug kaputt gehen könnte, und ist in der Lage im Rahmen eines besonderen Servicevertrags seinen Kunden, das Logistikunternehmen, proaktiv zu informieren und bei der Wartung der Fahrzeuge zu unterstützen. Das Logistikunternehmen ist von diesem Service begeistert, da sich nicht nur die Sicherheit der Lastwagen erhöht sondern auch deren effizienter Einsatz. 

Was hat M2M mit dem Internet der Dinge zu tun?

Ein zweiter Begriff wird jetzt häufig im Zusammenhang mit M2M genannt: IoT oder “Internet of Things” und auf Deutsch "Internet der Dinge". Um die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der beiden Begriffe zu verstehen, kann man sich vorstellen, dass M2M-fähige Maschinen für gewöhnlich in einem geschlossenen Ökosystem existieren. Nur Menschen und Maschinen innerhalb dieses Netzwerks können auf die Maschinendaten zugreifen und danach handeln. Deshalb ist M2M insbesondere aus Unternehmenssicht und im industriellen Kontext relevant.

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Das Internet der Dinge ist viel mehr. IoT bedeutet, dass nicht nur Maschinen sondern selbst simpelste Alltagsgegenstände mit dem Internet verbunden werden und miteinander oder mit Menschen interagieren können.  Das reicht vom Werbeplakat mit QR-Code, welches mit Hilfe des QR-Code Scanners am Smartphone weitere Informationen für die Zielgruppe der Werbung im Internet bereithält, über die Waschmaschine, die genau dann wäscht, wenn der Strom gerade am günstigsten ist, bis zur Smart City, in der z.B. die Verkehrsampeln automatisch auf herannahende Feuerwehrfahrzeuge in Aktion reagieren, um eine schnelle und sichere Ankunft am Einsatzort zu gewährleisten.

Ziel vom Internet der Dinge ist, dass Objekte intelligent werden und somit über das Internet untereinander Informationen austauschen können. Kurzum: Das "Internet der Dinge" vereint die virtuelle mit der realen Welt.

Die Geschichte von M2M

Vernetzte Kommunikation zwischen Maschinen gibt es seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Eine frühe Form der Machine-to-Machine-Kommunikation ist zum Beispiel die Übertragung der Telefonnummer des Anrufenden von einem Telefon zum anderen. Des weiteren gibt es beispielsweise die Zählerstandsübermittlung im Energiesektor schon seit 1977. Während viele solcher M2M-Anwendungen zunächst auf eine fest verdrahtete Verbindung setzten, begann die mobilfunkunterstützte Vernetzung von Maschinen 1995 als Siemens innerhalb seiner damaligen Mobilgerätesparte eine eigene Abteilung für das GSM Daten Modul "M1" schaffte.

Damit startete die Firma den kommerziellen und industriellen Einsatz von M2M. Kassensysteme und Fahrzeugortung gehörten zu den ersten Anwendungsbereichen des Moduls. Die heutigen M2M Module sind wesentlich leistungsfähiger und haben Technologien wie GPS integriert. Nun spielen bei M2M auch Cloud-Dienste eine immer größere Rolle, was wiederum auf das Internet der Dinge überleitet.

Maschine-zu-Maschine-Kommunikation ist quasi die Vorgeschichte vom Internet der Dinge. Auf Google Trends ist erkennbar, dass die Verwendung des Begriffes IoT die von M2M mittlerweile überholt hat.

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M2M ist heute das Herzstück von IoT und doch nur ein Teilaspekt. Oft werden diese Begriffe aber gleich verwendet oder es werden beide Begriffe in einem Aufwasch genutzt: M2M / IoT. In der Praxis ist es dann eben doch häufig unerheblich wie das Ding genannt wird. Es geht schlichtweg um den Einsatz einer neuen Technologie, um Dinge schneller, günstiger und besser zu machen. Obendrein ist die Nutzung dieser neuen Technologie mittlerweile so leicht geworden, dass Sie dafür kein Experte mehr sein müssen.

Wie ist ein M2M-System aufgebaut?

Jetzt wird es ein wenig technisch. Trotzdem M2M ist keine Geheimsprache für Hardcore Techniker. M2M-Systeme bestehen prinzipiell aus drei Grundkomponenten: Datenendpunkte, Kommunikationsnetze und ein Datenintegrationspunkt.

Die Datenendpunkte bestehen aus einem Sender, dem damit verbundenen Endgerät, z. B. der zu überwachenden Maschine, sowie gegebenenfalls zusätzlichen Sensoren. Innerhalb des geschlossenen Systems kann es zahlreiche Datenendpunkte geben. Mit Hilfe der Sender übertragen die Maschinen ihre Daten über ein Kommunikationsnetz an den Datenintegrationspunkt. Je nach Anwendungsgebiet kommen verschiedene Kommunikationstechnologien zum Einsatz: Mobilfunk, Festnetz oder auch W-LAN, Bluetooth, RFID und Satellitenfunk.

Hybride Kommunikationslösungen sind ebenfalls denkbar. Im Gegensatz zu den zahlreich vorhandenen Datenendpunkten ist der Datenintegrationspunkt in der Regel nur einmal in einem M2M-System vorhanden, z. B. ein Server, der die technischen Parameter der Maschinen überwacht. Dieser nimmt die Maschinendaten entgegen, verarbeitet sie und löst eventuell eine Aktion aus. Sendet eine Maschine zum Beispiel eine Fehlermeldung kann der zuständige Ingenieur direkt per SMS benachrichtigt werden.

M2M Security

Laut der Meinung von Experten entstehen neue Herausforderungen im Bereich der IT Security bei M2M Lösungen. Zum Beispiel braucht die physische Sicherheit von M2M Modulen (z. B.: Sensoren) viel Aufmerksamkeit, da diese ja verstreut auf der ganzen Welt im Einsatz sein können. Auch die sogenannten Denial Of Service Attacken (DOS) können ganz neue Konsequenzen haben. Ein Teil der M2M Module wird mit einer Batterie betrieben, DOS Attacken könnten so geplant werden, dass der erhöhte Stromverbrauch großflächig die M2M Module ausfallen lässt.

Neben dem physischen Schutz und dem Schutz vor Hacker Angriffen spielt der sichere Übertragungsweg eine besondere Bedeutung. Um eine gesicherte Verbindung zwischen dem M2M Modul und der zentralen Schnittstelle (z. B. Überwachungsplattform) zu gewährleisten, kommt eine eine sogenannter mobile IP VPN-Tunnel (Virtual Private Network-Tunnel) Technologie zum Einsatz.

M2M Kosten

Wie jeder andere Businesscase macht ein M2M-Projekt nur Sinn, wenn alle Kosten im Vorfeld genau abgewogen werden und die angepeilten neuen Geschäftsfelder genug erwirtschaften, um die Investition zu rechtfertigen. Zuallererst müsen Sie wissen wissen, wie sich die Kosten bei M2M Projekten überhaupt zusammensetzen:

  • Hardware, die Daten einsammelt, verarbeitet und die wesentliche physische Infrastruktur bereitstellt
  • Software zur Steuerung aller Komponenten und Analyse der gewonnenen Daten
  • Netzwerk, das die Daten über das Festnetz und/oder mobile Netze überträgt
  • Dienstleistungen zur Erbringung ganzheitlicher Projekte und weiterer Leistungen, wie etwa Systemintegration

Um die Kosten eines M2M-Projektes möglichst genau eingrenzen zu können, sind im Projektverlauf mehrere Schritte unbedingt zu empfehlen, bevor es zum Rollout kommt. Diese sind:

  • Erstellung eines Konzeptes mit Definition der Use Cases
  • Proof-of-Concept
  • Pilotbetrieb unter realen Bedingungen

Mehr Informationen dazu in unserem Beitrag: M2M Kosten: Gute Planung  und Kontrolle

5 Dinge die Sie für ein M2M Projekt brauchen

 

1. M2M Tarif

In den Sendern, die die Daten Ihrer Sensoren und Geräte übertragen sitzt eine SIM Karte. Folglich brauchen Sie für diese SIM Karten einen Tarif. Mobilfunkbetreiber bieten dafür spezielle M2M Tarife an.

2. M2M Service Portal

Über ein Service Portal, das Sie über das Internet erreichen, können Sie Ihre M2M SIM Karten monitoren und administrieren. Das beginnt mit dem Bestellen von SIM Karten, Aktivierungen und schließt auch Funktionen wie User & Missbrauchs Kontrolle bis hin zu Auswertungen mit ein.  

3. M2M Sendemodul

Ihre Sensoren müssen Sie an eine Sendeeinheit anschließen, so dass die Messwerte übertragen werden können. Das erledigt zum Beispiel die IoT Box.  Die IoT Box ist ein kompaktes Mikrorechnersystem mit einer Abmessung von nur 39 x 32 x 6 mm. An diesen Minicomputer schließen Sie Ihre Geräte und Sensoren an. Zur Verfügung stehen einige Ein- und Ausgänge, eine Bluetoooth-Smart-Schnittstelle und ein Online Portal. An einer Datenschnittstelle können Sie die Informationen außerdem mit anderen Systemen, Websites oder Apps integrieren und verarbeiten. Mehr Informationen zur IoT Box finden Sie in unserem Beitrag: Mit Bier und IoT-Box ist der Einstieg ins Internet der Dinge einfach.

4. M2M SIM Karten

Wie schon gesagt stecken in Ihren Sendemodulen bzw. in den IoT Boxen SIM Karten. Hier haben Sie 2 Möglichkeiten:

  • Klassische SIM Karte im sogenannten Plug-in-Format: Diese Art von SIM Karte wird hauptsächlich in Mobiltelefonen verwendet. Sie kann aber auch für M2M Anwendungen eingesetzt werden. Es gibt auch die Mikro SIM für M2M.
  • Verlötbare minimierte MFF-SIM: Das ist eine spezielle SIM Karte für industrielle Anforderungen. Sie ist fest verlötet und daher widerstandsfähiger gegen physikalische Einflüsse.

5. Datentunnel für die sichere Übertragung

Um Ihre Daten sicher zu übertragen und Datendieben keine Chance zu geben, sollten Sie eine sichere Verbindung zu Ihren Geräten wählen. Das erreichen Sie mit einem sogenannten Mobile IP VPN.

Das sind die 5 wichtigsten Dinge Sie brauchen. Ferner bieten Lösungsanbieter spezielle Services und Consulting an, um Ihre M2M Lösung rasch und sicher zu realisieren. 

Anwendungsgebiete von M2M Applikationen

Bewährte Einsatzgebiete von M2M Lösungen sind:

  • Transport und Logistik
  • Flottenmanagement
  • Gebäudetechnik
  • Alarm und Sicherheit
  • Intelligentes Energie-Management
  • Smart Home
  • Smart City
  • Gesundheitswesen
  • Sport und Freizeit

Darüber hinaus gibt es natürlich noch viele weitere Einsatzbereiche. In diesen Blogbeiträgen können Sie sich ausführlich über Anwendungsgebiete und Beispiele von M2M informieren:

 

Fazit: M2M

Auf dem letzten M2M Forum CEE konnte man ablesen wo die M2M Reise hingeht. Immer mehr geht es um höhere Wertschöpfung und mehr Umsatz durch neue Geschäftsmodelle.  Mit 13% Durchdringung bei den heimischen Unternehmen stehen wir erst am Anfang der M2M Entwicklung. Die jetzt zur Verfügung stehende Technologie ist sehr einfach zu implementieren und zu administrieren. 

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