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Green-IT im Wandel. Analyse und Evaluierung der veränderten Anforderungen durch das Internet der Dinge und Identifizierung erforderlicher Maßnahmen

AutorSuher Ghoniem
VerlagGRIN Verlag
Erscheinungsjahr2017
Seitenanzahl97 Seiten
ISBN9783668406681
FormatPDF/ePUB
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis34,99 EUR
Masterarbeit aus dem Jahr 2016 im Fachbereich Informatik - Wirtschaftsinformatik, Note: 2,3, FOM Essen, Hochschule für Oekonomie & Management gemeinnützige GmbH, Hochschulleitung Essen früher Fachhochschule, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) stellt für zahlreiche Bereiche die technische Grundlage dar, sie bildet das Rückgrat zur wirtschaftlichen Entwicklung und ist in nahezu allen Segmenten Technologietreiber. Der Betrieb dieser IKT-Infrastruktur, die Produktion, der Einsatz und das Verwerten von alten Geräten steigern den Ressourcenbedarf. Vor allem der Energiebedarf ist ein entscheidender ökonomischer und ökologischer Faktor geworden. Aufgrund dessen hat die 'Green-IT' in jüngster Vergangenheit an Aufmerksamkeit gewonnen. Durch die gezielte und überlegte Verwendung von IKT können auch ambitionierte Umweltzielen erreicht werden, speziell der Bereich Energie- und Ressourceneinsparung bzw. Reduzierung von Emissionen ist dabei bedeutsam. (...) Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, das Potenzial des Wachstums von IdD zu betrachten. Den Schwerpunkt bilden dabei Sektoren, die das größte Potenzial bei der Reduzierungen der Treibhausgasemissionen haben. Insbesondere wird versucht aufzuzeigen, wie das Wachstum der neuen Industrie beschleunigt werden kann und gleichzeitig der Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft erreicht wird. So wird erläutert, welches Potenzial das IdD für die Weltwirtschaft bietet, während es zu den Bemühungen der Welt, den Klimawandel einzudämmen, beiträgt. Was E-Mails zur Kommunikation und das Internet zur Informationsfindung beigetragen hat, könnte das IdD zur Effizienzsteigerung führen.

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Leseprobe

4. Internet der Dinge


 

Wie in Kapitel Kapitel 2.2 beschrieben, wird unter IdD die Vernetzung verschiedener Alltagsgegenständen über das Internet verstanden. Dabei werden die Gegenstände untereinander vernetzt: unsichtbar, intelligent und allgegenwärtig. Das geht vom Kühlschrank, über die Heizung, zum Toaster oder gar zu mit Sensoren bestückter Kleidung. Das IdD wird eine neue Stufe der Digitalisierung bringen und als die Zukunft des computergestützten Weltzugangs angepriesen. Die Vernetzung der Dinge durch Chips, Tags und Sensoren wird das Verhältnis zwischen Mensch und Technik maßgeblich beeinflussen.[86]

 

Noch ist das IdD erst im Aufbau. Auf dem Weg zum oben aufgezeigten Ziel fehlen noch einige Schritte wie:[87]

 

 eine Standardisierung von Komponenten und Diensten im IdD,

 

 eine sichere und generelle Netzwerkanbindung für alle Geräte mit IdD-Fähigkeit,

 

 eine Kostenreduktion für Geräte, Anschlüsse und Inbetriebnahme sowie

 

 kostenarme, automatisierte oder autonome Dienstleistungen im Netzwerk.

 

Zu Beginn dieses Kapitels wird die Entstehungsgeschicht des IdD beschrieben, um danach, in Kapitel 4.2, auf den aktuellen Stand der Technik einzugehen. Nachfolgend werden in Kapitel 4.3 mögliche Einsatzbereiche des IdD aufgezeigt. Die Wachstums- und Umsatzprognosen des IdD werden in Kapitel 4.4 näher betrachtet. Anschließend wird zum Abschluss des Kapitel 4 ein Ausblick gegeben.

 

4.1 Entstehungsgeschichte


 

Kurz nach der Jahrtausendwende entwickelten die Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik die Idee eines zukunftsweisenden Logistiksystems. Mit eigener Intelligenz versehene Geräte sollten sich vernetzen und dazu beitragen, dass Waren ihren Weg zum Bestimmungsort eigenständig finden. Die Idee zum IdD war geboren.[88] Erstmals benutzt wurde der Begriff „Internet der Dinge“ im Jahr 1999 von Kevin Ashton, Technologie-Pionier am Auto-ID Center des MIT. Als Grundlage für das IdD wird die automatische Identifikation angesehen. Meist geschieht dies durch Identifizierung durch elektromagnetische Wellen (RFID), Strichcodes oder 2D-Code. Dazu gehören dann noch Bauteile wie Aktoren und Sensoren, die es erlauben Zustände zu Erfassen oder Aktionen auszuführen.[89]

 

4.2 Stand der Technik


 

Die Vision, dass logistische Objekte sich in Eigenregie durch Netzwerke logistischer Knoten bewegen und dabei zum richtigen Zeitpunkt im richtigen Zustand an der richtigen Stelle verfügbar sind, ist mit der aktuell verfügbaren Technologie erst in Ansätzen realisierbar. Zudem muss die gesamte Technologie zu einem für den jeweiligen Einsatz angemessenen Preis verfügbar sein. Auch hier sind Forschungsinstitute und Industrieunternehmen momentan noch dabei, die letzten Lücken zu schließen.[90]

 

Der Markt bietet mittlerweile nahezu 300 Transponder-Produkte an, dabei handelt es sich meist um Nischenlösungen für konkrete Applikationen mit einem einzigartigen Leistungsprofil. Einige dieser Produkte können zwar größere Mengen an Daten speichern, aber echte Mikroprozessoren werden aufgrund des relativ hohen Energieverbrauches kaum verwendet. Weiterer Nachteil ist, dass die aktuell verfügbare Technologie noch folgende Schwachpunkte aufweist:[91]

 

 Die eindeutige Identifikation ist gelöst, aber die Zustandsüberwachung funktioniert nur partikulär. Der Energieverbrauch sensorischer Bauelemente beeinträchtigt hier die Wunschfunktionen.

 

 Die für Logistikanwendungen genügend genaue Lokalisierung von elektronischen Etiketten innerhalb von Bauten ist noch nicht möglich. Somit ist eine durchgängige Nachverfolgung in der Logistikkette nicht sichergestellt.

 

 Die Reichweite einer Lese- oder Basisstation ist begrenzt und innerhalb dieses Bereiches treten zusätzlich Abschattungen auf, die eine vollständige Erfassung z.B. einer Palette nicht gestattet. Weiterhin ist die sichere Kommunikation nicht gegeben.

 

 Vielfach ist neben der Identifikation die zusätzliche Speicherung von Daten möglich, aber die technischen Voraussetzungen für autonomes Handeln sind nicht gegeben.

 

 Ein weiteres Problem sind Sicherheitslücken in den mobilen Datenspeichern. So sind Datenmanipulationen jederzeit möglich.

 

 Die existierenden Produkte sind für den preissensiblen Logistikbereich noch zu teuer. Die Frage, ob die von der Praxis aufgerufenen fünf Eurocent realisierbar sind, ist noch nicht beantwortet.

 

Auf einer ganz anderen Ebene spielt sich das Thema Datenschutz ab. Die allgegenwärtigen Sensoren, die in alltäglichen Situationen im Leben Informationen abgreifen und übermitteln, sammeln eine sehr hohe Anzahl an Informationen über ihren Besitzer und dessen Leben. Kaum kontrollierbar und intransparent ist, was mit diesen Daten passiert und wohin sie übermittelt werden. Das Bewusstsein dieses Risikos sowie das Thema des Datenschutzes sind beim Anwender bisher kaum entwickelt. So müssen Maßnahmen ergriffen werden, um dem Kontrollverlust nachhaltig entgegenzuwirken.[92]

 

4.2.1 Identifikation durch RFID


 

Wie erläutert, ist für das IdD eine eindeutige Identifikation eines jeden einzelnen Objektes unumgänglich. Stand der Technik dafür ist heute die RFID-Technik, der sog. Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen. Damit wird die Technologie bezeichnet, die Sender-Empfänger-Systeme zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten oder Lebewesen, mittels Radiowellen ermöglicht. Das System besteht aus einem Transponder, meist als Funketikett, und einem Lesergerät. Der Transponder enthält den kennzeichnenden Code, der durch die vom Lesegerät erzeugten magnetischen Wechselfelder oder hochfrequente Radiowellen aktiviert und dann verarbeitet wird. Der eigentliche Leseprozess wird durch Software gesteuert, die auf dem Lesegerät installiert ist und eine Schnittstelle zu weiteren IT-Systemen sowie Datenbanken hat.

Diese Technologie geht auf den Zweiten Weltkrieg zurück, wo sie in ihren Grundzügen erstmals zur Freund-Feind-Erkennung in Flugzeugen und Panzern diente. In den 1970er Jahren erfolgte ein erster Schritt der Miniaturisierung und RFID wurde als elektronisches Warensicherungssystem im Einzelhandel verwendet. Ein Jahrzehnt später waren die RFID-Transponder so klein, dass sie zur Erkennung von Haus- und Nutztieren per Spritze einfach unter die Haut eingesetzt werden konnten. Heute wird die Technologie auch für elektronische Schlösser, Zutrittskontrollen, bargeldloses Zahlen, Zugangspässe, Tankkarten und vieles mehr verwendet. Zukünftig wird die RFID-Technologie einen weiteren Sprung machen, denn sie ist die Basis dafür, dass jedes Objekt bis hinunter zur einzelnen Schraube individuell erkennbar ist.[93]

 

Im Aufbau ähneln sich die RFID-Transponder der verschiedenen Hersteller. Dabei genügen eine Antenne, ein analoger Schaltkreis zum Empfangen und Senden, ein digitaler Schaltkreis (meist ein Mikrocontroller) und ein permanenter Speicher. Ist der Speicher mehrfach beschreibbar, lassen sich über die Einsatzdauer zusätzliche Informationen abspeichern. Die einzelnen Transponder unterscheiden sich in der Taktfrequenz, der Übertragungsrate, der Leserreichweite, dem Speicherplatz sowie in der Lebendsauer und den Kosten. Die Übertragung erfolgt standardisiert jeweils nach der ISO 18000-1 ff Norm.[94]

 

Aber nicht nur mit RFID können Daten übermittelt werden. Sensoren und Steuergeräte können auch über Wireless Local Area Network (WLAN), Near Field Communication, Bluetooth oder ZigBee untereinander kommunizieren. Darüber hinaus werden auch ganz neue Wege eingeschlagen. So haben Wissenschaftler der University of Washington batterielose Sensoren entwickelt, die drahtlos miteinander kommunizieren. Dabei wird die Abschwächung von Radiowellen als Signalweg verwendet.[95]

 

Neben dem RFID-Transponder ist ein Datenspeicher, das sog. Digitale Objektgedächtnis, essentiell für die Nutzung des IdD.

 

4.2.2 Digitales Objektgedächtnis


 

Unter einem digitalen Objektgedächtnis (Digital Object Memory (DOMe)) ist ein Datenspeicher zu verstehen, der über eine bestimmte Zeitdauer oder die gesamte Lebenszeit des Objektes, alle relevanten Informationen sammelt. Dank der Verknüpfung verschiedener digitaler Informationen, stellt ein derartiges DOMe einen Grundbaustein für das IdD dar. Die komplette Darstellung aller Eigenschaften, Dokumente, Prozesse und Ereignisse macht das digitale Objektgedächtnis...

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