Machine-to-Machine (M2M)

​Der Machine-to-Machine-Datenaustausch steht im Mittelpunkt der Industrie 4.0-Entwicklung, ist aber bei weitem nicht neu: M2M-Kommunikation wird schon seit langem für die Fernüberwachung, -kontrolle und -wartung von Maschinen und Anlagen eingesetzt und wurde früher unter dem Begriff “Telemetrie” zusammengefasst.

Neu ist, dass mittlerweile immer mehr Maschinen, Systeme und Anlagen mit entsprechenden Schnittstellen ausgerüstet werden. Anders als früher sind keine aufwendigen kabelgebundenen Vernetzungen mehr nötig: So kommunizieren heute sogar Fahrzeugsysteme und Container drahtlos z.B. per Mobilfunk mit Leitstellen oder untereinander. Zudem kommen immer häufiger standardisierte Internetprotokolle zur Datenübertragung zum Einsatz, was die Auswertung und die Kommunikation zwischen einzelnen Systemen wesentlich vereinfacht. Der Preisverfall im Bereich Telekommunikation, die Miniaturisierung und immer leistungsfähigere und günstigere Sensortechnik sorgen dafür, dass die Lösungen nur geringe Mehrkosten im Vergleich zu nichtvernetzten Lösungen mit sich bringen.

Mittlerweile sind beispielsweise faktisch alle Automaten (Verkaufs- und Fahrkartenautomaten, Informationsterminals) über M2M-Lösungen vernetzt. Sie melden automatisch Störungen, die Notwendigkeit der Nachfüllung oder Entleerung sowie Unregelmäßigkeiten im Betriebsablauf, können oft aber auch über die Schnittstelle aus der Ferne neu programmiert werden oder beziehen Zusatzinformationen. Selbst die bargeld- und kontaktlose Bezahlung per Handy ist so möglich, wobei hier verschiedene M2M-Systeme ineinander greifen, um den Zahlungsvorgang zu initiieren, über ein Backend-System abzugleichen und nach Bestätigung die Warenausgabe zu veranlassen.

Andere M2M-Anwendungen finden sich z.B. bei Windkraftanlagen und Kühlcontainern, die selbstständig ihre Funktion überwachen, verschiedene Parameter nachregeln und bei Bedarf eine Warn- oder Alarmmeldung an eine Zentrale oder einen speziell zugeordneten Techniker z.B. per SMS oder E-Mail absetzen können. Auch die aus Formel-1- oder DTM-Übertragungen bekannten Auswertungen von Telemetriedaten im Echtzeitbetrieb sind M2M-Anwendungen.

In Zukunft sollen M2M-Lösungen Systeme nicht nur innerhalb eines Funktionsbereiches in einem Unternehmen, wie beispielsweise den Produktionsprozess, abdecken, sondern die gesamte Produktions- und Logistikkette inklusive aller beteiligen Partner, Zulieferer und nachgelagerten Stellen. Die Kette steuert und regelt sich selbst, solange keine Störungen auftreten, die ein manuelles Eingreifen erforderlich machen.

Damit solche system- und unternehmensübergreifenden Lösungen in der Praxis funktionieren, müssen sich die beteiligten Stellen miteinander verständigen können. Dazu müssen die Datenendpunkte (Auslöser bzw. Empfänger, DEP) über geeignete Kommunikationsnetze (z.B. über Mobilfunk, kabelgebunden oder andere funkbasierte Lösungen wie Bluetooth, RFID, WLAN) in Kontakt treten können und eine gemeinsame Sprache sprechen (Datenaustauschprotokoll).

Angebunden sind diese Kommunikationssysteme wiederum an Überwachungs- und Steuerrechner, die z.B. über Sensoren laufend die Temperatur des Kühlcontainers, den Betriebszustand einer Maschine oder den Füllstand eines Automaten überwachen. Gleichzeitig muss eine M2M-Meldung nicht nur generiert, versendet und empfangen werden können, sondern es muss auch ein Regelkreislauf vorhanden sein, der sicherstellt, dass auf die Meldung zeitnah und korrekt reagiert wird, ggf. auch durch Steuerkommandos zurück an das initiierende System.

Die Bedeutung von M2M-Lösungen nimmt immer weiter zu. Die Lösungen müssen neben der technischen Realisierung aber auch einen Mehrwert bieten (Kosten-Nutzen-Analyse) und akzeptiert werden. Gerade Systeme, die bei Endkunden zum Einsatz kommen sollen (Stichworte: intelligenter Stromzähler, Smart-TV, Smart Home, Black Box/eCall für Pkws), stoßen aus Datenschutzbedenken und Furcht vor Kontrollverlust zum Teil auf Ablehnung in der Bevölkerung.