Seminar Industrielles IoT

Geschäftsüberblick

• IoT-Rate in Nordamerika & wie sie ihr zukünftiges Geschäftsmodell und ihren Betrieb auf IoT ausrichten
• Breit angelegte Anwendungsbereiche
• Industrielles Internet
• Prädiktive und präventive Wartung einer Maschine
• Verfolgung der Auslastung und Produktivität der Maschine
• Energie- und Kostenoptimierung von Fertigungsanlagen
• Business Rule Generation für IoT
• 3-Schichten-Architektur von Big Data - Physikalisch (Sensoren), Kommunikation und Datenintelligenz

Einführung in das IoT

• Grundlegende Funktion und Architektur eines Sensors - Sensorkörper, Sensormechanismus, Sensorkalibrierung, Sensorwartung, Kosten- und Preisstruktur, Legacy- und modernes Sensornetzwerk - alle Grundlagen über die Sensoren
• Entwicklung der Sensorelektronik - IoT vs. Legacy und Open Source vs. traditioneller PCB-Designstil
• Entwicklung von Sensorkommunikationsprotokollen - von der Geschichte bis zur Moderne. Legacy-Protokolle wie Modbus, Relais, HART bis hin zu modernen Zigbee, Zwave, X10, Bluetooth, ANT, etc.
• Geschäftliche Gründe für den Einsatz von Sensoren - FDA/EPA-Vorschriften, Erkennung von Betrug/Temperierung, Überwachung, Qualitätskontrolle und Prozessmanagement
• Verschiedene Arten von Kalibrierungstechniken - manuelle, automatische, Vor-Ort-, Primär- und Sekundärkalibrierung - und ihre Bedeutung im IoT
• Stromversorgungsoptionen für Sensoren - Batterie, Solar, Witricity, Mobile und PoE
• Praktisches Training mit einzelnen Silizium- und anderen Sensoren wie Temperatur, Druck, Vibration, Magnetfeld, Leistungsfaktor etc.

Grundlagen der M2M-Kommunikation

• Was ist ein Sensornetzwerk? Was ist ein Ad-hoc-Netzwerk?
• Drahtloses vs. drahtgebundenes Netzwerk
• WiFi- 802.11-Familien: N bis S - Anwendung der Standards und gängige Hersteller.
• Zigbee und Zwave - Vorteil von Mesh-Netzwerken mit geringem Stromverbrauch. Langstrecken-Zigbee. Einführung in verschiedene Zigbee-Chips.
• Bluetooth/BLE: Niedrige Leistung vs. hohe Leistung, Geschwindigkeit der Erkennung, Klasse von BLE. Einführung von Bluetooth-Anbietern und deren Übersicht.
• Netzwerken mit Wireless-Protokollen wie Piconet durch BLE
• Protokollstapel und Paketstruktur für BLE und Zigbee
• Langstrecken-RF-Kommunikationsverbindungen
• LOS vs. NLOS-Verbindungen
• Kapazitäts- und Durchsatzberechnung
• Anwendungsprobleme bei drahtlosen Protokollen - Stromverbrauch, Zuverlässigkeit, PER, QoS, LOS
• Sensornetzwerke für den WAN-Einsatz mit LPWAN. Vergleich verschiedener aufkommender Protokolle wie LoRaWAN, NB-IoT

Überblick über die Elektronikplattform, Produktion und Kostenprognosen

• PCB vs. FPGA vs. ASIC-Design - wie man eine Entscheidung trifft
• Prototyping-Elektronik vs. Produktions-Elektronik
• QA-Zertifikat für IoT - CE/CSA/UL/IEC/RoHS/IP65: Was sind diese und wann werden sie benötigt?
• Grundlegende Einführung in das Multilayer-Leiterplattendesign und dessen Arbeitsablauf
• Elektronik-Zuverlässigkeit - Grundlegendes Konzept von FIT und früher Sterblichkeitsrate
• Umwelt- und Zuverlässigkeitstests - Grundlegende Konzepte
• Grundlegende Open-Source-Plattformen: Arduino, Raspberry Pi, Beaglebone, wann benötigt?

Hardware/Protokollelemente des IIOT für die Fertigung 

• Stand der Technik und Überblick über die auf dem Markt vorhandene Technologie
• SPS - Architektur
• Cloud-Integration von PLC-Daten 
• Visualisierung von SPS-Daten
• Digitaler Zwilling 
• PLC-Protokolle ( Modbus, Feldbus, Profibus) und deren Integration in die Cloud 
• Konzept des Industrial Gatway

Einführung in die Mobile App Plattform für IoT

• Protokollstapel der mobilen App für IoT
• Mobile-zu-Server-Integration - was sind die zu beachtenden Faktoren
• Was sind die intelligenten Schichten, die auf Mobile App Ebene eingeführt werden können?
• iBeacon im IoT
• Fenster Azure
• Amazon AWS-IoT
• Web-Schnittstellen für Mobile Apps ( REST/WebSockets)
• IoT-Anwendungsschicht-Protokolle (MQTT/CoAP)
• Sicherheit für IoT-Middleware- Schlüssel, Token und zufällige Passwortgenerierung für die Authentifizierung der Gateway-Geräte

Maschinelles Lernen für intelligentes IIoT

• Einführung in maschinelles Lernen
• Klassifizierungstechniken lernen
• Bayessche Vorhersage - Vorbereitung der Trainingsdatei
• Support-Vektor-Maschine
• Vorhersage des Ausfalls von Maschinen - Schwingungsanalyse 
• Analyse der Stromsignatur 
• Zeitreihendaten und Vorhersage

Analytische Engine für IIoT

• Insight-Analytik
• Visualisierungs-Analytik
• Strukturierte prädiktive Analytik
• Unstrukturierte prädiktive Analytik
• Empfehlungs-Engine
• Erkennung von Mustern
• Root Cause Discovery für elektrische Ausfälle in der Fabrik 
• Ursachenermittlung für Maschinenausfälle
• Logistische Lieferkettenanalyse für die Fertigung 
• Warum Sicherheit für IoT absolut notwendig ist
• Mechanismus der Sicherheitsverletzung in der IoT-Schicht
• Technologien zur Erhöhung der Privatsphäre
• Grundlegendes zur Netzwerksicherheit
• Verschlüsselung und Kryptographie-Implementierung für IoT-Daten
• Sicherheitsstandard für verfügbare Plattform
• Europäische Gesetzgebung für Sicherheit in IoT-Plattform
• Sicheres Booten
• Geräte-Authentifizierung
• Firewalling und IPS
• Updates und Patches

Datenbank-Implementierung für IoT-Cloud

• SQL vs. NoSQL-Welche ist gut für Ihre IoT-Anwendung
• Open Sourced vs. lizenzierte Datenbank
• Verfügbare M2M-Cloud-Plattform
•  Cassandra - Zeitreihendaten
•  Mongo-DB 
•  Siemens MindSphere 
• GE Predix 
•  IBM BlueMix
•  AWS IoT 

Einige gängige IIoT-Systeme für die Fertigung

•  Energie-Optimierung in der Fertigung
•  Schwingungsanalyse zum Aufbau einer vorausschauenden Wartung
•  Power Quality-Analyse zum Aufbau einer vorbeugenden Instandhaltung
•  Empfehlungssystem für die logistische Lieferkette
•  IIoT-System für industrielle Sicherheit 
•  IIoT-System zur Anlagenerkennung 
•  IIoT-System für Versorgungseinrichtungen in Produktionsanlagen (Kältemaschine, Klimakompressor, HVAC)

Große Daten für IoT

• 4V- Volumen, Geschwindigkeit, Vielfalt und Wahrhaftigkeit von Big Data
• Warum Big Data im IoT wichtig ist
• Big Data vs. Altdaten im IoT
• Hadoop für IoT - wann und warum?
• Speichertechnik für Bild-, Geo- und Videodaten
• Verteilte Datenbank - Cassandra als Beispiel
• Grundlagen des parallelen Rechnens für IoT
• Mikrodienste-Architektur