Smart Product: Digitalisiertes Steuerungskonzept für Garagentore im Internet of Things

Zusammenfassung

Zur Realisierung eines digitalisierten Steuerungskonzeptes aus der Cloud für Toranlagen, suchte ein führender Anbieter von automatisierten Torsystemen einen Umsetzungspartner mit Fähigkeiten zur Vernetzung von Geräten im Internet of Things. Die Q-loud GmbH überzeugte durch ihr modulares IoT-Komplettangebot mit Transformationsberatung, Hardware- und Softwarekompetenz, IoT-Plattformbetrieb, Security und Fertigungssteuerung. Die Lösung wurde mit bestehenden IoT-Bausteinen passgenau auf die Kundensituation zugeschnitten, sodass eine sichere Umsetzung innerhalb von sechs Monaten möglich war.

PDF-Anhang Referenz Novoferm Tormatic

Top-Kompetenzen (maximal 6 Nennungen, aus 15 Kompetenzen)

Kundenzitat

„Mit der Q-loud GmbH haben wir einen zuverlässigen Partner gewonnen, um gemeinsam mit uns eine neue Generation innovativer Antriebssysteme zu realisieren. Die zentrale Vernetzung der Torantriebe ergänzt unser Portfolio um eine digitale Dimension. So eröffnen sich zusätzliche zum Kerngeschäft Umsatzpotenziale. Für uns eine neue attraktive Form der Wertschöpfung und eine Abgrenzung zum Wettbewerb."

Ausgangslage und Zielsetzung

Ein führender Anbieter von automatisierten Torsystemen, realisierte zusammen mit der Q-loud GmbH ein digitalisiertes Steuerungskonzept aus der Cloud. Ziel war es bestehende Antriebe für eine zentrale Vernetzung im Internet of Things zu enablen. Die Transformation zu einem Portfolio von Smart Products ist ein Bestandteil einer unternehmensweiten Digitalisierungsstrategie.

Lösung

Zur Realisierung eines digitalisierten Steuerungskonzeptes im Internet of Things für Toranlagen, suchte der  führende Anbieter von automatisierten Torsystemen einen Umsetzungspartner mit Fähigkeiten zur Cloud basierten Vernetzung von Geräten. Die Q-loud GmbH überzeugte durch ihr modulares Full-Stack IoT-Angebot, das passgenau auf die Kundensituation zugeschnitten, eine sichere Umsetzung innerhalb von neun Monaten ermöglichte.

Ausgehend vom Status Quo, wurden in gemeinsamen Workshops Lösungskonzepte zur technischen Umsetzung, aber auch zur digitalen Transformation von Geschäftsmodellen und entsprechende Vermarktungsstrategien erarbeitet. Rahmenbedingungen kamen hier aus der unternehmensweiten Digitalisierungsstrategie.

Für eine schnelle Time-to-Market fiel die Entscheidung auf die Vernetzung einer bestehenden Antriebsserie, bei der zur Integration der vorhandenen USB-Diagnose-Port verwendet wurde. Zur Steuerung der Antriebe entwickelte die Q-loud sowohl das Platinenlayout als auch das Gehäuse für ein Mobility-Modul. Dieses wird im Gehäuse des Antriebes untergebracht und nutzt zur Integration den vorhandenen USB-Diagnose-Port. Über eine AES-verschlüsselte Funkfrequenz vernetzt sich das Modul selbstständig mit dem Q-loud IoT-Gateway. Dieses Standard-Gateway nutzt das W-LAN-Netzwerk des Endkunden, um Daten und Schaltbefehle mit einem https-Tunnel zur Q-loud IoT-Plattform zu übertragen.

Für eine skalierbare Geräteverwaltung der Mobilitylösung von Novoferm tormatic wird das Indentity- und Devicemanagment auf der Q-loud IoT-Plattform zentral bereitgestellt. Bereits bei Produktion erhält jedes Mobility-Modul eine eineindeutige ID und ist dem Devicemanagement auf der Plattform bekannt. Auch die Nutzerverwaltung wird cloudbasiert auf der Q-loud IoT-Plattform umgesetzt.

Über die SmartGarage-App der Novoferm tormatic GmbH eröffnet der Nutzer mit einer E-Mail-Adresse und selbst gewähltem Passwort einen Benutzeraccount, der zeitgleich auch im Backend-System auf der IoT-Plattform angelegt wird.

Über die SmartGarage-App erfolgt auch das Anlernen des Mobility-Moduls. Dort muss der Benutzer nur einen mitgelieferten Hardwareschlüssel eingegeben. Da jedes Mobility-Modul eine eindeutige ID besitzt, welche der Q-loud IoT-Plattform bereits bei Produktion bekannt ist, wird das Gerät dem entsprechenden Nutzeraccount auf der Plattform zugeordnet und kann sicher über die SmartGarage-App gesteuert werden.

Zur Steuerung der integrierten Torantriebe wurden Rule Engine und Eventsystem auf der Q-loud IoT-Plattform zentral bereitgestellt. Über die SmartGarage-App sendet die Plattform das entsprechende Event an das zugehörige Mobility-Modul.

Das Full-Stack-Angebot von Q-loud enthält eine umfassende Sicherheitsarchitektur.  Sie bezieht sich in unterschiedlicher Weise sowohl auf Hardware- als auch Softwarekomponenten und wirkt so gleich an mehreren Stellen der Gesamtlösung. Neben dem zentralen Accounting und Devicemanagement werden die Mobility-Module bei Produktion mit einem Pre-Shared-Key mit Echtzeit-Uhr auf Microcontrollerebene ausgestattet, dessen Gegenstück sich auf der Q-loud IoT-Plattform befindet. So wird ausgeschlossen, dass auf dem Übertragungsweg Daten mitgelesen oder Events von Außen eingebracht werden können. Lokal kommuniziert das Mobility-Modul mit 868 MHz AES verschlüsseltem Funk zum Gateway. Dies überträgt dann die bereits verschlüsselten Daten und Steuerbefehle über einen https-Tunnel an drei geografisch getrennte Rechenzentren. Auf der einen Seite dient diese verteilte Architektur der besseren Performance und Ausfallsicherheit, übernimmt aber zugleich eine entscheidende Sicherheitsfunktion, da die Übertragung jedes Datums und jedes Event von mindestens zwei der Rechenzentren bestätigt werden müssen.

Für die Herstellung des Mobility-Moduls griff die Novoferm tormatic GmbH auf die Kompetenz in der Fertigungssteuerung der Q-loud zurück. Nach gemeinsam erarbeiteten Vorgaben wurden die bei einem Fertigungsunternehmen in Deutschland produzierten Mobility-Module komplett mit Gehäuse, Platine und Umverpackung und bereit für den Verkauf an die Novoferm tormatic GmbH geliefert.

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