Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Semantische Interoperabilität von Beleuchtungssystemen, Analyse und Auswertung anhand von realen Daten zur Folgerung von Use Cases in unterschiedlichen realen Standorten

Das Projekt "Internet of Light" verfolgt das Ziel, die Digitalisierung in der Beleuchtungsbranche voranzutreiben und den mittelständischen Leuchtenherstellern (KMU) im Rahmen der gestiegenen technologischen Herausforderungen neue Anwendungsszenarien für smarte IoT-Beleuchtungsanlagen aufzuzeigen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Generierung, Übertragung, Speicherung und Auswertung von Daten aus solchen Beleuchtungsanlagen. Mit der Integration von Leuchten und Sensoren in ein semantisch interoperables Kommunikationsprotokoll soll eine herstellerübergreifende Kommunikationsumgebung geschaffen werden. Dies ermöglicht die Erzeugung und Speicherung der Betriebsdaten von 12 im Projekt bereitgestellten Pilotanlagen in einer Cloud. Auf Basis dieser Daten werden neue Anwendungsfälle (Use Cases) erarbeitet und evaluiert. Ebenfalls wird untersucht, in welcher Qualität und Quantität Daten in Abhängigkeit der Anlagentopologien für bestimmte Use Cases essentiell sind. Im Umkehrschluss wird verifiziert, wie eine Anlage hinsichtlich erfasster Datentypen und Datengranularität ausgestattet sein muss, um bestimmte Anwendungsfälle zu unterstützen. Über Methoden aus dem progressiven Feld der Datenwissenschaften werden neue datengetriebene Use Cases erarbeitet. Die gewählte Projektstruktur erlaubt eine stets zeitnahe Validierung von Teilergebnissen mit einem repräsentativen Querschnitt von KMU und gibt diesen praktische Tools als Unterstützung für die eigene Entwicklung von datengetriebenen Diensten zur Hand. Ebenso soll die einheitliche Semantik in die Standardisierungsbestrebungen der Lichtbranche einfließen.

Ergebniszusammenfassung:

Das Projekt "Internet of Light" hat die Diversität der aktuellen Marktsituation im Hinblick auf unterschiedliche Sensoren, Leuchten und deren Daten mit acht unterschiedlichen Standorten dargestellt. Die Komplexität des Themas wurde aufgezeigt und bietet den KMU einen anwendungsorientierten Einstieg in die Thematik Internet of Things. Die erarbeitete einheitliche Semantik bietet eine Lösung für die Erzeugung von Daten zur gesamtheitlichen Verarbeitung in einer Cloud. Die Notwendigkeit einer Building Ontology Topology wurde aufgezeigt. Mithilfe der so erzeugten Daten kann der Markt für KMU mit ressourcengebundenen Geschäftsmodellen um digitale Dienste wie Light as a Service ergänzt werden. Die detaillierte Beschreibung des Datenflusses kann als Basis für den Einstieg in eine digitale Diensteumgebung genutzt werden und zeigt einen Weg, welcher erfolgreich mit acht unterschiedlichen Anlagen exemplarisch aufgebaut wurde. Weiterhin werden die Tools und Schritte innerhalb einer Cloud-Umgebung erläutert und können in die jeweiligen Systeme eines KMU übernommen werden.

Die drei Use Cases in diesem Projekt stellen grundlegende Beispiele für eine Datenauswertung dar. Weiterhin evaluieren die Use Cases den Nutzen der Daten für die Unternehmen. Der Datenfluss, die Vorverarbeitungs- und Auswertungsmethoden können für weiterführende individuelle Use Cases abgewandelt werden. Die erarbeitete Datenanalyse-Toolbox, die alle verwendeten Methoden in diesem Projekt zusammenfasst, wird allen Interessenten als Source-Code zur Verfügung gestellt.

In den Use Cases konnte gezeigt werden, dass mit einem einfachen Beleuchtungsstärkesensor die Degradation sowie der circadian stimulus (CS) abgeschätzt werden können. Sensoreinsparungsmethoden sowie die optimale Position im Raum wurden als Beispiel bestimmt.

Die erarbeiteten Grundlagen können KMU bei der Entstehung neuer/ erweiterter Produkte bzw. Geschäftsmodelle und der Steigerung der Produktqualität durch digitale Vernetzung dienen.