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Globale Standards 

im Web of Things
Georg Rehm
georg.rehm@w3.org – georg.rehm@dfki.de
BITKOM Akademie Workshop „Die Dinge im Internet-der-Dinge kommen“
Köln, 09. Dezember 2015
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Page 1 of 1https://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/4/4e/DFKI_Logo.svg
03/11/15 17:05
03/11/15 17:07
Überblick
•  Industrie 4.0 im globalen Kontext
•  W3C und das Web of Things
•  Herausforderungen
Globale Standards im Web of Things 2
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Industrie 4.0 im globalen Kontext
•  Empirische Studie zu Chancen und Risiken der internationalen
Zusammenarbeit bei F&E, Normung, Standardisierung
•  Adressaten: Politik, Unternehmen, Verbände
•  Laufzeit: 07/2015 – 06/2016
•  Effiziente Unterstützung deutscher Unternehmen beim Aufbau von
Kooperationen zu Industrie 4.0
•  Ziel: Handlungsempfehlungen für Politik, Wirtschaft, Verbände
•  Methode: Leitfaden-Interviews, Online-Fragebogen
•  Bereiche: Technologien (Produkt, Produktion, Services),
Standardisierung (Bedarfe, Anforderungen), Kooperationen
(Kooperationsbereitschaft und Anforderungen an Typ der Kooperation)
Globale Standards im Web of Things 3
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Zwischenstand (Nov. 2015)
•  Interviewpartner:
–  Konzerne: DAX30, Tec-Dax, M-Dax, IT, Maschinenbau
–  KMUs: Familienunternehmen, Maschinen-/Anlagenbau
–  Organisationen, Gremien: Deutsche und internationale
Normungs- und Standardisierungsorganisationen
–  Länder: DE, UK, USA, JP, CN, KOR
•  Aktuell 62 durchgeführte Interviews in:
–  DE: Siemens, DIN, Audi, Evonik, Weidmüller, SAP u.a.
–  USA: IIC, Rockwell, Cisco, General Electric, NSF u.a.
–  JP: Nissan, Mitsubishi, Toyota u.a.
–  KOR: KAIST, Samsung, ETRI u.a.
Globale Standards im Web of Things 4
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53.6%
46.4%
42.9%
21.4%
35.7%
60.7%
Datenformate
APIs
Semantik
Einheitliches I40-Glossar
Referenzmodelle
Interoperabilität
Welche Normen und Standards werden in
Industrie 4.0 dringend benötigt?
53.6%
46.4%
42.9%
21.4%
Industriespezifische Plattformen
Leuchtturmprojekte
EU Projekte
Testbeds
Wie kann man die Entwicklung von
Normen und Standards vorantreiben?
8.6%
17.1%
85.7%
National
Europäisch
Global
Auf welcher Ebene sollten Kooperationen forciert werden?
Globale Standards im Web of Things 5
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Zwischenstand (Nov. 2015)
•  Standardisierungsbedarfe
–  Bereiche: Vernetzung, Integration, Datenerfassung, -verarbeitung
–  Offene Standards für flexible Lösungen
–  Im Fokus: Datenformate, Interoperabilität, Semantik
–  Große Unternehmen übernehmen Vorreiterrolle – KMU warten ab
•  Standardisierungsaktivitäten
–  Mehrzahl der Unternehmen: Aktivitäten aktuell zu langsam
–  Unternehmen: Testbeds für pragmatische Lösungsansätze
–  Forschung: Branchenspezifische Integrationsplattformen
•  Kooperationen
–  Deutliche Präferenz für globale Kooperationen
–  Vorteile: Innovationen, Kostenvorteile, Interoperabilität
–  Mitgliedschaften in int. Organisationen – „am Puls der Zeit“ bleiben
Globale Standards im Web of Things 6
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03/11/15 17:07
World Wide Web

Consortium
•  Standardisierungsorganisation, entwickelt die
technologischen Grundlagen des Web.
•  Web of Things, Device APIs, Sensor APIs
•  Data Activity, Linked Data, Semantic Web
•  Web Automotive
•  Web Payments
•  Web Security und Web Crypto
•  Geolocation
•  HTML5, CSS, WebApps, Video, Audio
Globale Standards im Web of Things 7
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World Wide Web

Consortium
•  Gegründet 1994
•  Non-profit Mitglieder-Organisation
•  411 Mitglieder (26 in DE/AT)
•  80 Mitarbeiter in US (MIT), FR (ERCIM), 

JP (Keio), CN (Beihang)
•  20 Büros in wichtigen Ländern
•  Große, aktive Community (viele tausend)
•  Web-Nutzer, Entwickler, Browser, etc.
•  Fokus: Open Web Platform und
spezifische Bedarfe aus der Industrie
Tim Berners-Lee
Erfinder des Web und
Direktor des W3C
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W3C und Web of Things
•  IoT unterliegt massiver Fragmentierung.
•  W3C erarbeitet Abstraktionsebene über Geräte,
Plattformen und Domänen hinweg.
•  Entwicklung von Applikationen vereinfachen,
indem Services von Protokollen und
Datenformaten entkoppelt werden.
•  Offene Standards reduzieren Entwicklungskosten
und steigern die Marktchancen.
•  Es sind zahlreiche Industrie-Allianzen und SDOs
aktiv – W3C möchte Kooperation fördern.
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IoT SDOs und Allianzen
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Thing
Sensor
Actuator
Script
Server
Thing
Description
URI
Mehr Konvergenz
•  Ziel: Plattformübergreifende Services.
•  Abstraktionsschicht: Plattform von Plattformen.
•  Basis: Metadaten-Standards und Kooperation
über Industrie-Allianzen und SDOs hinweg.
•  „Things“:
–  Repräsentieren Entitäten (physikalisch oder abstrakt)
–  Software-Objekte: Eigenschaften, Aktionen, Events
•  Bausteine:
–  Web of Pages: URLs, HTML, HTTP
–  Web of Things: URIs, Thing 

Beschreibungen, div. Protokolle
Globale Standards im Web of Things 11
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Relationen zwischen Entitäten
•  Beispiel: „Brüssel ist die Hauptstadt von Belgien“
•  Subjekt: „Brüssel“, Prädikat: „ist Hauptstadt von“, Objekt: „Belgien“
•  W3C Resource Description Framework (RDF)
•  Subjekt-Prädikat-Objekt als Web-Adressen (URLs) und global
eindeutige Identifikatoren – Linked Data.
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Semantik und das WoT
•  Interoperabilität durch gemeinsame Vokabulare für Entitäten
(Things), Datentypen und Relationen
•  Suche nach Services basierend auf bestimmter Semantik
•  Ermöglicht Kombinationen von Services
•  Ermöglicht Simulationen, Fehlerdiagnose etc.
•  Modelliert als vertikale und horizontale Metadaten
Domänenübergreifende Kern-Metadaten
Smart
Homes
Smart
Lifecare
Smart
Cities
Smart
Industry
. . .
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l  Thing Beschreibungen	
  
-  Links zu den Thing-Semantiken	
  
-  Datenmodelle
-  Beziehungen zwischen Things	
  
-  Abhängigkeiten
-  Versionsmanagement	
  
-  Discovery von Things	
  
-  API-Bindings und Protokolle	
  
l  Security-bezogene Metadaten	
  
-  Protokolle und Authentifizierung
-  Zugangskontrolle	
  
-  Terms and conditions	
  
-  Payments	
  
-  Trust und Identity	
  
-  Privacy und Provenance	
  
-  Safety, Compliance und Resilience	
  
l  Kommunikations-bezogene Metadaten	
  
-  Protokolle und Ports
-  Datenformate und Encoding	
  
-  Multiplexing und Datenfluss	
  
Metadaten
Things
CommsSecurity
Horizontale Metadaten: Kernmetadaten
über Anwendungsdomänen hinweg. 	
  
Globale Standards im Web of Things 14
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W3C Web of Things Interest Group: http://www.w3.org/WoT/IG/
Web of Things im W3C
•  W3C Workshop in Berlin im Juni 2014
•  Start der Web of Things Interest Group 2015
•  Task forces: Thing descriptions; APIs and
protocols; Discovery and provisioning; Security,
privacy and resilience; Communications and
collaboration
•  Schwerpunkt auf Implementierungen
•  Face-to-face-Meetings:
–  Bislang: München, Sunnyvale, Sapporo
–  Meetings mit IRTF Thing to Thing Research Group
–  Zukunft: Jan. 2016 Nizza; April 2016 Cambridge, MA;
Juli 2016 Asien; September 2016 Lissabon
Globale Standards im Web of Things 15
03/11/15 17:05
03/11/15 17:07
UNI K.K.	
  
Web of Things IG: Mitglieder
Globale Standards im Web of Things 16
03/11/15 17:05
03/11/15 17:07
Herausforderungen
l  Skalierung – Über Geräte, Plattformen, Services,
Domänen.
l  Koordination – Wie kann man für Konvergenz
zwischen den zahlreichen Aktivitäten von
Industriekonsortien und SDOs sorgen?
l  Wie kann man Experten aus diversen Gebieten und
mit unterschiedlichen Hintergründen zu einer
effektiven Kooperation bekommen?
l  Diverse Unternehmen möchten ihre eigenen
Ökosysteme und Plattformen kontrollieren und
haben oft nur wenig Interesse an neutralen, offenen
Standards.
Globale Standards im Web of Things 17
03/11/15 17:05
03/11/15 17:07
Herzlichen Dank!
Der Vortragende bedankt sich bei:
•  Dave Raggett (W3C)
•  Christiane Plociennik (DFKI)
•  Acatech-Projektgruppe „Industrie 4.0 im globalen Kontext“
georg.rehm@dfki.de
Globale Standards im Web of Things 18

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Globale Standards im Web of Things

  • 1. Globale Standards 
 im Web of Things Georg Rehm georg.rehm@w3.org – georg.rehm@dfki.de BITKOM Akademie Workshop „Die Dinge im Internet-der-Dinge kommen“ Köln, 09. Dezember 2015 Page 1 of 1file:///Users/gere01/Dropbox/Projects/W3C/dealogo-v.svg 03/11/15 17:07 Page 1 of 1https://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/4/4e/DFKI_Logo.svg
  • 2. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Überblick •  Industrie 4.0 im globalen Kontext •  W3C und das Web of Things •  Herausforderungen Globale Standards im Web of Things 2
  • 3. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Industrie 4.0 im globalen Kontext •  Empirische Studie zu Chancen und Risiken der internationalen Zusammenarbeit bei F&E, Normung, Standardisierung •  Adressaten: Politik, Unternehmen, Verbände •  Laufzeit: 07/2015 – 06/2016 •  Effiziente Unterstützung deutscher Unternehmen beim Aufbau von Kooperationen zu Industrie 4.0 •  Ziel: Handlungsempfehlungen für Politik, Wirtschaft, Verbände •  Methode: Leitfaden-Interviews, Online-Fragebogen •  Bereiche: Technologien (Produkt, Produktion, Services), Standardisierung (Bedarfe, Anforderungen), Kooperationen (Kooperationsbereitschaft und Anforderungen an Typ der Kooperation) Globale Standards im Web of Things 3
  • 4. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Zwischenstand (Nov. 2015) •  Interviewpartner: –  Konzerne: DAX30, Tec-Dax, M-Dax, IT, Maschinenbau –  KMUs: Familienunternehmen, Maschinen-/Anlagenbau –  Organisationen, Gremien: Deutsche und internationale Normungs- und Standardisierungsorganisationen –  Länder: DE, UK, USA, JP, CN, KOR •  Aktuell 62 durchgeführte Interviews in: –  DE: Siemens, DIN, Audi, Evonik, Weidmüller, SAP u.a. –  USA: IIC, Rockwell, Cisco, General Electric, NSF u.a. –  JP: Nissan, Mitsubishi, Toyota u.a. –  KOR: KAIST, Samsung, ETRI u.a. Globale Standards im Web of Things 4
  • 5. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 53.6% 46.4% 42.9% 21.4% 35.7% 60.7% Datenformate APIs Semantik Einheitliches I40-Glossar Referenzmodelle Interoperabilität Welche Normen und Standards werden in Industrie 4.0 dringend benötigt? 53.6% 46.4% 42.9% 21.4% Industriespezifische Plattformen Leuchtturmprojekte EU Projekte Testbeds Wie kann man die Entwicklung von Normen und Standards vorantreiben? 8.6% 17.1% 85.7% National Europäisch Global Auf welcher Ebene sollten Kooperationen forciert werden? Globale Standards im Web of Things 5
  • 6. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Zwischenstand (Nov. 2015) •  Standardisierungsbedarfe –  Bereiche: Vernetzung, Integration, Datenerfassung, -verarbeitung –  Offene Standards für flexible Lösungen –  Im Fokus: Datenformate, Interoperabilität, Semantik –  Große Unternehmen übernehmen Vorreiterrolle – KMU warten ab •  Standardisierungsaktivitäten –  Mehrzahl der Unternehmen: Aktivitäten aktuell zu langsam –  Unternehmen: Testbeds für pragmatische Lösungsansätze –  Forschung: Branchenspezifische Integrationsplattformen •  Kooperationen –  Deutliche Präferenz für globale Kooperationen –  Vorteile: Innovationen, Kostenvorteile, Interoperabilität –  Mitgliedschaften in int. Organisationen – „am Puls der Zeit“ bleiben Globale Standards im Web of Things 6
  • 7. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 World Wide Web
 Consortium •  Standardisierungsorganisation, entwickelt die technologischen Grundlagen des Web. •  Web of Things, Device APIs, Sensor APIs •  Data Activity, Linked Data, Semantic Web •  Web Automotive •  Web Payments •  Web Security und Web Crypto •  Geolocation •  HTML5, CSS, WebApps, Video, Audio Globale Standards im Web of Things 7
  • 8. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 World Wide Web
 Consortium •  Gegründet 1994 •  Non-profit Mitglieder-Organisation •  411 Mitglieder (26 in DE/AT) •  80 Mitarbeiter in US (MIT), FR (ERCIM), 
 JP (Keio), CN (Beihang) •  20 Büros in wichtigen Ländern •  Große, aktive Community (viele tausend) •  Web-Nutzer, Entwickler, Browser, etc. •  Fokus: Open Web Platform und spezifische Bedarfe aus der Industrie Tim Berners-Lee Erfinder des Web und Direktor des W3C Globale Standards im Web of Things 8
  • 9. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 W3C und Web of Things •  IoT unterliegt massiver Fragmentierung. •  W3C erarbeitet Abstraktionsebene über Geräte, Plattformen und Domänen hinweg. •  Entwicklung von Applikationen vereinfachen, indem Services von Protokollen und Datenformaten entkoppelt werden. •  Offene Standards reduzieren Entwicklungskosten und steigern die Marktchancen. •  Es sind zahlreiche Industrie-Allianzen und SDOs aktiv – W3C möchte Kooperation fördern. Globale Standards im Web of Things 9
  • 10. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 IoT SDOs und Allianzen Globale Standards im Web of Things 10
  • 11. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Thing Sensor Actuator Script Server Thing Description URI Mehr Konvergenz •  Ziel: Plattformübergreifende Services. •  Abstraktionsschicht: Plattform von Plattformen. •  Basis: Metadaten-Standards und Kooperation über Industrie-Allianzen und SDOs hinweg. •  „Things“: –  Repräsentieren Entitäten (physikalisch oder abstrakt) –  Software-Objekte: Eigenschaften, Aktionen, Events •  Bausteine: –  Web of Pages: URLs, HTML, HTTP –  Web of Things: URIs, Thing 
 Beschreibungen, div. Protokolle Globale Standards im Web of Things 11
  • 12. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Relationen zwischen Entitäten •  Beispiel: „Brüssel ist die Hauptstadt von Belgien“ •  Subjekt: „Brüssel“, Prädikat: „ist Hauptstadt von“, Objekt: „Belgien“ •  W3C Resource Description Framework (RDF) •  Subjekt-Prädikat-Objekt als Web-Adressen (URLs) und global eindeutige Identifikatoren – Linked Data.
  • 13. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Semantik und das WoT •  Interoperabilität durch gemeinsame Vokabulare für Entitäten (Things), Datentypen und Relationen •  Suche nach Services basierend auf bestimmter Semantik •  Ermöglicht Kombinationen von Services •  Ermöglicht Simulationen, Fehlerdiagnose etc. •  Modelliert als vertikale und horizontale Metadaten Domänenübergreifende Kern-Metadaten Smart Homes Smart Lifecare Smart Cities Smart Industry . . . Globale Standards im Web of Things 13
  • 14. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 l  Thing Beschreibungen   -  Links zu den Thing-Semantiken   -  Datenmodelle -  Beziehungen zwischen Things   -  Abhängigkeiten -  Versionsmanagement   -  Discovery von Things   -  API-Bindings und Protokolle   l  Security-bezogene Metadaten   -  Protokolle und Authentifizierung -  Zugangskontrolle   -  Terms and conditions   -  Payments   -  Trust und Identity   -  Privacy und Provenance   -  Safety, Compliance und Resilience   l  Kommunikations-bezogene Metadaten   -  Protokolle und Ports -  Datenformate und Encoding   -  Multiplexing und Datenfluss   Metadaten Things CommsSecurity Horizontale Metadaten: Kernmetadaten über Anwendungsdomänen hinweg.   Globale Standards im Web of Things 14
  • 15. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 W3C Web of Things Interest Group: http://www.w3.org/WoT/IG/ Web of Things im W3C •  W3C Workshop in Berlin im Juni 2014 •  Start der Web of Things Interest Group 2015 •  Task forces: Thing descriptions; APIs and protocols; Discovery and provisioning; Security, privacy and resilience; Communications and collaboration •  Schwerpunkt auf Implementierungen •  Face-to-face-Meetings: –  Bislang: München, Sunnyvale, Sapporo –  Meetings mit IRTF Thing to Thing Research Group –  Zukunft: Jan. 2016 Nizza; April 2016 Cambridge, MA; Juli 2016 Asien; September 2016 Lissabon Globale Standards im Web of Things 15
  • 16. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 UNI K.K.   Web of Things IG: Mitglieder Globale Standards im Web of Things 16
  • 17. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Herausforderungen l  Skalierung – Über Geräte, Plattformen, Services, Domänen. l  Koordination – Wie kann man für Konvergenz zwischen den zahlreichen Aktivitäten von Industriekonsortien und SDOs sorgen? l  Wie kann man Experten aus diversen Gebieten und mit unterschiedlichen Hintergründen zu einer effektiven Kooperation bekommen? l  Diverse Unternehmen möchten ihre eigenen Ökosysteme und Plattformen kontrollieren und haben oft nur wenig Interesse an neutralen, offenen Standards. Globale Standards im Web of Things 17
  • 18. 03/11/15 17:05 03/11/15 17:07 Herzlichen Dank! Der Vortragende bedankt sich bei: •  Dave Raggett (W3C) •  Christiane Plociennik (DFKI) •  Acatech-Projektgruppe „Industrie 4.0 im globalen Kontext“ georg.rehm@dfki.de Globale Standards im Web of Things 18