Ubiquitous Computing. Innovation mit der Allgegenwärtigkeit der Informationstechnologie im Alltag

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung

2. Grundlagen
2.1. Innovation
2.2. Ubiquitous Computing
2.3. RFID (Radio Frequency Identification)

3. Ubiquitous Computing – Einsatzmöglichkeiten
3.1. Einleitung
3.2. Automatische Produktidentifikation im Einzelhandel
3.3. Smart Living
3.4. Smart Grid

4. Kritische Würdigung

Literaturverzeichnis

Online-Quellen

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Zusammenhang von Invention und Innovation

Abbildung 2: Zusammenhang Invention, Innovation und Imitation

Abbildung 3: Grundbestandteile eines RFID-Systems

Abbildung 4: Eurostat, Information society statistics RFID 2009

Abbildung 5: Vernetzung einer smarten Umgebung - das smarte Zuhause

Abbildung 6: Aufbau von Smart Grids

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Angesehene Vertreter der Organisationslehre gingen in den 50er Jahre davon aus, dass Computer niemals eine wichtige Bedeutung für die Betriebswirtschaft erlangen wird.¹ Niemand konnte damals vorausahnen, dass irgendwann in fast jedem Haushalt ein Computer stehen wird und diese sogar miteinander über das Internet vernetzt sind. Computer und Internet gehören mittlerweile zum Alltag.

Mit Smartphones, das aktuellen Trend in diesem Bereich, ist man sogar überall und jederzeit online im Internet. Man kann Nachrichten abrufen, Musik hören, Videos ansehen, per GPS (Global Positioning System) eine Navigation starten oder standortbezogene Dienste nutzen. Ein weiteres Trend sind zurzeit Tablet-PCs. Damit kann man auch im Internet surfen, E-Mails abrufen, Spiele spielen und Bücher lesen, alles bequem auf der Wohnzimmer Couch oder im Schlafzimmer Bett. Beide Produktfamilien sind Innovationen der Informationstechnologie und revolutionieren den Alltag der Menschen.²

Mit Ubiquitous Computing will man einen Schritt weiter gehen. Computer sollen allgegenwärtig sein. Sie sollen die Menschen bei alltäglichen Arbeiten unterstützen und dabei unsichtbar sowie unaufdringlich bleiben. Dieses Assignment hat das Ziel den Begriff Innovation und Ubiquitous Computing näher zu erläutern. Dabei sollen folgende Fragen beantwortet werden:

Was bedeutet Ubiquitous Computing?

Was bedeutet in diesem Zusammenhang Innovation?

Welche Einsatzmöglichkeiten des Ubiquitous Computing gibt es bereits?

Ist Ubiquitous Computing bereits eine Innovation oder bzw. kann es sich zu einer Innovation entwickeln?

Dazu werden im zweiten Kapitel die Begriffe Ubiquitous Computing, Innovation und RFID (Radio Frequency identification) sachlich definiert. Im dritten Kapitel werden die aktuellen Einsatzmöglichkeiten mit Ubiquitous Computing vorgestellt. Im letzten Kapitel werden Ubiquitous Computing und dessen Einsatzmöglichkeiten bewertet. Dabei wird auf dessen zukünftige Chancen aber auch Risiken eingegangen. Hierbei soll auch die Frage beantwortet werden, ob Ubiquitous Computing eine Innovation ist oder bzw. sich als eine Innovation durchsetzen kann.

2. Grundlagen

2.1. Innovation

In der wissenschaftlichen Forschung, sowie in der Unternehmenspraxis gibt es keine einheitliche Definition für den Begriff Innovation.³

Als einer der ersten hat Joseph Alois Schumpeter in seinem 1912 erschienenen Werk „Die Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung“ den Begriff Innovation definiert. Dabei hat er eine klare Abgrenzung zwischen Invention, Innovation und Imitation gezogen.⁴

Dabei wird die Invention als eine notwendige Vorstufe der Innovation definiert. Mit dem Begriff Invention wird heute die Erfindung, die neuartige technische Ausführung einer neuen Problemlösung interpretiert. Die Invention kann dabei entweder geplant oder ungeplant erreicht werden. Bei einer ungeplanten Invention, wobei Erfindungen aufgrund von Zufällen entstehen, spricht man von einem Serendipitäts-Effekt. Erst wenn die Invention auch einen wirtschaftlichen Erfolg verspricht und als Produkt oder Dienstleistung in den Wirtschaftskreislauf eingeführt wird, spricht man von einer Innovation. ⁵

Im Gegensatz zu einer Invention ist die Innovation nicht nur auf die Problemlösung mit einer Erfindung fixiert, sondern auch auf den wirtschaftlichen Erfolg ausgerichtet. Eine Innovation wird damit erst erreicht, wenn die Invention als Produkt oder Dienstleistung der breiten Masse auf dem Markt zugänglich gemacht wird und damit eine entsprechende gewinnbringende Marktdurchdringung erreicht. Mit Abbildung 1 wird der Zusammenhang zwischen Invention und Innovation verdeutlicht:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Zusammenhang von Invention und Innovation⁶

Im weiteren Sinn wird der Begriff Innovation auch mit dem Prozess der Markteinführung interpretiert. Dies beinhaltet neben dem Anstoß zur Idee und der Forschung und Entwicklung auch die Diffusion sowie die eigentliche Markteinführung. Dieses Assignment befasst sich jedoch nicht mit dem weiten Sinn des Begriffes Innovation.

Innovationen werden nach Schumpeter folgendermaßen definiert:⁷

Neuheit oder (Er-)Neuerung eines Objekts oder einer Handlungsweise.

Veränderung bzw. Wechsel durch die Innovation in und durch die Unternehmung.

Innovation muss entdeckt bzw. erfunden, eingeführt, genutzt, angewandt und institutionalisiert werden.

Die Innovation wird damit erst mit einer gewissen Marktdurchdringung erreicht.

Letztlich versteht man unter Imitation die Nachahmung. Dabei werden bereits eingeführte Innovationen von anderen Unternehmen oder Organisation ebenfalls eingesetzt. Zeitlich ist damit die Imitation immer nach der Innovation angesiedelt. Auf Anwendungsebene weist die Imitation ähnliche Eigenschaften auf wie die Innovation. Erst auf der Technologieebene kann man die Imitation klar identifizieren und von der Innovation abgrenzen. Hierbei übernimmt die Imitation im Großen und Ganzen die Technologien der Innovation.⁸

Die Abbildung 2 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen Invention, Innovation und Imitation genauer. Dabei wird auch die Definition der Innovation im weiteren Sinne veranschaulicht:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Zusammenhang Invention, Innovation und Imitation ⁹

2.2. Ubiquitous Computing

Der Begriff Ubiquitous Computing wurde erstmals 1988 von Mark Weiser während seiner Forschungstätigkeit für das PARC (Xerox Palo Alto Research Center) verwendet. Hierbei wurde ein Programm gestartet, um die Defizite bei Nutzung von Computern zu erforschen. Im Rahmen dieses Programms wurden neue Ideen entwickelt, die zum Entwurf des Ubiquitous Computing führten.¹⁰

Mark Weiser formulierte diese Ideen zu einer Vision und veröffentlichte es.¹¹ Der Beitrag von Weiser fand große Beachtung, so dass seither Weiser als der Vater der Vision „Ubiquitous Computing“ gilt.

Die Vision von Weiser besteht darin, dass allgegenwärtige Computer, die fast unsichtbar und unaufdringlich sind, den Menschen bei alltäglichen Tätigkeiten unterstützen.¹² In diesem soziotechnischen Ansatz arbeiten Computer teilweise autark und unbemerkt im Hintergrund. Sie werden dabei vom Anwender nicht mehr bewusst wahrgenommen. Der Anwender kann sich damit voll und ganz auf seine Tätigkeit konzentrieren. Eine Interaktion mit der Informationstechnologie ist nicht mehr notwendig. Dadurch wird der Anwender bei der Bedienung der Informationstechnologie nicht abgelenkt und kann selber entscheiden, welche Informationen aufgenommen werden sollen.¹³

Um Ubiquitous Computing in der Evolution der Informationstechnologie einordnen zu können, kann man die Entwicklung der Informationstechnologie anhand des Verhältnisses von Maschine und Mensch folgendermaßen aufzählen:¹⁴

Mainframe – Ära (1 Großrechner : Mehrere Anwender)

Personal Computer – Ära (1 Rechner : 1 Anwender)

Ubiquitous Computing – Ära (Mehrere Rechner : 1 Anwender)

Die Ubiquitous Computing – Ära ist dadurch bestimmt, dass ein Anwender von einer großen Menge von Prozessoren, Speichern, Sensoren und entsprechenden Energiequellen umgeben ist. Wobei die Objekte allgegenwärtig und zugleich intelligent sind. Die Technik ist dabei in Alltagsgegenstände, wie Bekleidung, Kühlschränke, Autos oder Kinderspielzeug eingebettet. Aber auch die Integration der Technik in die Umgebung ist möglich, wie zum Beispiel in eine Brücke, ein Haus oder in die Straße. Diese intelligente Omnipräsenz ermöglicht das Verschmelzen der Informationstechnologie mit physischen Objekten. Damit kann auch die Informationsverarbeitung sofort an Ort und Stelle stattfinden, ohne eine Zeitverzögerung hinnehmen zu müssen. Die ubiquitäre Informationstechnologie unterstützt die Anwender unmittelbar und aktiv oder passiv. Meistens jedoch ohne dass die Anwender darüber bewusst werden. Hiermit gewinnt auch die Erreichbarkeit von Personen und Objekten eine neue Bedeutung.¹⁵

Aufgrund den neuen Möglichkeiten und Entwicklungschancen wird Ubiquitous Computing, vom Marktforschungsunternehmen Gartner Inc., als einer der Top 10 zukunftsträchtigen und erfolgsversprechenden Technologien für Unternehmen eingeschätzt.¹⁶

2.3. RFID (Radio Frequency Identification)

RFID ist einer der Basistechnologien, welche für die Entwicklung von Ubiquitous Computing benötigt wird. Deswegen wird die RFID-Technologie in diesem Abschnitt kurz vorgestellt.

Die RFID-Technologie ist keine neue Technologie. Es ist eine Weiterentwicklung von Radiowellen, welche zur Ortung von Flugzeugen benutzt wird. Die ersten Einsätze fanden gegen Ende des zweiten Weltkrieges statt. Dabei hat die amerikanische Armee ihre Flugzeuge mit Transponder ausgestattet, damit man auf dem Radar feindliche und eigene Flugzeuge besser unterscheiden konnte.¹⁷

Die Transponder-Technologie zielt auf die Übertragung von Daten ab, genauso wie die Barcode-Technologie. Der Datenaustausch findet hierbei jedoch berührungslos über die Luft statt. Das RFID-System besteht dabei aus einem Lesegerät, einer Antenne und dem Transponder. Der Transponder ist somit der Datenträger worauf sich die Daten befinden. Die folgende Abbildung stellt ein RFID-System mit dessen Grundbestandteilen übersichtlich dar:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Grundbestandteile eines RFID-Systems¹⁸

Der Transponder besteht dabei aus eine Koppelelement und einem Mikrochip. Auf dem Markt befinden sich zurzeit passive und aktive Transponder. Bei einem passiven Transponder ist der Transponder außerhalb des Wirkungsbereiches eines Lesegerätes vollständig inaktiv. Hierbei besitzt der Transponder keine eigene Stromversorgung und wird erst vom Lesegerät aktiviert sowie mit Energie versorgt. Im Gegensatz besitzt der aktive Transponder eine eigene Stromversorgung (meist Batterie), womit sich auch höhere Reichweiten erreichen lassen. Dies ist aber auch mit höheren Kosten verbunden. Die nachfolgende Tabelle stellt die Eigenschaften von aktiven und passiven Transpondern gegenüber:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Vergleich aktive und passive Transponder¹⁹

Aufgrund der hohen Kostenvorteile werden zurzeit ausschließlich passive Transponder eingesetzt. Trotz der enormen Einsparpotentiale, durch zum Beispiel schnellere Prozesse, konnte sich die Transpondertechnologie in der Betriebswirtschaft noch nicht durchsetzen. Lediglich 3% aller Unternehmen der 27 EU (Europäische Union) Staaten setzten im Jahre 2009 RFID ein. Bei großen Unternehmen wird vermehrt auf RFID gesetzt. Hierbei setzen bereits 15% der Unternehmen auf die Transpondertechnologie. Bei kleineren Unternehmen setzen jedoch lediglich nur 2% RFID ein.

[...]

¹ Vgl. Diekmann, Thomas, Ubiquitous Computing - Technologien im betrieblichen Umfeld, Göttingen 2007, Seite 1.

² Vgl. Amberg, Michael und Lang, Michael, Innovation durch Smartphone & Co., Düsseldorf 2011, Seite 153.

³ Vgl. o.V., Gabler Wirtschaftslexikon. In: Gabler.de, http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Archiv/54588/innovation-v7.html, Abrufdatum: 26.09.2011, Ausdruckdatum: 26.09.2011.

⁴ Vgl. Strebel, Heinz (Hrsg.) und Perl, Elke, Innovations- und Technologiemanagement, 2. Auflage, Wien 2007, Seite 20.

⁵ Vgl. Brockhoff, Klaus, Forschung und Entwicklung: Planung und Kontrolle, 5., ergänzte Auflage, Wien 1999, Seite 27 ff.

⁶ Brockhoff, Forschung und Entwicklung: Planung und Kontrolle, a.a.O., Seite 29.

⁷ Vgl. Schumpeter, Joseph Alois, Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung, 9. Auflage, unveränd. Nachdruck d. 1934 ersch. 4. Auflage, Berlin 1997, Seite 100 ff.

⁸ Vgl. Strebel et al., Innovations- und Technologiemanagement, a.a.O., Seite 22.

⁹ Strebel et al., Innovations- und Technologiemanagement, a.a.O., Seite 23.

¹⁰ Vgl. Greenfiel, Adam, Everyware - The dawning age of ubiquitous computing, Berkeley 2006, Seite 11.

¹¹ Vgl. Weiser, Mark, The Computer for the 21st Century. In: Scientific American, Vol. 265, No. 3, S. 66-75, 2001, Seite 66 ff.

¹² Vgl. Mattern, Friedemann, Total vernetzt: Szenarien einer informatisierten Welt, Berlin 2003, 1.

¹³ Vgl. Weiser, Mark und Brown, John, The Coming Age of Calm Technology. In: Working Paper Xerox PARC., 1996, Seite 7 ff.

¹⁴ Vgl. Gilberg, Jörg, Technische Ausgestaltung und wirtschaftliche Beurteilung des überbetrieblichen RFID-Einsatzes, Regensburg 2009, Seite 32.

¹⁵ Vgl. Britzelmaier, Bernd und Geberl, Stephan und Weinmann, Siegfried, Der Mensch im Netz - Ubiquitous Computing, Wiesbaden 2002, Seite 27 ff.

¹⁶ Vgl. Pettey, Christy, Gartner Identifies the Top 10 Strategic Technologies for 2011. In: Gartner Inc. Webseite, http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1454221, Abrufdatum: 27.09.2011, Ausdruckdatum: 27.09.2011.

¹⁷ Vgl. Franke, Werner (Hrsg.) und Dangelmaier, Wilhelm (Hrsg.) und Sprenger, Christian und Wecker, Frank, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, Seite 10.

¹⁸ Finkenzeller, Klaus, RFID Handbuch, 5. Auflage, München 2008, Seite 7.

¹⁹ Vgl. o.V., Passive und aktive Transponder in komplexen industriellen Anwendungen. In: rfid-ready.de, 26.02.2009, http://www.rfid-ready.de/200902261474/passive-und-aktive-transponder-in-komplexen-industriellen-anwendungen.html, Abrufdatum: 02.10.2011, Ausdruckdatum: 02.10.2011.