Die Tüftler des 21. Jahrhunderts

Eine ältere Person hält einen Tablet-PC mit einem Steuermonitor für ein Smart-Home in den Händen
Das Tablet als Schaltzentrale: Via App lassen sich unzählige Prozesse im Haushalt steuern und vereinfachen.
Foto: Jörg Moritz

Smart Home – Hintergrund

Die Tüftler des 21. Jahrhunderts

Kühlschränke, die selbst Nachschub ordern, Sprinkleranlagen, die sich via App steuern lassen und Heizungen, die automatisch Wohlfühltemperaturen erzeugen, kommen allmählich an in deutschen Haushalten. Damit steigt auch die Nachfrage nach kreativen Fachkräften, die innovative Produkte und Dienstleistungen rund um das sogenannte Smart Home entwickeln.

Vollautomatische Türen, die sich wie von Geisterhand öffnen: Vor 50 Jahren staunte die Welt über die komplexen Technologien auf dem Raumschiff Enterprise. Vieles, was in „Star Trek“ gezeigt wurde und in der Realität als utopisch galt, ist heute Wirklichkeit. Für Jochen Schöllig hat die Serie trotzdem nicht an Reiz verloren. Denn den Drang, das Leben mithilfe von technischen Lösungen einfacher zu gestalten, kennt der 28-Jährige nur zu gut.

Science Fiction wird real

Ein Porträt-Foto von Jochen Schöllig

Jochen Schöllig

Foto: privat

Jochen Schöllig hat an der Hochschule Esslingen Softwaretechnik studiert. Noch während des Studiums gründete er mit Kommilitonen das Start-up-Unternehmen „Codeatelier“. Ihr Produkt ist eine Box, die es Anwendern ermöglicht, ihre vorhandene Haustechnik intelligenter zu machen: „In wenigen Schritten verwandeln wir mit unserer Box einen handelsüblichen DSL-Router in eine Steuerzentrale, die Geräte wie Lichterschalter, Jalousien, Heizungsventile und Steckdosen verschiedener Hersteller miteinander kombiniert. Die Geräte kann man mit intuitiven Apps über mobile Geräte steuern.“

In der Gründungsphase war Jochen Schöllig noch stark in die Entwicklung der Box eingebunden, programmierte und testete. Heute betreut er das operative Geschäft und koordiniert die Entwicklung: „Als Gründer kümmere ich mich so ziemlich um alles, was unser Unternehmen betrifft.“ Das Start-up trifft den Nerv der Zeit. Laut Branchenverband Bitkom nutzt jeder siebte Deutsche ab 14 Jahren Smart-Home-Anwendungen.

Vernetzte Branchen

Gefragt sind technische Lösungen, die Sicherheit und Wohnkomfort erhöhen, Strom- und Heizkosten sparen und die Umwelt schonen. Dafür müssen viele Branchen zusammenarbeiten: vom Hausplaner über den Handwerker bis hin zum Gerätehersteller und Softwareingenieur. Kaum ein Geschäftsfeld ist so interdisziplinär wie Smart Home.

Aktuell drängen viele Anbieter mit neuen Produkten auf den Markt. Darunter nicht nur kreative Start-ups, sondern auch Konzerne, die ihre Dienstleistungen mit anderen Akteuren koordinieren wollen – etwa Telekommunikationsunternehmen, Stromkonzerne und Haushaltsgerätehersteller. Kein Wunder, dass sich der Ausdruck Smart Home nicht auf eine Branche eingrenzen lässt und sich viele unterschiedliche Berufe mit den innovativen Möglichkeiten beschäftigen.

Geerdete Visionen

Karsten Schulz, Berufsberater der Agentur für Arbeit in Magdeburg, wird oft gefragt, welcher Bildungsweg in die Branche führt. Seine Antwort ist pragmatisch: „Smart Home klingt visionär, basiert aber auf bodenständigen Berufen und Studiengängen“.

Einen Einstieg können duale Ausbildungsberufe bieten, zum Beispiel Anlagenmechaniker für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik, Elektrotechniker oder Technischer Systemplaner der Fachrichtung Versorgungs- und Ausrüstungstechnik. „Auch Fachinformatiker können sich mit der Steuerung des Stromkreises in Gebäuden befassen, etwa Werte von Stromzähler und Wechselrichter einer Solaranlage auslesen und eine Heizungsanlage ansteuern“, erklärt Karsten Schulz.

In entsprechenden Fortbildungen werden dann klassische Themen der Gebäude-, Energie- und Informationstechnik mit Wissen aus dem Bereich der vernetzten Gebäude- und Systemintegration kombiniert.

Zukunft studieren

Ähnlich vielseitig sind die Studienmöglichkeiten: „Elektrotechnik, Informatik, Anlagen- und Betriebstechnik, im weiteren Umfeld auch Architektur bis hin zu Technischem Facility Management können eine Basis bilden“, sagt der Berufsberater. Man kann sich aber auch direkt spezialisieren, zum Beispiel mit dem Studium „Informationstechnik – Smarte Systeme“. Dieser Studiengang wurde zum Wintersemester 2014/15 von der Hochschule Magdeburg-Stendal und der Otto-von-Guericke-Universität ins Leben gerufen.

Für Professor Jörg Auge von der Hochschule Magdeburg-Stendal ist „smart“ nichts anderes als das clevere Zusammenspiel von informationsgewinnenden Sensoren und informationsverarbeitenden Prozessen. „Im Idealfall verschmelzen die Einheiten immer mehr, zeichnen sich durch Flexibilität und einen gewissen Grad an Lernfähigkeit aus“, erklärt er und nennt als Beispiel die Weiterentwicklung vom Handy zum Smartphone. „Aber auch im Haushalt bekommen immer mehr Geräte eine Intelligenz implantiert, in Form von sogenannten embedded systems“, weiß der Professor. „Vernetzt man diese Intelligenzen in einem Haus zu einem komplexen Netz – ähnlich wie die Synapsen in unserem Gehirn – dann lässt sich Erstaunliches gestalten.“

Innovativ dank Sesamstraßen-Gen

Die Inhalte des Studiums orientieren sich an klassischen Fächern wie Informatik, Elektrotechnik, Informationstechnik, Kommunikationstechnik, Messtechnik und Elektronik. Um smarte Systeme zu entwickeln, braucht es aber mehr. Die wichtigste Eigenschaft, die Studierende mitbringen sollten, beschreibt Jörg Auge scherzhaft als das Sesamstraßen-Gen: „Sie müssen wissen wollen: wieso, weshalb, warum? Sie müssen kausale Wirkungsketten begreifen und beschreiben können. Und sie müssen ein Problemlösungsbewusstsein entwickeln.“

Weitere Informationen

BERUFENET

Das Netzwerk für Berufe der Bundesagentur für Arbeit mit über 3.000 aktuellen Berufsbeschreibungen in Text und Bild.
www.berufenet.arbeitsagentur.de

KURSNET

Im Portal für Aus- und Weiterbildung der Bundesagentur für Arbeit kannst du insbesondere nach schulischen Berufsausbildungen suchen.
kursnet-finden.arbeitsagentur.de

studienwahl.de

Infoportal der Stiftung für Hochschulzulassung in Kooperation mit der Bundesagentur für Arbeit. Hier findest du Studiengänge in ganz Deutschland.
www.studienwahl.de

Bundesverband Informationswirtschaft Telekommunikation und neue Medien (Bitkom)

Bitkom vertritt die Interessen von Unternehmen der Informationswirtschaft, der Telekommunikation und der neuen Medien.
www.bitkom.org

SmartHome Initiative Deutschland e.V.

www.smarthome-deutschland.de

 

Smart Home

Das Internet der Dinge

Wenn es um Smart Home geht, ist der vernetzte Kühlschrank, der in Eigenregie Lebensmittelnachschub ordert, ein häufig zitiertes Beispiel. Wie das funktioniert und welche Technik dahintersteckt, weiß Carmen Knoblauch. Die 21-Jährige studiert an der Hochschule Aalen den Studiengang „Internet der Dinge – Digitale Technologien in der Anwendung“.

Mathe, Physik und Informatik haben Carmen Knoblauch bereits auf dem Gymnasium Spaß gemacht. Die Entscheidung, sich nach der Schule intensiver mit den Fächern beschäftigen zu wollen, war schnell getroffen. Also begann sie zu recherchieren. „Ich habe im Internet geschaut, ob es in meiner Heimat Aalen passende Studienmöglichkeiten für mich gibt.“ Tatsächlich wurde sie auf der Homepage der Hochschule Aalen fündig: Der Studiengang „Internet der Dinge – Digitale Technologien in der Anwendung“ weckte ihre Neugier. Die Mischung aus BWL, Informatik, Elektrotechnik und Design reizte die Abiturientin und so nahm sie das Studium auf.

Seit nun vier Semestern setzt sich Carmen Knoblauch mit den unterschiedlichen Fächern auseinander und weiß die Interdisziplinarität zu schätzen: „Mir wird vermittelt, was die einzelnen Bereiche leisten können und was umsetzbar ist. Ich könnte mir daher vorstellen, später einmal in der Projektleitung tätig zu sein, wofür man Einblicke in unterschiedliche Gebiete mitbringen sollte.“

Eigene Ideen umsetzen

Ein Porträt-Foto von Carmen Knoblauch

Carmen Knoblauch

Foto: Vadim Günther

Das Bachelorstudium ist auf sieben Semester angelegt, wobei das fünfte einer Praxisphase und das siebte der Abschlussarbeit vorbehalten ist. Am Ende steht ein Bachelor of Engineering.

Das dreisemestrige Grundstudium hat Carmen Knoblauch bereits erfolgreich abgeschlossen. Dabei geholfen hat ihr ein Grundverständnis für Technik – und auch, dass sie Mathe nicht scheut. „Ich fand außerdem hilfreich, dass ich in der Schule Informatik hatte und mich schon mit HTML und Java auskannte“, resümiert sie. „Das Pensum an der Hochschule ist machbar, wenn man sich für die Themen interessiert.“

In den höheren Semestern sind die Module anwendungsbezogener. „Ich lerne, wie man Dinge sinnvoll vernetzen und als Prototypen darstellen kann. In Gruppenprojekten versuchen wir, unsere Ideen zu verwirklichen und schreiben zugrundeliegende Codes.“ So beispielsweise im Modul Designprojekt. „Hier geht es darum, wie man auf eine Idee kommt und wie sich diese umsetzen lässt.“ Gearbeitet wird mit der Plattform Arduino: „Das ist ein Board mit einem Mikrocontroller, der sich leicht programmieren lässt und mit dem man Internet-of-Things-Projekte unkompliziert in prototypischer Form darstellen kann.“

Trends der Zukunft

Wo sie ihr anstehendes Praxissemester absolvieren wird, weiß Carmen Knoblauch noch nicht. Die Bewerbungen laufen aber schon. Entsprechende Kontakte hat sie auf einer Industriemesse geknüpft, die jährlich im Oktober an ihrer Hochschule stattfindet: „Dort präsentieren sich Unternehmen, die meistens eigene Forschungseinrichtungen für IoT-Projekte haben. Aber auch kleinere Unternehmen aus der Region stellen sich vor, etwa die Geo Data GmbH, die unter anderem Städte mit Drohnen vermisst.“ Bei vielen Firmen steht derzeit das Thema Industrie 4.0 im Fokus, das sich um die Digitalisierung von Arbeitsprozessen dreht.

Nach dem Bachelor möchte Carmen Knoblauch erst einmal Berufserfahrung sammeln. Später will sie einen Master anschließen, „beispielsweise in Elektrotechnik oder Informatik. Aber vielleicht gibt es bis dahin ja auch einen Masterstudiengang 'Internet der Dinge'.“

 

Smart Home – Ingenieur für Elektrotechnik

„Meine Arbeit ist ein Hybrid“

Pascal Stauss (25) entwickelt beim Berliner Hardwarehersteller AVM kleine smarte Geräte, die das Leben leichter machen. Akribisch prüft der Ingenieur für Elektrotechnik, ob Ideen, die am digitalen Reißbrett entstehen, auch praxistauglich und umsetzbar sind.

Früher gab es eine Haussteuerung, mit der Rollladen, Licht und Heizung per Knopfdruck kontrolliert werden konnten. Heute agieren die intelligenten Wohnkonzepte wesentlich komplexer: „Die Systeme kommunizieren untereinander, tauschen Daten aus, sind lernfähig“, erklärt Pascal Stauss, Mitarbeiter im Bereich Software Development bei AVM.

„Meine Waschmaschine schickt mir eine E-Mail und sagt, dass sie ihr Programm beendet hat und abgeschaltet wird. Ich kann dann vom Rechner, Tablet oder Smartphone aus die Steckdose und damit das verbundene Gerät ein- oder ausschalten“, beschreibt er eine Smart-Home-Anwendung. „Außerdem habe ich die Möglichkeit, mich so über den aktuellen Stromverbrauch zu informieren, diesen aufzuzeichnen und Auswertungen zu erstellen.“

Sein Arbeitgeber produziert intelligente kleine Geräte für den Endkunden: Schaltbare Zwischenstecker, mit denen Lampen, Wasserkocher, Kaffeemaschinen und andere elektrische Geräte ein- und ausgeschaltet werden können, oder ein Heizthermostat, das sich von unterwegs bedienen lässt. Auch die Fritz!Box wurde von AVM entwickelt.

Spaß an der Fehlersuche

Ein Porträt-Foto von Pascal Staus

Pascal Stauss

Foto: AVM

Der Schwerpunkt von Pascal Stauss liegt auf der Entwicklung neuer Sensoren, die in die bestehenden Systeme eingebettet werden müssen. Wenn Licht, Heizung und Rauchmelder untereinander Daten austauschen und über WLAN funken, dürfen sie sich nicht gegenseitig stören.

Für den 25-Jährigen bedeutet das akribische Arbeit, bei der es neben dem Koordinieren von Frequenzen, Kanälen und einer intelligenten Stromversorgung auch ums Programmieren geht: „Man muss wirklich Spaß am Tüfteln und an der Fehlersuche haben.“

Sein Arbeitsplatz liegt mitten in Berlin Alt-Moabit am Ufer der Spree. Hier ist Pascal Stauss mal mit seinen Teamkollegen im Besprechungsraum, dann werkelt er am Labortisch, baut Versuche auf, bedient Messgeräte und greift auch mal zum Lötkolben.

Machbar oder nicht?

An Gegenständen tüfteln, um sie alltagstauglicher zu gestalten, war schon zu Schulzeiten sein Hobby. Zweimal gewann er den Landeswettbewerb „Jugend forscht“ – einmal mit einer optischen Tastatur, die sich im Geschirrspüler reinigen lässt; zwei Jahre später bekam er erneut einen Preis für die Weiterentwicklung seiner lichtsensitiven Tastatur.

Die Leidenschaft, aus Ideen Produkte zu entwickeln, hat er zum Beruf gemacht. Pascal Stauss und seine Kollegen nehmen neue Einfälle unter die Lupe, prüfen, ob sie überhaupt Sinn ergeben – und vor allem, ob sie sich umsetzen lassen. Im Projektmanagement ist das der Meilenstein, der „proof of concept“: Machbar oder nicht?

Pascal Stauss hat an der TU Berlin Elektrotechnik mit den Studienschwerpunkten Elektronik und Informationstechnik studiert und das Studium mit dem Bachelor abgeschlossen. Ob man Informatik oder Elektrotechnik studiert, hält er jedoch für zweitrangig: „Meine Arbeit ist ein Hybrid. Mein Schwerpunkt liegt mittlerweile mehr im Bereich der Software, daher ist der Studiengang aus meiner Sicht nicht entscheidend. Man muss sich in das Thema einarbeiten, das Interesse ist ausschlaggebend.“

 

Smart Home – Übersicht

Smarte Technologien im Wohnbereich

Intelligente Geräte erleichtern den Alltag, helfen im Haushalt und sparen Zeit. Smart-Home-Anwendungen für Haus und Garten werden immer beliebter und lassen sich zunehmend miteinander vernetzen. abi» stellt ein paar der originellen Trends vor.

Heizungssteuerung

Schlaue Heizkörperthermostate können per Smartphone von unterwegs bedient werden oder regeln ihr Heizverhalten einfach selbst. Manche Thermostate schalten sich ab, wenn niemand im Haus ist. Andere lernen von den Heizgewohnheiten der Bewohner und passen sich an.

Sicherheit

Die Einsatzmöglichkeiten sind zahlreich: Das Smartphone alarmiert den Nutzer, wenn sich eine Person an Türen und Fenstern seines Zuhauses zu schaffen macht oder weiß dank druckempfindlicher Matratzen, wenn eine pflegebedürftige Person das Bett verlassen hat. Auch die Palette an Überwachungskameras, die Livebilder auf Smartphones senden können, ist groß.

Haushalt

Vom Staubsaugroboter über die Waschmaschine, die sich mit dem Smartphone steuern lässt, bis hin zur Kaffeemaschine, die für den ersten Koffeinschub am Morgen via App vom Bett aus gestartet werden kann – die Möglichkeiten sind sehr vielseitig.

Garten

Auch im Garten sind intelligente Anwendungen auf dem Vormarsch: Rasenmäher und Bewässerungssysteme lassen sich bequem per Smartphone bedienen und erledigen die Arbeiten automatisch. Gartentor und Haustür registrieren, wenn sich der „richtige“ Besitzer nähert und öffnen sich. Bei Dunkelheit gehen gleichzeitig die Lichter an.

Beleuchtung

Licht kann bestimmte Stimmungen erzeugen, den Biorhythmus unterstützen oder einfach dekorativ sein. Leuchtelemente in Sideboards, Schreibtischen und Wänden setzen Räume gekonnt in Szene und können mit anderen Systemen gekoppelt werden – etwa mit Musik oder der Alarmanlage, um Einbrecher abzuschrecken.

Entertainment

Multimediageräte können sowohl per App als auch per Sprache gesteuert werden. Oder sie reagieren automatisch. Beim Betreten des Badezimmers startet die Lieblingsplaylist, im Wohnzimmer wird abends der Kinomodus aktiviert: Das Licht wird automatisch gedimmt und die Rollläden fahren runter.

 

Smart Home – Interview

Visionen brauchen Basiswissen

Alexander Schaper ist Inhaber der Beratungs- und Planungsgesellschaft „tsbc – the smartbuilding company“ in Oldenburg sowie Geschäftsführer der SmartHome Initiative Deutschland. Im Interview spricht er über die Herausforderungen, vor der die Entwickler von Smart-Home-Anwendungen stehen.

abi>> Herr Schaper, intelligente, vernetzte Gebäudetechnik tangiert sehr viele Branchen: Sind dank der neuen Technologien und ihrer Möglichkeiten auch neue Berufe entstanden?

Alexander Schaper: Nein, denn alles basiert auf bekannten Grundlagen. Stellen Sie sich eine Pyramide vor: Als Basis brauchen Sie eine solide Infrastruktur für die Übertragung von Daten und eine möglichst variable Verschaltung der Energieleitungen, also Kabel, Verteiler, Schalter und Elektronikdosen. Dann müssen Sie verschiedene Systeme und Domänen miteinander verknüpfen und verbinden: Server, Cloud, draht- und/ oder funkbasierende Systeme. Dafür benötigen Sie in der Regel einen Systemintegrator beziehungsweise Fachleute mit den entsprechenden Schnittstellenkompetenzen. Ein weiteres Feld ist auch die Vernetzung der Technischen Gebäudeausstattung. Und weiter oben in der Pyramide befinden sich kreative Köpfe, die etwa speziell vom Kunden angefragte Anwendungen entwickeln.
Wer also smarte Gebäude planen und umsetzen möchte, braucht je nach Interesse ein Fundament im Bereich Anlagen-, Elektro-, Informationstechnik oder Informatik. Das können sowohl Ausbildungsberufe als auch Studiengänge sein. Darauf muss man dann weiter aufbauen.

abi>> Wo liegen die Herausforderungen?

Alexander Schaper: Ein sehr komplexer Bereich ist das Verbinden verschiedener Systeme und das Auflösen von Kommunikationsgrenzen. Dafür braucht es Fachkräfte, die sich mit Schnittstellen unterschiedlicher Systeme wie etwa Elektro-, Heizung- und Klimatechnik und auch Unterhaltungselektronik auskennen. Hier greifen IT und Gebäudetechnik ineinander.

Da sich die Technik ständig weiterentwickelt, muss zudem ein Gebäude schon in der Planung soweit wie möglich auf künftige Veränderungen vorbereitet werden. Das bedeutet, dass auch die etablierten Planungsprozesse, wie sie beim Neubau oder auch beim Bauen im Bestand gelten, verändert werden müssen. Daran wird aktuell mit Hochdruck gearbeitet.

abi>> Zukunftsvisionen rund um ein intelligentes Gebäude sind also keineswegs nur ein Thema für Start-ups?

Alexander Schaper: Überhaupt nicht. Start-ups sind tolle Ideengeber. Aber das alleine reicht nicht. Das Thema Smart Home lässt sich weder auf eine Branche noch auf bestimmte Unternehmen runterbrechen.

abi>> Welche Kompetenzen sind besonders gefragt?

Alexander Schaper: Ein Schlüssel zum Erfolg ist die Beratungskompetenz. Sie müssen beobachten können, wie Menschen leben und mit welchen Neuerungen sie sich wohler fühlen könnten. Smart Home ist ja eine Idee, die das Vorhandene verwertet. Für junge Menschen ist das eine Herausforderung, weil sie wenig Lebenserfahrung in diesem Bereich mitbringen.

 

abi» Animation

Smarter wohnen

Den Alltag komfortabler gestalten und dabei nicht nur die Umwelt, sondern auch noch den Geldbeutel schonen? Vernetzte Technologien in den eigenen vier Wänden machen es möglich!

 


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Stand: 22.10.2018