Maschinenanbindung einfach erklärt
Maschinenanbindung bedeutet: Ihre Fabrikmaschinen werden mit dem Digitalen vernetzt. Statt isoliert und autark zu laufen, kommunizieren sie nun mit IT-Systemen wie MESManufacturing Execution System - Software zur Echtzeitsteuerung und Überwachung der gesamten Produktion., ERPEnterprise Resource Planning - Software zur integrierten Verwaltung aller Unternehmensprozesse und Ressourcen. oder Cloud-Plattformen — ganz automatisch und in Echtzeit. Maschinen senden Status, Produktionsdaten und Alarmmeldungen; ERP oder MES liefern Steuerbefehle und Auftragsdaten zurück. So entsteht eine produktive Verbindung zwischen physischem Betrieb und digitaler Steuerung — effizient, zeitnah, smart.
Hintergrundinformationen
Maschinenanbindung beschreibt die technische Vernetzung von Maschinen und Anlagen mit übergeordneten Systemen wie MES, IIoT-Plattformen oder ERP. Zentrales Ziel ist ein bidirektionaler Datenaustausch, der Steuerung, Monitoring und Automatisierung ermöglicht. Standardisierte Protokolle wie OPC UAOPC Unified Architecture - plattformunabhängiger Kommunikationsstandard für sicheren und herstellerübergreifenden Datenaustausch zwischen Industrieanlagen. sichern hierbei herstellerübergreifende Kommunikation, sorgen für Sicherheit, Skalierbarkeit und Interoperabilität — zentrale Bausteine der intelligenten, vernetzten Produktion.
Die Umsetzung gestaltet sich trotz Standards herausfordernd, da viele Maschinen weder moderne Schnittstellen noch einheitliche Kommunikationsmodelle haben. Initiativen wie VDMA, die Zusammenarbeit mit der OPC Foundation, Companion Specifications wie OPC UA for Machinery oder EUROMAP 77, sowie Protokolle wie MTConnect, fördern die Standardisierung und erleichtern RetrofitModernisierung und Nachrüstung bestehender Maschinen mit neuer Technologie zur Digitalisierung ohne kompletten Austausch. sowie systemunabhängige Vernetzung.
Standardisierung und Schnittstellen
Die Standardisierung in der Maschinenanbindung basiert auf etablierten Kommunikationsprotokollen:
- OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) ist ein herstellerunabhängiger, offener und sicherer Standard für industrielle Datenkommunikation – besonders geeignet für den Einsatz von der Feldebene bis in die Cloud. Er unterstützt moderne Anforderungen wie Sicherheit, Plattformunabhängigkeit und flexible Datenmodelle.
- Der VDMA fördert die Entwicklung von speziellen Companion Specifications. Hierzu zählt OPC UA for Machinery, die gemeinschaftlich mit der OPC Foundation erstellt wurde, sowie UA4MT (OPC UA for Machine Tools) – eine standardisierte Schnittstelle für Werkzeugmaschinen.
- EUROMAP 77 ist eine weitere Companion Specification für Spritzgießmaschinen, die OPC UA nutzt, um reibungslos mit MES-Systemen zu kommunizieren.
- Ergänzend existieren andere Standards wie MTConnect, ein offenes, XML-basiertes Protokoll zur Darstellung von Prozessdaten aus Werkzeugmaschinen im Shopfloor – insbesondere im Kontext datengetriebener Analysen – welches auf HTTP und REST-Konzepten basiert.
Diese Standardisierungsinitiativen ermöglichen eine skalierbare und nachhaltige Maschinenanbindung durch klare, wiederverwendbare Datenmodelle und Schnittstellen.
Zusammenspiel mit MES, SCADASupervisory Control and Data Acquisition - System zur zentralen Überwachung und Steuerung technischer Anlagen mit Echtzeitdatenerfassung. und IIoT-Plattformen
Die Maschinenanbindung ist nur ein Teil der Industrievernetzung — entscheidend ist, wie sie sich in übergeordnete Systeme einfügt:
- MES (Manufacturing Execution System) nutzt maschinell bereitgestellte Echtzeitdaten, um Produktionsprozesse zu steuern, Aufträge zu überwachen und Qualität zu sichern. Über OPC UA erfolgt nahtlos der Austausch zwischen Maschinen und MES.
- SCADA-Systeme übernehmen ebenfalls Daten von Maschinen und visualisieren sie für Bediener oder Fernsteuerung – die Maschinenanbindung versorgt SCADA über Standardschnittstellen mit Prozesswerten.
- IIoT-Plattformen sammeln maschinelle Echtzeitdaten über Sensoren oder Gateways und ermöglichen darüber hinausgehend Analyse, Predictive MaintenanceVorausschauende Wartung mit Datenanalyse und KI zur Vorhersage von Maschinenausfällen vor deren Eintreten. oder Cloud-basierte Anwendungen. Eine harmonische Verbindung mit MES und SCADA gewährleistet durchgängige Transparenz und Effizienz auf allen Ebenen.
- Die daraus entstehende Architektur bildet die Automatisierungspyramide: Daten fließen von Maschinen über SCADA/MES bis zu ERP und IoT-Plattformen – Informationen werden somit strategisch nutzbar für operative und taktische Entscheidungen.
Weitere Informationen und Links
- VDMA: EUROMAP 77 für Spritzgießmaschinen – Standardisierung mit OPC UA in der Kunststoffindustrie https://www.vdma.eu/documents/34570/1052572/Guideline%20OPC%20UA.pdf/9a41beed-7662-f145-a76b-6ef20ba3c0dc
- MFGTechHub: Integration von MES, SCADA, PLC – praktische Verbindungen zwischen Shopfloor-Systemen https://mfgtechhub.com/how-mes-systems-work-integration-with-other-systems-erp-scada-plc/
- Critical Manufacturing Blog: IIoTIIoT ist die internetbasierte Vernetzung industrieller Maschinen, Anlagen und Geräte zur Datensammlung und Prozessoptimierung und MES – Echtzeitdaten vom Shopfloor als Grundlage für Effizienz und Smart Manufacturing https://www.criticalmanufacturing.com/blog/iiot-in-manufacturing-benefits-use-cases-integration-with-mes/
- Unlocking iiot on the shop floor the critical role of mes https://techtrendspro.com/unlocking-iiot-on-the-shop-floor-the-critical-role-of-mes/