Im Umfeld von Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things (IIoT) gewinnen Anforderungen an durchgängige Interoperabilität, Herstellerunabhängigkeit und semantisch einheitliche Datenmodelle zunehmend an Bedeutung.
Der Standard OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) ist hierfür ein zentraler Ansatz.
OPC UA: Mehr als nur ein Protokoll
Er erlaubt einen plattform- und herstellerunabhängigen Datenaustausch zwischen Maschinen und Systemen.
Während klassische Automationsprotokolle häufig herstellerspezifisch oder proprietär und begrenzt sind, setzt OPC UA auf eine serviceorientierte Architektur. OPC UA ermöglicht den Datenaustausch über TCP/IP, HTTP oder Publish/Subscribe und vor allem die Übertragung semantischer Informationen. Dies erlaubt es, Maschinen- und Prozessdaten zusammen mit deren semantischer Beschreibung zu transportieren, um diese in ein digitales Abbild der Produktion zu überführen.
Das entscheidende Potenzial von OPC UA entfaltet sich mit den sogenannten Companion Specifications.
Companion Specifications: Semantik statt Syntax
Während OPC UA die Infrastruktur, sowie Sicherheits- und Kommunikationsmechanismen definiert, adressieren die sogenannten Companion Specifications die Ebene der semantischen Information: Sie definieren modellierte Objekte, Typen und Beziehungen in sogenannten NodeSets, zugeschnitten auf bestimmte Domänen und Industriesegmente. Sprich: Sie standardisieren branchenspezifische Informationsmodelle.
Warum das entscheidend ist:
- Reduzierter Integrationsaufwand. Einheitliche Daten- und Informationsmodelle über Maschinen, Anlagen oder Geräte unterschiedlicher Hersteller hinweg erleichtern die Systemvernetzung und vermeiden teure Sonderlösungen.
- Automatisierte Weiterverarbeitung. Klar definierte Schnittstellen und Strukturen erleichtern die automatisierte Verarbeitung, beispielsweise durch Analyse-Tools, MES- oder Enterprise-Systeme.
- Wiederverwendbarkeit. Industrielle Domänen können auf etablierte Companion Specifications zurückgreifen oder eigene basierend auf diesen entwickeln. Neue Anwendungsfälle lassen sich also flexibel ohne grundlegende Systemanpassung integrieren.
Erfahrung aus der Praxis:
Maschinenhersteller geraten zunehmend unter Druck. Kunden fordern mehr als nur Rohdaten. Die reine Bereitstellung von OPC UA-Kommunikation reicht dafür nicht mehr aus. Entscheidend wird, wie Maschinen in das digitale Abbild der Prozesse integrierbar sind – und hier spielen Companion Specifications eine immer größere Rolle.
In unseren Projekten beobachten wir einen Trend: Produzierende Unternehmen verlangen von den Maschinenherstellern nicht nur Datenpunkte (z. B. Status, Messwerte), sondern standardisierte Modelle für die Abbildung der eigenen Produktionsprozesse. Ohne semantische Normalisierung via branchen- oder gar eigenen prozessspezifischen Informationsmodellen entsteht hoher Aufwand bei Integration, Mapping und Interpretation der Daten.
Kunden fordern strukturierte, kontextualisierte Modelle, die ihre individuellen Produktionsprozesse widerspiegeln. Daraus ergibt sich eine technische und strategische Anforderung an Maschinenhersteller.
Die Implementierung von OPC UA muss so gestaltet sein, dass sie sich flexibel an kundenspezifische Companion Specifications anpassen lässt. Statt starrer, fest codierter Informationsmodelle sind modulare und erweiterbare Architekturen erforderlich, die eine dynamische Integration weiterer NodeSets und Typdefinitionen ermöglichen. Nur so kann gewährleistet werden, dass Maschinen in heterogenen Produktionsumgebungen interoperabel bleiben und zugleich geforderte spezifische Informationsmodelle oder Branchenstandards erfüllen. Die semantische Einheitlichkeit schafft dabei die Voraussetzung für höhere Automatisierungsgrade, neue digitale Services und skalierbare Lösungen.
Ziel: OPC UA-Implementierungen müssen modular, anpassbar und kompatibel mit domänenspezifischen Companion Specifications ausgelegt sein.
Fazit
Wer heute OPC UA nur als Transportprotokoll versteht, verpasst das Potenzial für skalierbare, datengetriebene Geschäftsmodelle von morgen. Denn OPC UA ist mehr als ein Kommunikationsprotokoll. Es etabliert sich als zentrale Technologie für die industrielle Interoperabilität. Mit den Companion Specifications erhält der Standard eine semantische Ebene, die Maschinen, Systeme und Prozesse in einheitliche Informationsmodelle überführt.
Für Maschinenhersteller bedeutet dies, dass nur flexible, modular aufgebaute OPC UA-Implementierungen eine nachhaltige Integration in digitale Produktionsumgebungen ermöglichen und damit Zukunftsfähigkeit in zunehmend vernetzten Wertschöpfungsketten sichern.
Autor:in
Bernd Brachmaier ist AUNOVIS-CEO und Experte für digitale Konnektivität und industrielle Interoperabilität. Als Informatik-Ingenieur mit wirtschaftlichem Hintergrund verbindet er Technik und Strategie und berät Industriekunden bei der Umsetzung von Digitalisierungsvorhaben. Sein Fokus liegt auf der intelligenten Vernetzung von Maschinen, Systemen und Datenströmen – stets mit Blick auf Standards, Skalierbarkeit und nachhaltige Systemarchitekturen.