Das Konzept Twin Transformation des VDMA

0:000:00

oneVDMAArtikelbild shutterstock 2121634817
Bild: ©Miha Creative/shutterstock.com / VDMA e.V.

Am Boden der Fertigung beginnt diese Software-Toolchain oft mit dem Manufacturing Execution System (MES). Über OPC UA, MQTT oder proprietäre SPS-Protokolle fließen laufend erfasste Messdaten zu Stromaufnahme, Druckluftverbrauch, Taktzeiten und Ausschuss aus der Maschinensteuerung in Zeitreihen-Datenbanken. Schon einfache Trend- und Musteranalysen decken Leerlaufphasen und Lastspitzen auf, wenn etwa eine Presse in Randzeiten deutlich unter ihrer Kapazität läuft. Moderne MES schlagen automatisiert vor, energieintensive Aufträge in günstigere Tarifzeiträume zu verlegen und steuern etwa Frequenzumrichter oder Pufferspeicher. Dadurch erzielen Betriebe direkt messbare Einsparungen.

ROI nach 18 Monaten

Ergänzend erkennen fortgeschrittene Algorithmen, wenn beispielsweise eine Stanzmaschine in der Nachtschicht regelmäßig nur zu 40 Prozent ausgelastet ist. In solchen Fällen schlägt das System automatisch eine alternative Reihenfolgeplanung vor. Derartige Eingriffe vermeiden Lastspitzen und ermöglichen oft zweistellige Einsparungen beim Energieverbrauch. In einigen Pilotbetrieben lag der ROI solcher Maßnahmen unter 18 Monaten. Diese Echtzeitdaten speisen das Enterprise Resource Planning-System (ERP). Artikel-, Lieferanten- und Buchungsdaten werden um Umweltkennzahlen ergänzt, sodass Stücklisten automatisch Emissionswerte ausweisen. Dashboards verknüpfen diese Daten mit Preisen, Durchlaufzeiten und Deckungsbeiträgen. So erkennen Einkäufer, ob ein günstiger Lieferant zur Emissionsfalle wird. Der Vertrieb kann sichtbar machen, wie sich Materialentscheidungen auf den ökologischen Fußabdruck einer Bestellung auswirken. Nachhaltigkeit wird da-mit zu einem betriebswirtschaftlich steuerbaren Faktor. Auch im Product Lifecycle Management (PLM) zahlt sich Transparenz aus. CAD-Daten, Simulationen und Versuchsergebnisse werden zentral abgelegt. Lifecycle-Assessment-Tools simulieren Varianten, etwa Aluminiumrahmen gegenüber Hybridlösungen aus Stahl und Recyclingkunststoff. So lässt sich der CO2-Fußabdruck bereits vor den ersten Prototypen reduzieren. Erste Auswertungen zeigen bis zu 25 Prozent weniger Ausschuss im Serienanlauf bei gleichzeitig höherer Transparenz gegenüber Kunden und Prüfinstanzen.

Das EMS übernimmt

Damit all diese Daten nicht in isolierten IT-Systemen abliegen, übernimmt das Energiemanagementsystem (EMS) die Koordination. Minutengenaue Zählerdaten, Gebäudeleittechnik und Speichertechnologien speisen ein zeitsynchronisiertes Energiemonitoring, das die Erfassung und Auswertung gemäß ISO 50001 unterstützt. Algorithmen prognostizieren den nächsten Lastgang und können automatisiert Regelketten auslösen, etwa durch Batterieentladung oder Hochfahren von Blockheizkraftwerken. So lassen sich Lastspitzen glätten, was zur zügigen Amortisierung beiträgt. Zusätzliche Logik ermöglicht es, Maschinenstarts zu planen und vertraglich zugesicherte Leistungsgrenzen einzuhalten. Wenn der erwartete Verbrauch einen Peak überschreitet, reagieren Batteriespeicher, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder Wärmepumpen automatisch. So lassen sich kurzfristig Kosten vermeiden, die sonst durch hohe Leistungspreise entstehen würden.

Neue Technologie kommt hinzu

Am oberen Ende dieser Architektur sorgt künstliche Intelligenz für einen lernenden Regelkreis. Predictive Maintenance, Anomalieerkennung und Bedarfsprognosen sind vielfach produktiv im Einsatz. Selbstoptimierende Steuerungssysteme werden noch erprobt, doch ihr flächendeckender Einsatz ist absehbar. Ergänzend entstehen auf Planungsebene digitale Zwillinge auf Basis der Verwaltungsschale. Sie simulieren Änderungen vorab, etwa die Umstellung auf den Tagbetrieb, und zeigen deren Auswirkungen auf Emissionen, OEE oder Wartungskosten.

Zentrale strategische Ziele lassen sich verknüpfen.
Zentrale strategische Ziele lassen sich verknüpfen. – Bild: VDMA e.V.

Hohe Hürden bleiben

Trotz dieser Möglichkeiten zögern viele Unternehmen. Ihre Steuerungslandschaften sind historisch gewachsen, basieren auf verschiedenen Protokollen und oft fehlt geeignete Sensorik. Unkalibrierte Messstellen genügen nicht den Reportingpflichten. Dazu kommen volatile Energiepreise, offene CO2-Bepreisung und regulatorische Unsicherheit. Auch mangelt es an digitalen Kompetenzen in IT und Produktion sowie an klarem Change Management. Viele CIOs scheuen proprietäre Systeme wegen späterer Migrationskosten. Die Unsicherheit betrifft aber auch funktionale Fragen: Passen Schnittstellen? Ist das System auditfähig? Lassen sich bestehende Datenquellen sicher einbinden? Immer mehr Unternehmen prüfen deshalb Open Source, standardisierte APIs oder Multi-Cloud-Architekturen.

Den Weg zusammen gehen

Um den Einstieg in diese Technologien zu unterstützten, bietet der VDMA seinen Mitgliedern einen umfangreichen Use Case-Katalog mit dokumentierten Beispielen für erzielte Einsparungen, eine regelmäßig aktualisierte Anbieterübersicht sowie Lastenheftvorlagen für ISO 50001 und CSRD-Reporting. Beim Infotag ‚Twin Transformation‘ im Juli 2025 trafen Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus zudem auf Softwareanbieter für Nachhaltigkeitsanwendungen, um Best Practices auszutauschen und Einblicke in Umsetzungswege zu gewinnen. Der VDMA versteht unter dem Begriff Twin Transformation eine Verbindung des digitalen Wandels mit der Umstellung auf eine nachhaltigere Produktion. Das Netzwerk des Verbandes ersetzt keine eigene Strategie, aber es schafft Orientierung in einem Markt, der sich dynamisch entwickelt. Die Quintessenz lautet daher: Nachhaltigkeit ohne Daten bleibt Absicht. Daten ohne Software bleiben ungenutzt. Erst wenn alle Softwareschichten der Automatisierungspyramide zu einer möglichst integrierten Architektur verschmelzen, lassen sich beide Ziele erreichen. Wer diesen Weg einschlägt, erfüllt nicht nur Berichtspflichten leichter, sondern kann Effizienz, Resilienz und Wettbewerbsfähigkeit erhöhen.



  • Achema 2024 wird internationaler denn je

    Achema 2024 wird internationaler denn je

    Am 10. Juni wird die Achema eröffnet. Und wie die Veranstalter mitteilen, wird die diesjährige Ausgabe internationaler denn je. Mehr als 60 Prozent der Aussteller kommen aus dem Ausland. Ein…

    mehr lesen: Achema 2024 wird internationaler denn je

  • Axians Deutschland richtet Struktur und Management neu aus

    Axians Deutschland richtet Struktur und Management neu aus

    Jacques Diaz, CEO von Axians Deutschland, wird das Unternehmen Ende August verlassen. Im Rahmen einer Neuausrichtung entstehen zwei neue Management-Bereiche, die mit Managern aus den eigenen Reihen besetzt werden.

    mehr lesen: Axians Deutschland richtet Struktur und Management neu aus

  • Gaia-X Hub startet Veranstaltungsreihe für den Mittelstand

    Gaia-X Hub startet Veranstaltungsreihe für den Mittelstand

    Ab Mai tourt der Gaia-X Hub Deutschland mit einer eigenen Veranstaltungsreihe für den Mittelstand quer durchs Land. Kleine und mittelgroße Unternehmen haben die Gelegenheit, sich vor Ort über Einsatz und…

    mehr lesen: Gaia-X Hub startet Veranstaltungsreihe für den Mittelstand

  • Potenziale und Grenzen KI-gesteuerter Roboter

    Potenziale und Grenzen KI-gesteuerter Roboter

    In einem neuen Webspecial bietet die Plattform Lernende Systeme einen Überblick über die lernfähige Robotik. Ein Dashboard zeigt unter anderem Einsatzbereiche und Entwicklungen.

    mehr lesen: Potenziale und Grenzen KI-gesteuerter Roboter

  • Kriminelle setzen auf neue Ransomware ’Marke Eigenbau’

    Kriminelle setzen auf neue Ransomware ’Marke Eigenbau’

    Ransomware-as-a-Service gilt als lukratives Geschäft und ist fest in der Hand professionell organisierter Gruppen. Kriminelle, die nicht auf die teuren Bausätze zurückgreifen wollen, könnten nun auf eine schnell zusammengebastelte ’Ramsch-Ransomware’…

    mehr lesen: Kriminelle setzen auf neue Ransomware ’Marke Eigenbau’

  • AutoID-Märkte auch im 2. Halbjahr stabil

    AutoID-Märkte auch im 2. Halbjahr stabil

    Der Industrie-Verband AIM-D befragt seine Mitglieder regelmäßig zur wirtschaftlichen Lage. In der aktuellen Erhebung erweist sich die AutoID-Branche als stabil.

    mehr lesen: AutoID-Märkte auch im 2. Halbjahr stabil

  • Entspannungssignale trotz hohem Monatsminus

    Entspannungssignale trotz hohem Monatsminus

    Im März 2024 lag der Auftragseingang im Maschinen- und Anlagenbau 17 Prozent unter dem Vorjahreswert. Die VDMA-Volkswirte erkennen jedoch erste Anzeichen einer Entspannung.

    mehr lesen: Entspannungssignale trotz hohem Monatsminus

  • Risikoreiche KI per Red Teaming testen

    Risikoreiche KI per Red Teaming testen

    Red Teaming ist eine Möglichkeit, um etwa die Sicherheit von künstlicher Intelligenz zu testen. Jedoch gibt es hierfür keine standardisierten Ansätze. Wissenschaftler des ZEW in Mannheim haben dafür einen Vorschlag.

    mehr lesen: Risikoreiche KI per Red Teaming testen

  • Heute die Materialien von morgen modellieren

    Heute die Materialien von morgen modellieren

    Welche Faktoren bestimmen, wie schnell sich eine Batterie laden lässt? Dieser und weiteren Fragen gehen Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit computergestützten Simulationen nach.

    mehr lesen: Heute die Materialien von morgen modellieren

  • Eduard Daoud leitet Vertrieb der SQL Projekt AG

    Eduard Daoud leitet Vertrieb der SQL Projekt AG

    Seit Beginn des Jahres leitet Eduard Daoud das fünfköpfige Transconnect-Vertriebsteam der SQL Projekt AG. Für Unternehmensvorstand Stefan Ehrlich ein Schritt zu noch mehr Professionalisierung, der genau zum richtigen Zeitpunkt komme.

    mehr lesen: Eduard Daoud leitet Vertrieb der SQL Projekt AG

  • Altair übernimmt Cambridge Semantics

    Altair übernimmt Cambridge Semantics

    Mit Cambridge Semantics übernimmt Altair einen Spezialisten für Datenmanagement. Die Software des 2007 gegründeten Unternehmens soll RapidMiner-Plattform von Altair integriert werden.

    mehr lesen: Altair übernimmt Cambridge Semantics

  • Geschäftsklimaindex steigt auch im April

    Geschäftsklimaindex steigt auch im April

    Mit 89,4 Punkten liegt der Geschäftsklimaindex des Ifo-Instituts im April 2024 1,5 Punkte über dem Wert des Vormonats. Die Wirtschaftsforscher führen den Anstieg vor allem auf Entwicklungen im Dienstleistungssektor zurück.

    mehr lesen: Geschäftsklimaindex steigt auch im April