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.



  • SpiraTec France nimmt Arbeit auf

    SpiraTec France nimmt Arbeit auf

    SpiraTec expandiert und gibt die Gründung einer französischen Tochtergesellschaft in Paris bekannt. Zudem plant das Unternehmen die Eröffnung weiterer Standorte.

    mehr lesen: SpiraTec France nimmt Arbeit auf

  • CamLine erwirbt Romaric

    CamLine erwirbt Romaric

    Der MES-Spezialist CamLine übernimmt das US-Softwareunternehmen Romaric und nimmt damit auch intralogistische Transportprozesse in den Blick.

    mehr lesen: CamLine erwirbt Romaric

  • Vorbereitungen für Motek und Bondexpo laufen

    Vorbereitungen für Motek und Bondexpo laufen

    Die Hürden der Automatisierung sinken weiter. Das will die diesjährige 42. Motek, internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung, zusammen mit der 17. Bondexpo, internationale Fachmesse für Klebtechnologie, zeigen und stellen…

    mehr lesen: Vorbereitungen für Motek und Bondexpo laufen

  • Weniger Studienanfänger in Ingenieurwissenschaften

    Weniger Studienanfänger in Ingenieurwissenschaften

    Die Zahl der offenen Stellen in den Ingenieurberufen ist trotz konjunktureller Eintrübung hoch. Laut VDI Ingenieurmonitor ist die Zahl der Studienanfänger und -anfängerinnen im ersten Hochschulsemester in den Fächern Ingenieurwissenschaften…

    mehr lesen: Weniger Studienanfänger in Ingenieurwissenschaften

  • DFKI und TAIX wollen KI-Spitzenforschung fördern

    DFKI und TAIX wollen KI-Spitzenforschung fördern

    Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) und das Expertennetzwerk Transatlantic AI eXchange (TAIX) planen den Aufbau einer gemeinsamen europäischen KI-Transfer- und Kooperationsbörse. Ziel dieser Partnerschaft ist es, den Transfer…

    mehr lesen: DFKI und TAIX wollen KI-Spitzenforschung fördern

  • Fraunhofer-Institute forschen an neuen Recyclingmöglichkeiten

    Fraunhofer-Institute forschen an neuen Recyclingmöglichkeiten

    Ein Großteil der täglich genutzten Verbrauchs- und Gebrauchsgegenstände besteht aus Kunststoffen, die auf Erdöl basieren. Nur etwas weniger als die Hälfte der dadurch resultierenden kunststoffhaltigen Abfälle wird in Deutschland werkstofflich…

    mehr lesen: Fraunhofer-Institute forschen an neuen Recyclingmöglichkeiten

  • Orderrückgang im Maschinen- und Anlagenbau

    Orderrückgang im Maschinen- und Anlagenbau

    Im Januar blieben die Bestellungen im Maschinen und Anlagenbau 10 Prozent unter dem Vorjahreswert. Mit Blick auf die vergangenen drei Monate ergibt sich ein ähnliches Bild.

    mehr lesen: Orderrückgang im Maschinen- und Anlagenbau

  • Forcam Enisco und Jasan Automation werden Partner

    Forcam Enisco und Jasan Automation werden Partner

    Um die eigene Präsenz in Indien auszubauen und dort ansässige Industrieunternehmen mit MES-Software zu beliefern, arbeitet Forcam Enisco künftig mit Jasan Automation zusammen.

    mehr lesen: Forcam Enisco und Jasan Automation werden Partner

  • Materialengpässe in der Industrie leicht gestiegen

    Materialengpässe in der Industrie leicht gestiegen

    Im Februar berichten wieder mehr Industrieunternehmen von Materialengpässen. Laut Ifo Institut verzeichnen vor allem Unternehmen aus der Chemischen Industrie Zuwächse.

    mehr lesen: Materialengpässe in der Industrie leicht gestiegen

  • Bosch und Microsoft erarbeiten Einsatzmöglichkeiten generativer KI im Auto

    Bosch und Microsoft erarbeiten Einsatzmöglichkeiten generativer KI im Auto

    Gemeinsam mit Microsoft will Bosch generative KI ins Auto bringen, etwa um die Sicherheit für Verkehrsteilnehmer zu erhöhen. Beide Unternehmen wollen zunächst Möglichkeiten der Zusammenarbeit ergründen.

    mehr lesen: Bosch und Microsoft erarbeiten Einsatzmöglichkeiten generativer KI im Auto

  • T-Systems ernennt Christine Knackfuß-Nikolic zur CTO

    T-Systems ernennt Christine Knackfuß-Nikolic zur CTO

    Christine Knackfuß-Nikolic wechselt von der Telekom zu T-Systems und wird dort ab März die Position der CTO übernehmen.

    mehr lesen: T-Systems ernennt Christine Knackfuß-Nikolic zur CTO

  • Prozessdampf nachhaltiger machen

    Prozessdampf nachhaltiger machen

    Für technische Produktionsprozesse, etwa in der chemischen Industrie, kommt zur Wärmeversorgung sogenannter Prozessdampf zum Einsatz. Für die Dampferzeugung werden bisher zumeist fossile Brennstoffe verwendet. Ein Forschungsprojekt will diesen Prozess nun…

    mehr lesen: Prozessdampf nachhaltiger machen