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.



  • Immer mehr ICS-Schwachstellen werden offengelegt

    Immer mehr ICS-Schwachstellen werden offengelegt

    In ihrem ICS Risk & Vulnerability Report melden die Security-Spezialisten von Claroty, dass immer mehr Schwachstellen von industriellen Kontrollsysteme offengelegt werden. Laut Studienautoren sei dies ein Zeichen dafür, dass das…

    mehr lesen: Immer mehr ICS-Schwachstellen werden offengelegt

  • Splunk ernennt Gary Steele zum CEO

    Splunk ernennt Gary Steele zum CEO

    Seit November vergangenen Jahres fungiert Graham Smith als Interims-CEO bei Splunk. Ab April soll nun Gary Steele die Geschicke des Datenanalyse-Spezialisten leiten.

    mehr lesen: Splunk ernennt Gary Steele zum CEO

  • Omikron lässt Homeoffice-Anteil nicht ansteigen

    Omikron lässt Homeoffice-Anteil nicht ansteigen

    Zum Höhepunkt der Omikron-Welle im Februar ist der Homeoffice-Anteil im Vergleich zum Januar annähernd gleich geblieben und blieb nach Angaben des Ifo Instituts rund drei Prozentpunkte unter dem Höchstwert aus…

    mehr lesen: Omikron lässt Homeoffice-Anteil nicht ansteigen

  • Maschinenbauer starten mit Auftragsplus ins neue Jahr

    Maschinenbauer starten mit Auftragsplus ins neue Jahr

    Mit einem Auftragsplus von real 19 Prozent im Januar sind die Maschinen- und Anlagenbauer in das neue Jahr gestartet. Positive Signale kamen dabei sowohl aus dem Aus- als auch aus…

    mehr lesen: Maschinenbauer starten mit Auftragsplus ins neue Jahr

  • Heller beteiligt sich an IGH Infotec

    Heller beteiligt sich an IGH Infotec

    Der Werkzeugmaschinenbauer Heller beteiligt sich an IGH Infotec. Dadurch soll die langjährige Zusammenarbeit beider Unternehmen intensiviert werden.

    mehr lesen: Heller beteiligt sich an IGH Infotec

  • Gedruckte Funktionalität für 3D-Objekte

    Gedruckte Funktionalität für 3D-Objekte

    Das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS befasst sich mit Drucktechnologien zur Funktionalisierung von 3D-Objekten. Die Anwendungen reichen von der Kontaktierung einzelner Mikrochips in Elektroniksystemen bis zu großflächigen Heizstrukturen für Sitze.

    mehr lesen: Gedruckte Funktionalität für 3D-Objekte

  • Marina Bill wird IFR-Vizepräsidentin

    Marina Bill wird IFR-Vizepräsidentin

    Marina Bill ist mit sofortiger Wirkung neue Vizepräsidentin der International Federation of Robotics. Sie soll die IFR gemeinsam mit Präsident Milton Guerry vertreten.

    mehr lesen: Marina Bill wird IFR-Vizepräsidentin

  • Nachhaltiger Wirtschaften mit nachhaltiger KI

    Nachhaltiger Wirtschaften mit nachhaltiger KI

    Künstliche Intelligenz (KI) kann zu einer nachhaltigeren Ausrichtung von Wirtschaft und Gesellschaft beitragen. Allerdings ist der Energieverbrauch der KI-Systeme selbst oft hoch. Ein Whitepaper der Plattform Lernende Systeme soll daher…

    mehr lesen: Nachhaltiger Wirtschaften mit nachhaltiger KI

  • Materna übernimmt Virtual Solution

    Materna übernimmt Virtual Solution

    Mit der Übernahme des Münchner Software-Unternehmens Virtual Solution will die Materna-Gruppe die eigene Position als Lösungsanbieter für die öffentliche Verwaltung stärken.

    mehr lesen: Materna übernimmt Virtual Solution

  • Von neuen Einsatzfeldern bis zu KI

    Von neuen Einsatzfeldern bis zu KI

    Mit rund drei Millionen Einheiten hat der weltweite Bestand an Industrie-Robotern einen neuen Rekord erreicht. Die International Federation of Robotics nimmt 5 Trends in den Blick, die die Robotik im…

    mehr lesen: Von neuen Einsatzfeldern bis zu KI

  • Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

    Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

    In der Regel beginnen Unternehmen bei der Digitalisierung ihrer Produktion nicht auf der grünen Wiese. Viel eher geht es um die Umrüstung und Einbindung verschiedenster Legacy-Systeme in digitalisierte Workflows. Der…

    mehr lesen: Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

  • Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

    Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

    SAP hat einen neuen Deutschland-Chef ernannt: Sven Mulder folgt mit Wirkung zum 1. März auf Alex Kläger.

    mehr lesen: Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef