IIoT gilt als Schlüssel zur Fabrik der Zukunft. Doch Studien zeigen: Viele Projekte scheitern beim Schritt von der Pilotphase in die Skalierung. Der Grund liegt selten in der Technik, sondern in fehlender Interoperabilität. Offene Standards wie OPC UA und MQTT brechen isolierte Systeme auf und schaffen die Basis für skalierbare IIoT-Architekturen.
Eine Cisco-Studie zeigt: „Sixty-one percent […] believe that we have barely begun to scratch the surface of what IoT technologies can do for their businesses.“ 1
Der nächste Schritt ist das Industrial IoT (IIoT): die Vernetzung von Operational Technology (OT) und IoT, indem Maschinen, Sensoren und Automatisierungssysteme mit IT-Systemen und digitalen Diensten verbunden werden.
OT trifft IT: Die Kernherausforderungen moderner IIoT-Architekturen
Moderne IIoT-Architekturen stehen vor zwei Kernherausforderungen:
- Wie verstehen sich Maschinen und Anlagen untereinander (OT-Welt)?
- Wie gelangen diese Daten effizient in IT-Systeme und die Cloud (IT-Welt)?
Standards wie OPC UA und MQTT lösen genau diese Probleme – gemeinsam statt einzeln.
Standards im Einsatz: OPC UA und MQTT im Überblick & in der Praxis
OPC UA: Sprache & Kontext in der OT-Welt
Ziel: Einheitliche Sprache für Maschinen in der Automatisierungstechnik
Stärken:
- Tief in Steuerungen & Fertigung verankert
- Daten werden semantisch angereichert („Das ist eine Temperatur in °C“)
- Herstellerübergreifend interoperabel
- IEC 62541 – etablierter Industrie-Standard
Praxisbeispiel: siehe Text – OPC UA in der Automobilproduktion2
MQTT: Effizienz & Skalierbarkeit in der IT-Welt
Ziel: Schlankes Protokoll für schnelle & effiziente Datenübertragung
Stärken:
- Ideal für Cloud- & Edge-Anbindung
- Publish/Subscribe –
Daten flexibel verteilen - Ressourcenschonend –
selbst auf kleinen
IoT-Geräten - ISO/IEC 20922 –
globaler IoT-Standard
Praxisbeispiel: siehe Text – MQTT in der Smart Factory2
Die Praxis zeigt den Unterschied deutlich: OPC UA schafft Verständigung in der OT-Welt, etwa wenn in einer Automobilproduktion Roboter und Maschinen unterschiedlicher Hersteller nahtlos integriert werden, ohne dass dutzende proprietäre Schnittstellen gepflegt werden müssen3. MQTT übernimmt das Bindeglied zur IT, beispielsweise in einer Smart Factory, wo hunderte Sensoren kontinuierlich Temperatur- und Vibrationswerte in die Cloud übertragen – dort werden die Daten für Condition Monitoring und Predictive Maintenance genutzt.
Mehr Details zu den Vorteilen von MQTT im IoT-Kontext finden sich im doubleSlash Blog.4
Doch während dieser Beispiele zeigen, welches Potenzial Standards entfalten können, sieht der Alltag in vielen Unternehmen noch anders aus: Über die Jahre haben Fachabteilungen eigenständige Lösungen aufgebaut, meist als Closed Systems, die nur begrenzt miteinander kommunizieren. Unterschiedliche Hersteller, Protokolle wie Profibus oder Modbus und proprietäre Schnittstellen führen dazu, dass eine einheitliche Sprache fehlt und SPS-Insellösungen entstehen.
Um diese Inseln trotzdem zu verbinden, setzen Unternehmen häufig auf Gateways. Sie übersetzen Daten von einem Protokoll ins andere und schaffen so punktuell Interoperabilität zwischen OT und IT. Laut IoT Analytics „are IIoT gateways enabling IT and OT convergence by securely and efficiently sharing data between floor-level OT equipment and IT equipment or the cloud“.5
Doch diese Übersetzerrolle hat Grenzen: Je mehr Gateways eingesetzt werden, desto größer wird der Flickenteppich aus Einzelverbindungen. Integrationsaufwände steigen, Wartung wird komplex, und eine einheitliche Datenbasis bleibt aus.
Standards statt Gateways: Der Weg zu skalierbaren IIoT-Architekturen
Heute jedoch sind durchgängige Datenflüsse entscheidend – über Maschinen und Ebenen hinweg, von OT bis IT. Ohne offene Standards wie OPC UA oder MQTT bleiben diese Inseln bestehen und blockieren die Skalierung von IIoT-Lösungen.
Analysen zeigen: Nur durch Standardisierung lassen sich IoT-Plattformen effizient skalieren und heterogene Systeme interoperabel betreiben [5]. Dieses Grundprinzip muss nun auch im IIoT angewendet werden – um die Komplexität der Integration zu reduzieren und gleichzeitig die Anforderungen an Robustheit und Sicherheit zu erfüllen.
Genau hier ergänzen sich OPC UA und MQTT:
- OPC UA liefert den notwendigen Kontext und die semantische Tiefe auf Maschinenebene.
- MQTT sorgt für effiziente, skalierbare Kommunikation bis in die Cloud.
Gemeinsam bilden sie die Basis für zukunftsfähige IIoT-Architekturen: semantisch reichhaltige Daten, die schnell und schlank in IT- und Cloud-Systeme transportiert werden.
