MES Architekturen im Vergleich: On-Prem, Hybrid & Cloud-native

Warum die Architektur entscheidend ist

Die Wahl der richtigen MES-Architektur bestimmt, wie flexibel, skalierbar und zukunftssicher eine Produktions-IT wirklich ist.
Ein Manufacturing Execution System (MES) verbindet die Planungsebene (ERP) mit der Ausführungsebene im Shopfloor.
Wie diese Verbindung technisch realisiert wird – also ob lokal, gehostet oder cloud-nativ – hat direkte Auswirkungen auf Kosten, Wartung, Integration und Performance.

Laut der VDI-Richtlinie 5600 und Marktstudien von IoT Analytics (2024) verlagern sich MES-Implementierungen zunehmend von klassischen On-Prem-Systemen zu Cloud-basierten Architekturen.
Dieser Wandel erfolgt meist schrittweise – von On-Prem über Hybrid („Lift & Shift“) hin zu Cloud-native-Lösungen.

Überblick über die drei Architekturmodelle

1. On-Prem MES – lokal betrieben, maximal kontrolliert

Ein On-Prem MES wird vollständig im eigenen Rechenzentrum installiert.
Alle Daten bleiben intern, die Infrastruktur wird durch die IT des Unternehmens betrieben.

Vorteile:
– volle Datenhoheit und Offline-Fähigkeit
– individuelle Anpassungen möglich
– hohe Sicherheit bei strengen Compliance-Vorgaben

Nachteile:
– hohe Investitionskosten (CAPEX)
– lange Projektlaufzeiten
– aufwendige Wartung und begrenzte Skalierbarkeit

Typisch für regulierte Branchen oder Unternehmen mit Sicherheitsanforderungen (z. B. Pharma, Defense).

2. Hybrid MES (Lift & Shift) – die Brücke zur Cloud

Das Hybrid MES oder „Lift & Shift“-Modell verlagert ein bestehendes On-Prem-System in eine Cloud-Infrastruktur (z. B. Microsoft Azure), ohne die Software neu zu entwickeln.

Vorteile:
– geringere IT-Last, da Server extern gehostet
– schnellere Skalierung über virtuelle Maschinen
– schrittweiser Übergang zur Cloud möglich

Nachteile:
– kein echter Microservice-Ansatz
– weiter hohe Lizenzkosten
– eingeschränkte Flexibilität für IIoT- oder KI-Anwendungen

Ideal für Unternehmen, die Cloud-Erfahrungen sammeln möchten, ohne gleich ihre komplette Systemlandschaft zu erneuern.

3. Cloud-native MES – modern, skalierbar und wartungsfrei

Ein Cloud MES ist von Grund auf für die Cloud konzipiert.
Es basiert auf Microservices, API-First-Design und kontinuierlichen Updates (SaaS-Modell).

Vorteile:
– Start in Stunden statt Monaten
– keine lokalen Server, keine IT-Wartung
– flexible Skalierung und automatische Updates
– native Integration mit ERP, IIoT und KI-Systemen

Nachteile:
– Abhängigkeit von Cloud-Provider und Internetverbindung
– begrenzte Individualisierung im Vergleich zu On-Prem

Der Ansatz gilt heute als Standard der Industrie 4.0 – schnell, sicher und global ausrollbar.

Vergleich der MES-Architekturen

ISA-95 als verbindendes Referenzmodell

Unabhängig von der Architektur bleibt die Integration zwischen MES und ERP entscheidend.
Das international anerkannte ISA-95-Modell beschreibt die Schnittstelle zwischen Level 3 (MES) und Level 4 (ERP).
Es sorgt für klare Datenflüsse, standardisierte Kommunikation und ermöglicht es, hybride oder Cloud-Lösungen nahtlos einzubinden.
Damit bildet ISA-95 das Rückgrat jeder modernen MES-Architektur.

Wie Unternehmen den richtigen Weg wählen

Der Umstieg auf neue Architekturen ist kein Alles-oder-Nichts-Projekt.
Viele Unternehmen wählen zunächst einen Pilotstandort oder ein Evaluierungs-Szenario, um Erfahrungen mit Cloud-MES zu sammeln.
Wichtig ist eine klare Strategie:

1. Ziele definieren – z. B. Transparenz, Skalierung, Kostensenkung.
2. IT- und OT-Integration bewerten (bestehende Systeme, Schnittstellen, Sicherheit).
3. Pilotphase planen (z. B. eine Linie oder ein Werk).
4. Ergebnisse auswerten und Architekturentscheid langfristig festlegen.

Erfolgreiche Unternehmen kombinieren dabei technologische Modernisierung mit einem klaren Change-Management.

Fazit

Die Wahl der MES-Architektur entscheidet über Agilität und Wettbewerbsfähigkeit in der Produktion.
Während On-Prem maximale Kontrolle bietet, ermöglicht Hybrid einen risikoarmen Übergang, und Cloud-native setzt neue Maßstäbe in Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und ROI.
Welche Variante die richtige ist, hängt von Branche, IT-Strategie und Zukunftsplanung ab – der Trend zeigt jedoch eindeutig in Richtung Cloud.