ISA-95: Der Standard für MES-Architekturen und ERP-Integration

In modernen Fertigungsumgebungen treffen zwei Welten aufeinander: operative Produktionsprozesse und betriebswirtschaftliche Planungssysteme. Ohne eine gemeinsame Sprache entstehen Datenbrüche, Medienbrüche und ineffiziente Abläufe.

Der internationale Standard ISA-95 (IEC 62264) schafft hier Ordnung. Er beschreibt, wie Unternehmen ihre Systeme von der Werkhalle bis zum ERP miteinander verknüpfen – klar definiert, herstellerunabhängig und zukunftssicher.

Was ist ISA-95?

ISA-95 wurde von der International Society of Automation entwickelt, um den Informationsaustausch zwischen Enterprise Resource Planning (ERP)-Systemen und Manufacturing Execution Systemen (MES) zu standardisieren.
Der Standard legt fest:

• welche Funktionen in der Produktions-IT existieren,

• welche Datenobjekte sie austauschen,

• und wie dieser Austausch strukturiert und benannt wird.

Seit seiner Veröffentlichung hat ISA-95 die Grundlage nahezu aller modernen MES-Lösungen gebildet. In der aktuellen Industrie-4.0-Landschaft dient er als Referenzrahmen für interoperable, serviceorientierte Fabriken.

Ebenenmodell der ISA-95-Architektur

Kern des Standards ist das Ebenenmodell, oft als Automatisierungspyramide dargestellt:

Level 3 bildet die Brücke zwischen OT und IT: Hier werden Produktionsdaten konsolidiert, Aufträge gesteuert und Ergebnisse zurückgemeldet.
Dieses Modell sorgt für klare Verantwortlichkeiten und minimiert Überschneidungen – etwa zwischen ERP-Planungslogik und MES-Feinsteuerung.

Funktionsbereiche laut ISA-95

Der Standard unterteilt die Fertigungs-IT in vier operative Domänen, die auch in der VDI 5600 wiederkehren:

1. Production Operations Management – Auftragssteuerung, Reihenfolgeplanung, Produktionsfortschritt.

2. Quality Operations Management – Prüfplanung, Datenerfassung, SPC, Traceability.

3. Maintenance Operations Management – Wartungsaufträge, Stillstandsanalyse, Verfügbarkeiten.

4. Inventory Operations Management – Materialflüsse, Lagerorte, Umlaufbestände.

Diese Struktur bildet den methodischen Unterbau des gesamten MES-Funktions-Clusters: jede Funktion ist einer dieser Domänen zugeordnet.

Daten- und Schnittstellenmodell: B2MML & OPC UA

ISA-95 beschreibt nicht nur Funktionen, sondern auch die Art der Kommunikation.
Zwei Technologien setzen das in der Praxis um:

B2MML (Business-to-Manufacturing Markup Language)

Eine XML-Implementierung des ISA-95-Modells, entwickelt von der WBF (World Batch Forum).
Sie definiert, wie Datensätze – z. B. Produktionsaufträge oder Qualitätsmeldungen – zwischen Systemen ausgetauscht werden.
Vorteil: Jedes ERP oder MES, das B2MML unterstützt, versteht die gleichen Nachrichtenstrukturen.

OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture)

Der De-facto-Standard für OT/IT-Konnektivität.
Er überträgt Maschinendaten in Echtzeit, inklusive Metadaten und Sicherheitslayer.
In Kombination mit ISA-95 entsteht so ein durchgängiges Informationsmodell – von der SPS bis zum ERP.

ISA-95 in der Praxis

Unternehmen nutzen den Standard, um komplexe Produktionslandschaften zu strukturieren und Integrationsaufwände zu reduzieren.

Typische Anwendungsszenarien:

• MES-Einführung in heterogenen Werken – Standardisierte Funktionszuordnung verhindert Doppelstrukturen.

• ERP-Integration – Aufträge, Stücklisten und Rückmeldungen laufen über klar definierte Objekte.

• Global MES-Rollouts – Einheitliche Datenmodelle ermöglichen ein konzernweites Reporting.

• Shopfloor-Modernisierung – Legacy-SCADA-Systeme lassen sich über OPC UA Gateways an eine ISA-95-konforme Architektur anbinden.

Praxisbeispiel:
Ein Automobilzulieferer verknüpft sein SAP-ERP mit einem MES über B2MML-Nachrichten. Produktionsaufträge werden automatisch an Linien verteilt, Rückmeldungen fließen standardisiert zurück – ohne individuelles Mapping für jede Anlage.

Verbindung zu VDI 5600 und Industrie 4.0

ISA-95 und VDI 5600 ergänzen sich:

• ISA-95 beschreibt Struktur und Datenfluss.

• VDI 5600 definiert Funktionen und Prozesse.

Gemeinsam schaffen sie ein konsistentes Modell, auf dem moderne Manufacturing Operations Management-Systeme (MOM) basieren.
In der Industrie 4.0 wird dieser Rahmen durch semantische Standards wie die Asset Administration Shell (AAS) und Digital Twin-Konzepte erweitert – der nächste Evolutionsschritt der ISA-95-Idee.

Best Practices für ISA-95-Implementierungen

1. Top-down planen: Zuerst Informationsobjekte und Ebenen definieren, dann Systeme wählen.

2. Standards konsequent anwenden: B2MML und OPC UA kombinieren, um Medienbrüche zu vermeiden.

3. Semantische Konsistenz sichern: Identische Begriffe und IDs über ERP, MES und SCADA hinweg.

4. Governance etablieren: ISA-95-Modelle regelmäßig pflegen – sie sind lebende Dokumente.

5. Iterativ erweitern: Mit Pilotprojekten beginnen und Schritt für Schritt skalieren.

Subtile Produktreferenz

Viele moderne Plattformen orientieren sich am ISA-95-Modell.
Cloud-basierte Systeme – beispielsweise SYMESTIC – nutzen diese Struktur, um ERP-, MES- und Shopfloor-Daten nahtlos zu verbinden.
Das Ergebnis: schnellere Implementierungen, standardisierte Schnittstellen und eine skalierbare Architektur, die mitwächst.

Fazit

ISA-95 ist weit mehr als ein technischer Standard.
Er ist der Ordnungsrahmen der digitalen Produktion – die Landkarte, auf der sich ERP, MES und Automatisierung verständigen.
Unternehmen, die ihre Architektur konsequent nach ISA-95 aufbauen, schaffen die Basis für echte Interoperabilität, kürzere Integrationszeiten und langfristige Investitionssicherheit.