Digitale Fertigung: Definition & Praxis

Was ist digitale Fertigung?

Digitale Fertigung bedeutet, dass Produktionsprozesse nicht mehr auf Papier, Erfahrung und nachträglicher Auswertung basieren, sondern auf Echtzeitdaten, automatischer Erfassung und vernetzten Systemen. Der Begriff beschreibt keine einzelne Technologie, sondern den Zustand einer Fertigung, in der Maschinen, Aufträge, Qualität und Kennzahlen digital erfasst, verarbeitet und gesteuert werden.

In der Praxis heißt das: Jeder Takt wird gezählt. Jeder Stillstand wird sekundengenau erfasst und kategorisiert. Jeder Auftrag ist in Echtzeit nachverfolgbar. Die OEE wird nicht am Monatsende geschätzt, sondern liegt nach jeder Schicht automatisch vor.

Der Gegensatz zur digitalen Fertigung ist nicht die "analoge Fertigung". Es ist die Fertigung, in der Daten existieren, aber nicht verfügbar sind. In der Maschinen laufen, aber niemand weiß, wie gut. In der Entscheidungen auf Basis von Erfahrung getroffen werden, weil Zahlen fehlen oder zu spät kommen.

Dieser Artikel erklärt, was sich bei der Digitalisierung der Fertigung konkret ändert, welche Systeme dafür nötig sind, wo die typischen Einstiegspunkte liegen und warum die meisten Unternehmen nicht an der Technologie scheitern, sondern am ersten Schritt.

Was ändert sich konkret in einer digitalisierten Fertigung?

Die Veränderung betrifft nicht die Maschinen selbst. Eine Presse, eine Spritzgussmaschine oder eine Montagelinie arbeiten nach der Digitalisierung genauso wie vorher. Was sich ändert, ist die Sichtbarkeit dessen, was passiert. Und die Geschwindigkeit, mit der auf Abweichungen reagiert wird.

Welche Systeme bilden die Grundlage?

Digitale Fertigung ist kein einzelnes System, das man kauft und installiert. Es ist ein Zusammenspiel verschiedener Schichten, die aufeinander aufbauen:

Schicht 1: Maschinenanbindung (OT-Ebene)
Die Grundlage ist die automatische Erfassung von Maschinendaten. Ohne Daten aus der Maschine gibt es keine digitale Fertigung. Die Anbindung erfolgt je nach Maschinentyp über verschiedene Wege:

Der entscheidende Punkt: Die Maschinenanbindung erfordert keinen Eingriff in die SPS und keine Produktionsunterbrechung. Bei SYMESTIC liegt die Installationszeit bei zwei bis vier Stunden pro Maschine.

Schicht 2: Datenverarbeitung und KPI-Berechnung
Die erfassten Rohdaten (Takte, Signale, Zeitstempel) werden in einem Manufacturing Execution System (MES) verarbeitet. Dort entstehen die Kennzahlen: OEE, Verfügbarkeit, Leistung, Qualität, MTBF, MTTR und andere. In einem Cloud-MES passiert das automatisch, ohne lokale Server, ohne manuelle Berechnung.

Schicht 3: Visualisierung und Steuerung
Die berechneten Kennzahlen werden auf Dashboards am Shopfloor, auf dem Desktop und auf dem Smartphone angezeigt. Schichtführer sehen den aktuellen Status, Produktionsleiter sehen den Tagesüberblick, Werksleiter sehen den Werksvergleich. Dazu kommen automatische Reports und Alarme.

Schicht 4: ERP-Integration
Die Verbindung zum ERP-System (SAP, Infor, proAlpha, Microsoft Dynamics) schliesst den Kreis: Aufträge fliessen vom ERP ins MES, Rückmeldungen (Mengen, Zeiten, Stillstände) fliessen zurück. Dadurch entsteht ein durchgängiger Datenfluss ohne manuelle Zwischenschritte.

Wo beginnen die meisten Unternehmen?

Die Frage "Wo fangen wir an?" ist berechtigt. Die Antwort in der Praxis ist fast immer dieselbe: bei der automatischen Erfassung von Maschinendaten und der OEE.

Der Grund: Maschinendatenerfassung und OEE liefern sofort sichtbare Ergebnisse. Innerhalb weniger Tage nach der Anbindung sehen Unternehmen zum ersten Mal, wie ihre Maschinen tatsächlich laufen. Und fast immer zeigt sich ein anderes Bild als erwartet. Die Verfügbarkeit liegt niedriger, die Mikrostopps sind häufiger, die Rüstzeiten länger als gedacht.

Ein typischer Einstiegspfad:

Was digitale Fertigung nicht ist

Es gibt verbreitete Missverständnisse, die den Einstieg verzögern oder in die falsche Richtung lenken:

Digitale Fertigung ist kein IT-Projekt. Die Einführung wird oft der IT-Abteilung zugewiesen. Das führt zu Lastenheften, die 18 Monate dauern und Anforderungen beschreiben, die am Shopfloor vorbeigehen. Digitale Fertigung ist ein Produktionsthema. Die IT unterstützt, aber der Produktionsleiter führt.

Digitale Fertigung erfordert keine neuen Maschinen. Die häufigste Ausrede: "Unsere Maschinen sind zu alt." In der Praxis lässt sich jede Maschine anbinden. Moderne Steuerungen per OPC UA, ältere Anlagen per digitaler I/O-Signalabnahme. Der Maschinenpark muss nicht erneuert werden, er muss angebunden werden.

Digitale Fertigung ist nicht Digital Twin, KI und Industrie 5.0. Diese Konzepte sind relevant, aber sie sind Stufe 3 oder 4 der Digitalisierung. Die meisten Unternehmen stehen bei Stufe 1: Maschinendaten automatisch erfassen. Wer OEE noch in Excel berechnet, braucht keinen Digital Twin. Er braucht ein System, das ihm zeigt, wo seine Verluste liegen.

Digitale Fertigung muss nicht teuer sein. Klassische On-Premise-MES-Projekte kosten sechsstellig und dauern 12-18 Monate. Cloud-native Systeme mit SaaS-Modell starten ohne Investitionskosten und liefern Ergebnisse innerhalb von Wochen. Der CAPEX-Ansatz wird durch ein OPEX-Modell ersetzt.

Praxis: Wie der Einstieg konkret aussieht

Bei Schmiedetechnik Plettenberg (Metallverarbeitung, variierende Auftragsgrößen, hohe Qualitätsanforderungen) lag das Problem in fehlender durchgängiger Transparenz. Produktionsdaten wurden überwiegend manuell erfasst, Maschinenzustände waren nur begrenzt sichtbar, Abweichungen wurden erst im Nachgang erkannt. Die Einführung begann direkt in der Fertigung: In einem praxisorientierten Workshop wurde die erste Maschine angebunden, Datenpunkte definiert und Dashboards live konfiguriert. Nach kurzer Zeit konnte das Team Echtzeitdaten zu Taktzeiten, Mengen, Stillständen und Ablaufabweichungen einsehen. Die ERP-Integration mit InforCOM sorgt dafür, dass Fertigungsaufträge automatisch in SYMESTIC bereitstehen und Rückmeldungen direkt ins ERP zurückfliessen.

Bei Meleghy Automotive (6 Werke in Deutschland, Spanien, Tschechien, Ungarn) war der Ansatz ähnlich: Einstieg im Werk Wilnsdorf mit OEE-Erfassung, dann Skalierung auf alle sechs Standorte innerhalb von sechs Monaten. Die bidirektionale SAP-Anbindung über ABAP IDoc stellt sicher, dass Maschinenzyklen auf Fertigungsaufträge gemappt werden und die Daten vollständig ins ERP zurückfliessen. Ergebnis: 10 % weniger Stillstände, 7 % bessere Ausbringung, 5 % bessere Verfügbarkeit.

Bei Klocke (Pharma-Verpackung) dauerte der Rollout auf alle Linien am Standort drei Wochen. Alle Anlagen wurden über DI-Gateways vernetzt, ohne LAN-Infrastruktur. Ergebnis: 7 Stunden mehr Produktionszeit pro Woche, 12 % bessere Ausbringung.

In allen drei Fällen war der Startpunkt identisch: Maschinen anbinden, Echtzeit-Transparenz schaffen, OEE als Steuerungsgrösse etablieren. Alles andere kam danach.

Häufige Fragen zur digitalen Fertigung

Was ist der Unterschied zwischen digitaler Fertigung und Industrie 4.0?
Industrie 4.0 ist ein politisch-strategischer Rahmen, der die vierte industrielle Revolution beschreibt. Digitale Fertigung ist die praktische Umsetzung: Maschinen anbinden, Daten erfassen, Prozesse steuern. Man kann digitale Fertigung betreiben, ohne jemals das Wort "Industrie 4.0" zu verwenden.

Welche Maschinen lassen sich anbinden?
Grundsätzlich jede. Moderne Steuerungen (Siemens S7-1500, Beckhoff, B&R) per OPC UA. Ältere Steuerungen per Edge-Gateway. Maschinen ohne jede digitale Schnittstelle per digitaler Signalabnahme (Lichtschranke, Näherungssensor am Auswurf, Stromaufnahme). Die Frage ist nicht "Geht das?", sondern "Welche Daten brauchen wir?".

Was kostet der Einstieg in die digitale Fertigung?
Bei einem Cloud-MES mit SaaS-Modell entfallen die Investitionskosten für Server, Lizenzen und Infrastruktur. Die Kosten bestehen aus einer monatlichen SaaS-Gebühr pro Werk und den einmaligen Kosten für die Maschinenanbindung (IoT-Gateway-Hardware). Ein Pilotprojekt mit 10 Maschinen ist in den meisten Fällen innerhalb eines Monats produktiv.

Braucht man für digitale Fertigung ein MES?
Ein MES ist das zentrale System, das aus Maschinendaten verwertbare Kennzahlen, Auftragssteuerung und Reports macht. Ohne MES hat man Rohdaten. Mit MES hat man eine steuerbare Produktion. Die Frage ist eher: Cloud-MES oder On-Premise-MES? Cloud-native Systeme bieten schnelleren Einstieg, geringere Kosten und automatische Updates.

Wie lange dauert die Einführung?
Bei einem Cloud-MES: Pilotphase mit den ersten Maschinen in 2-4 Wochen. Werksweiter Rollout in 1-3 Monaten. ERP-Integration in 3-6 Monaten. Klassische On-Premise-Projekte dauern erfahrungsgemäss 12-18 Monate bis zum produktiven Einsatz.

Wie beginnt man, wenn man noch gar keine Maschinendaten erfasst?
Genau dort. Der erste Schritt ist die automatische Maschinendatenerfassung an einer Handvoll kritischer Maschinen. Innerhalb weniger Tage sieht man die OEE, die Top-Stillstandsursachen und die tatsächliche Ausbringung. Das ist der Moment, in dem die Digitalisierung der Produktion beginnt, nicht auf einer Folie, sondern auf dem Shopfloor.

Über den Autor:

Uwe Kobbert

Gründer und CEO der symestic GmbH. Seit über 30 Jahren in der Fertigungsindustrie. Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik/Elektronik.
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