Shopfloor Integration: Control & Automation mit Cloud-MES

Was bedeutet Shopfloor Integration?

Shopfloor Integration bezeichnet die digitale Anbindung der Fertigungsebene (Shopfloor) an übergeordnete Systeme wie MES, ERP und Cloud-Plattformen. Ziel ist ein durchgängiger, echtzeitfähiger Datenfluss zwischen OT (Maschinen, SPS, Sensorik) und IT (MES, ERP, Analytics).

Ohne Shopfloor Integration entstehen Datensilos, langsame Rückmeldungen und ein hoher Integrationsaufwand pro Maschine/Linie. Mit sauberem Integrationslayer werden Maschinen, Linien und Anlagen als standardisierte Datenquellen und -konsumenten im Digital Shopfloor nutzbar. 

Shopfloor Control & Shopfloor Automation im Kontext

• Shopfloor Control
  Bezeichnet die operative Steuerung und Überwachung der Fertigung: Reihenfolgeplanung, Auftragsfreigabe, WIP-Tracking, Rückmeldungen, Traceability. Im MES-Kontext wird Shopfloor Control oft als Funktionsbündel verstanden, das Aufträge in ausführbare Schritte übersetzt und deren Fortschritt verfolgt.

• Shopfloor Automation
  Umfasst die automatisierte Ausführung dieser Schritte auf Maschinen- und Steuerungsebene: SPS-Logik, Roboterprogramme, automatische Materialflüsse, Signale an/aus dem MES, ereignisbasierte Aktionen.

Shopfloor Integration ist die IT/OT-Brücke, Shopfloor Control die logische Steuerungsebene, Shopfloor Automation die physische Umsetzung in Aktoren und Steuerungen.

Architektur: MES als Brücke zwischen Business und Shopfloor

In einer typischen Industrie-4.0-Architektur sitzt das MES direkt über dem Shopfloor und agiert als Brücke zwischen ERP- / Planungsebene und der automatisierten Fertigung: 

• Oben: ERP/APS (Auftrags-, Material-, Lieferkettenplanung)
• Mitte: MES als Fertigungsleitstand (Shopfloor Control, OEE, Qualität, Traceability)
• Unten: Shopfloor Integration Layer (OPC UA, Gateways, message-based Integration) und Automation (SPS, Roboter, Antriebe)

Ein dedizierter Shopfloor-Integration-Layer entkoppelt MES von Protokolldetails und übernimmt: Protokollkonvertierung, Tag-Mapping, Pufferung, Security, ggf. Vorverrechnung. Dadurch bleibt das MES fachlich fokussiert und skalierbar. 

Technische Enabler: OPC UA, MQTT, REST & Edge

Für Shopfloor Integration / Control / Automation haben sich einige Standards etabliert:

• OPC UA
  Offener, plattformunabhängiger Kommunikationsstandard mit Informationsmodellen. Wird breit als De-facto-Standard für MES–Shopfloor-Integration eingesetzt, inkl. Discovery, Semantik und Companion Specs (Roboter, Maschinen, Linien). 

• Message-basierte Integration (MQTT, MSI, REST)
  Moderne Ansätze setzen neben klassischem Client/Server auf message-basierte Shopfloor Integration (z. B. MSI/„Message-based Shopfloor Integration“ in PAS-X) – häufig auf Basis von OPC UA + REST/MQTT. Events, Parameter und GMP-/Qualitätsereignisse werden als Nachrichten zwischen MES und Steuerung ausgetauscht. 

• Edge & Industrial Information Hubs
  Edge-Plattformen bündeln Shopfloor-Daten, harmonisieren Protokolle und fungieren als „Industrial Information Hub“ für MES, ERP und Cloud-Analytics. OPC-UA-basierte Cloud-Referenzarchitekturen positionieren diese Edge-Layer explizit als Shopfloor-Integrationsplattform. 

Für technische Leser heißt das: Shopfloor Integration = standardisierte IT/OT-Schnittstelle, Shopfloor Control & Automation nutzen diese Schnittstelle für Scheduling, OEE, Quality, Maintenance und Prozessautomatisierung.

Shopfloor Integration / Control / Automation mit Cloud-MES wie SYMESTIC

In einem Cloud-MES-Setup wie SYMESTIC lassen sich die drei Begriffe klar abgrenzen und technisch nutzen:

• Shopfloor Integration

  • Anbindung von Maschinen, Linien, Testständen und Hilfssystemen über OPC UA, Edge-Gateways und standardisierte Konnektoren.

  • Harmonisierung von Signalen (Zustände, Zähler, Prozesswerte) in einem einheitlichen Datenmodell.

• Shopfloor Control

  • Auftragssteuerung (Reihenfolge, Freigabe, Sperrungen) direkt am Shopfloor.

  • WIP-Tracking, Statusverfolgung, Traceability auf Los-/Seriennummernebene.

  • OEE-, Stillstands- und Scrap-Analysen als Standardfunktion, nicht als Projekt.

• Shopfloor Automation (aus MES-Sicht)

  • Ereignisbasierte Workflows: Störung, NOK-Teil, Grenzwertverletzung → Eskalation, Rework-Route, Programm-/Rezeptwechsel, Sperre, ERP-Rückmeldung.

  • Integration mit Instandhaltung und Qualität, z. B. automatische Wartungsaufträge oder zusätzliche Prüfungen bei Anomalien.

Damit wird Shopfloor Integration für technische Zielgruppen zu einem klaren Cluster:

• für OT: klare, standardisierte IT-Gegenstelle (MES/Cloud) mit OPC UA & message-based Patterns,

• für IT: konsolidierter Zugang zum Shopfloor ohne Protokolldschungel,

• für Business/OPEX: durchgängige Basis für OEE, Digital Shopfloor, Smart Maintenance und Process Optimization.

Kurz: Shopfloor Integration / Shopfloor Control / Shopfloor Automation sind die technische Achse, auf der ein Cloud-MES wie SYMESTIC den Digital Shopfloor überhaupt erst baubar macht – von der Maschine bis ins Management, mit Echtzeitdaten als Standard.