Die Automobilindustrie hat mit Catena-X ein erstes Datenökosystem geschaffen, um resiliente, nachhaltige und effiziente Lieferketten zu ermöglichen. Es vernetzt Hersteller, Zulieferer und Dienstleister und erlaubt ihnen, Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette sicher auszutauschen – basierend auf gemeinsamen Regeln und Standards in einem interoperablen Ökosystem.
Technisch basiert Catena-X auf dem Prinzip souveräner Datenräume: Jede teilnehmende Firma behält die Kontrolle über die eigenen Informationen, teilt aber ausgewählte Datensätze über standardisierte Schnittstellen und Verträge. Kern dafür ist der Eclipse Dataspace Connector (EDC), der als digitale Schnittstelle jedes Partners fungiert und Datenpakete nach einheitlichen Protokollen anbietet oder abruft. Hinzu kommen semantische Datenmodelle, die ein gemeinsames Verständnis der ausgetauschten Inhalte sicherstellen. Ein Identitäts- und Berechtigungsmanagement (IAM) regelt zudem, wer welche Daten einsehen oder nutzen darf. Ergänzend gewährleisten Mechanismen zur Nachverfolgbarkeit und Compliance, dass Vorschriften und Qualitätsanforderungen eingehalten werden. All das ermöglicht einen vertrauenswürdigen, geschützten Datenaustausch, bei dem dennoch jeder Teilnehmer seine Datenhoheit bewahrt.
Catena-X wurde 2021 gegründet und umfasst inzwischen hunderte Akteure der deutschen Automobilindustrie. Die Initiative orientiert sich an den Standards der International Data Spaces (IDS) und gilt als Blaupause für ähnliche Datenräume in anderen Branchen unter dem Stichwort Manufacturing-X. So entstehen bereits Ableger wie Aerospace-X (Luft- und Raumfahrt), Semiconductor-X (Halbleiter) oder Factory-X, die auf den gleichen Konzepten aufbauen.
OPC UA: Die universelle Maschinensprache
Parallel zu solchen Datenraum-Initiativen hat sich OPC UA als Standard für die industrielle Kommunikation etabliert. Die OPC Foundation – ein Zusammenschluss von über 1000 Unternehmen aus Automation, IT und OT – entwickelt OPC UA seit 2006 als herstellerunabhängige, sichere und skalierbare Architektur für den Datenaustausch in der Fertigung. Was als Nachfolger der alten OPC-Schnittstellen begann, hat sich zu einem universellen Kommunikations-Framework vom Sensor bis zur Cloud entwickelt.
Eine besondere Stärke von OPC UA ist die semantische Interoperabilität: Es werden nicht nur Rohdaten übertragen, sondern ihre Bedeutung wird in standardisierten Informationsmodellen beschrieben. Über 160 branchenspezifische Companion Specifications definieren einheitliche Datenmodelle für verschiedenste Maschinen und Prozesse – von Werkzeugmaschinen über Spritzgussanlagen bis zu Öl- und Gasanlagen. Dadurch können etwa CNC-Fräsmaschinen unterschiedlicher Hersteller via OPC UA ein identisches Datenschema anbieten, was die Integration in Leitsysteme oder Cloud-Plattformen enorm erleichtert.
OPC UA deckt zudem vielfältige Kommunikationsanforderungen ab: Neben klassischen Client/Server-Verbindungen für die vertikale Integration beherrscht OPC UA auch echtzeitfähige Publish/Subscribe-Kommunikation. Mit OPC UA FX wurde zum Beispiel eine Erweiterung für deterministischen Datentransfer über Time-Sensitive Networking (TSN) entwickelt, um hochdynamische Steuerungsaufgaben zu ermöglichen. Gleichzeitig erleichtert OPC UA die Anbindung ans IIoT: Über OPC UA PubSub lassen sich Maschinendaten per MQTT, AMQP oder sogar Kafka direkt an Cloud-Dienste schicken. Die Durchgängigkeit vom Feldgerät bis zur Cloud ist somit gewährleistet.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist OPC UA als „Sprache“ für digitale Zwillinge. Der Standard kann nämlich auch als Modellierungssprache für die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS) genutzt werden. Damit lassen sich die Eigenschaften und Zustände eines physischen Assets in einem OPC-UA-Modell abbilden. Diese Fähigkeit schlägt die Brücke zur Welt der Datenräume: Die Verwaltungsschale dient als Container für sämtliche Asset-Daten, und OPC UA stellt sicher, dass diese Daten in standardisierter Form ausgetauscht werden können.
Brücke zwischen Shopfloor und Lieferkette
Nach intensiver Vorarbeit bringen die OPC Foundation und Catena-X nun ihre Konzepte in einer gemeinsamen Referenzarchitektur zusammen. Bei der neuen Allianz für nahtlosen Datenaustausch trifft die standardisierte Datengenerierung auf Shopfloor-Ebene auf die standardisierte Datennutzung im Datenraum. Unternehmen, die bereits in OPC-UA-Technologie investiert haben, können diese nahtlos mit Catena-X verbinden und ihre vorhandenen Datenströme in das Ökosystem einspeisen.
OPC UA bringt eine ausgereifte Cloud-Architektur mit, um Maschinendaten sicher in IT-Systeme und Lieferkettenanwendungen zu übertragen. Die OPC Foundation hat dafür in ihrer Cloud Initiative Best Practices definiert, etwa um Maschinentelemetrie via Gateways und Message Broker in eine skalierbare Zeitreihen-Datenbank zu überführen. Sogar ein Mechanismus zur Modellierung von Verwaltungsschalen innerhalb des OPC-UA-Systems wurde entwickelt. Auf der anderen Seite steuert Catena-X die Datenraum-Technologie bei, die einen sicheren, nutzerbestimmten Rahmen für den Datenaustausch zwischen Unternehmen bildet. Durch die Kombination beider Ansätze können nun Shopfloor-Daten im Prinzip genauso modelliert und geteilt werden wie klassische Geschäftsdaten aus ERP-Systemen – ein großer Gewinn für die Durchgängigkeit. Vereinfacht gesagt wird also die Fabrik zum „Datenlieferanten“ und Catena-X zum „Datenmarktplatz“.
Digitaler Produktpass als Treiber
Ein prominentes Beispiel dafür, warum solche durchgängigen Datenketten gebraucht werden, ist der Digitale Produktpass (DPP). Diese EU-Initiative verlangt, dass für Produkte umfangreiche Informationen zu Herkunft, Material, Nachhaltigkeit und Nutzung erfasst und beim Übergang entlang der Lieferkette mitgegeben werden. Ab 2027 wird der DPP in Bereichen wie Batterien sogar verpflichtend eingeführt – für jede einzelne Industrie-Batterie über 2,0 kWh Kapazität müssen dann technische Daten über ihren gesamten Lebenszyklus nachgewiesen werden. Ohne Automatisierung und Standardisierung ist das kaum umsetzbar.
Die Verzahnung von OPC UA und Catena-X adressiert genau diese Herausforderung. Durch die gemeinsame semantische Basis können relevante Produktionsdaten automatisiert in einen Digitalen Produktpass einfließen. Beispielsweise lassen sich über Catena-X die CO₂-Fußabdruck-Werte aller zugelieferten Teile sammeln und dem Hersteller für den Gesamt-Produktpass bereitstellen. Auch Qualitätskennzahlen aus Maschinen, Energieverbräuche oder Recycling-Informationen können so standardisiert weitergegeben werden. Das Ergebnis: weniger manueller Aufwand, weniger Fehler und eine schnellere Erfüllung neuer Nachweispflichten.
Die Allianz von Catena-X und OPC UA markiert einen wichtigen Schritt hin zu einer durchgängigen Digitalisierung der Industrie. Erstmals wird die Kluft zwischen Shopfloor und Lieferkette durch ein gemeinsames Rahmenwerk überbrückt. Unternehmen, die bereits OPC-UA-fähige Maschinen im Einsatz haben, können dieses vorhandene Ökosystem nun nutzen, um sich schneller an datengetriebene Wertschöpfungsnetzwerke anzukoppeln – ohne ihre bisherigen Investitionen zu gefährden. Die Kombination aus etablierten Technologien wie OPC UA und Ökosystemen wie Catena-X schafft die Basis, um neue Geschäftsmodelle zu erschließen und gesetzliche Vorgaben – etwa zum Klimaschutz oder zur Kreislaufwirtschaft – effizient zu erfüllen. Am Ende profitieren alle: Transparente Lieferketten, effizientere Produktion und eine robuste, nachhaltige Fertigung machen die Industrie fit für die Zukunft.
