Integration von MES/MOM und ERP mit Tederic-Spritzgießmaschinen – Digitale Fabrik 2025

Einführung in die Integration von MES/MOM

Integration von Spritzgießmaschinen mit MES/MOM- und ERP-Systemen ist kein Luxus mehr für große Konzerne.

Anforderungen im Jahr 2025:

• Rückverfolgbarkeit (Traceability)
• ESG-Berichterstattung
• Verkürzung der Durchlaufzeiten

Diese Anforderungen machen es notwendig, dass selbst mittelgroße Betriebe Produktionsdaten in Echtzeit einsehen können.

Ergebnisse der OT-IT-Integration (ARC Advisory Group):

• +18% Anstieg des OEE
• -22% Reaktionszeit auf Reklamationen

In der Kunststoffverarbeitungsbranche sind diese Werte noch höher, da komplexe Spritzgießwerkzeuge und Kurzserien eine schnelle Entscheidungsfindung erfordern.

Durch die Integration von Tederic Smart Monitoring mit der MES/MOM-Ebene können Daten von Maschinen, Robotern, Temperierungen, Rohstofflagern und Qualitätskontrolle in einer einheitlichen Geschäftslogik zusammengeführt werden. Ergebnis? Überwachung der Produktion ohne „Laufen durch die Halle“, automatische Berichte für Automotive- oder Medizinkunden sowie die Möglichkeit, den Produktionsplan so zu optimieren, dass kritische Werkzeuge maximal ausgelastet werden. Dieser Leitfaden zeigt Schritt für Schritt, wie Sie eine Integrationsarchitektur entwerfen, Kommunikationsstandards auswählen und die Cybersicherheit beherrschen.

Denken Sie daran: Ein gut integriertes System bedeutet nicht nur Arbeitskomfort, sondern messbare Kostensenkung. Die Verknüpfung der OT-Ebene mit ERP eliminiert Dutzende von Tabellenkalkulationen, reduziert Fehler in Produktionsberichten um 90% und verbessert die Abschreibung von Werkzeugen. Die Transparenz in der Zusammenarbeit mit Komponentenlieferanten steigt – viele OEM-Kunden verlangen heute den Zugriff auf Daten über Supply-Chain-Portale. Ohne reibungslose Integration ist das praktisch unmöglich.

Was ist MES/MOM für den Spritzguss?

MES (Manufacturing Execution System) und MOM (Manufacturing Operations Management) sind Systeme, die die Lücke zwischen ERP-Planung und Maschinensteuerung schließen. Sie kümmern sich um Auftragsplanung, Werkzeugzuweisung, Fortschrittsüberwachung, Qualitätskontrolle, Chargenrückverfolgung und KPI-Berichterstattung. In der Spritzgussproduktion integriert MES Spritzgießmaschinen, Kühlsysteme, periphere Roboter, Montagestations und Qualitätslabor, um ein einheitliches Produktionsbild zu schaffen.

Der entscheidende Vorteil von MES gegenüber klassischem SCADA ist der Geschäftscontext. Das System kennt den aktuellen Auftrag, die Toleranzen, die ausgegebenen Rohstoffe und die Restzeit bis zum Versandtermin. Es kann daher automatisch reagieren: Anweisungen an den Bediener über das Terminal senden, bei Leistungsabfall einen Alarm an den Planer schicken oder sogar eine Änderung der Auftragreihenfolge vorschlagen. MOM erweitert diese Logik um Ressourcenmanagement, Kompetenzen und Qualitätsverfahren, was für Audits nach IATF 16949 oder ISO 13485 erforderlich ist.

In der Praxis wird MES zur Plattform der Abteilungsübergreifenden Zusammenarbeit. Der Technolog speichert das Rezept, die Qualitätabteilung fügt den Kontrollplan hinzu, die Wartung plant Inspektionen, und die Logistik sieht den Materialstatus. Alles in einer Umgebung, die „Dateninseln“ eliminiert. Die ERP-Integration sorgt für einheitliche Chargennummerierung und automatische Kostenbuchung, was Projekt- und Rahmenverträge erheblich vereinfacht.

Geschichte der Kommunikationsstandards

Die ersten Versuche, Daten automatisch aus Spritzgießmaschinen auszulesen, reichen in die 90er Jahre zurück, als Hersteller proprietäre, geschlossene Protokolle nutzten. 2000 entstand der Standard Euromap 63 für den Datenaustausch über serielle Schnittstellen. Obwohl begrenzt, ermöglichte er erste Berichte zu Zyklen und Alarmen. Die Revolution kam nach 2016, als Euromap Euromap 77 auf Basis von OPC-UA vorstellte – kompatibel mit Plug&Produce. Seitdem können Maschinen ohne dedizierte Treiber mit MES verbunden werden, und Daten haben eine einheitliche semantische Beschreibung.

Parallel entwickelten sich offene Standards:

• OPC-UA
• MQTT Sparkplug
• REST

MES-Anbieter schufen Konnektoren, die eine neue Spritzgießmaschine in Minuten anschließen, indem sie Variablenlisten automatisch laden – ohne manuelles Mapping.

Euromap-Profile:

• Euromap 83 - Temperierung
• Euromap 84 - Roboter
• Euromap 85 - Heißkanal
• Euromap 86 - Energiehaushalt

Diese Profile erweitern die Integration auf das gesamte Gießereinnehmen. Das ist entscheidend, da Rückverfolgbarkeit über die Maschine hinausgeht – sie umfasst alle Geräte, die die Bauteilqualität beeinflussen.

Die letzten zwei Jahre brachten die Popularisierung von 5G- und Edge-Computing-Diensten. OPC-UA Pub/Sub und MQTT ermöglichen die Übertragung von Daten in die Unternehmenscloud mit Millisekunden-Latenz bei OT-Netzwerksicherheit. Unternehmen schaffen damit zentrale Support-Teams, die Maschinenparks in mehreren Ländern von einem Ort aus überwachen. Das standardisiert Prozesse und erleichtert globale Optimierungsprojekte.

Arten von Integrationsarchitekturen

Aus der Praxis ergeben sich drei Hauptarchitekturtypen:

• Punkt-zu-Punkt-Integration – MES kommuniziert direkt mit jeder Spritzgießmaschine oder Steuerung. Einfach, aber schwer wartbar bei vielen Geräten.
• Integration über Zwischenschicht (Edge/Middleware) – Maschinendaten gelangen an einen Edge-Server, wo sie gefiltert, standardisiert und dann an MES/ERP weitergeleitet werden. Die am häufigsten genutzte Architektur im Jahr 2025.
• Cloud-Integration – Spritzgießmaschinen senden Daten an eine Cloud-Plattform (z. B. Tederic Smart Monitoring Cloud), die APIs für MES/MOM bereitstellt. Ideal für Konzerne mit mehreren Werken.

Die Architekturauswahl hängt von Maschinenanzahl, Sicherheitsanforderungen, IT-Kompetenzen und der Nutzung gemeinsamer Konzern-Cockpits ab. Entscheidend ist auch, welche Entscheidungen automatisiert werden sollen (z. B. Maschinenblockade bei fehlerhafter Charge) und welche dem Bediener überlassen bleiben.

Euromap 63-Integration

Euromap 63 ist noch in älteren Maschinen verbreitet. Es basiert auf RS232/RS485-Kommunikation und einfachen Telegrammen zu Maschinenstatus, Zyklenzahl, Temperaturen und Alarmen. Obwohl begrenzt, ist es bei Maschinen-Upgrades oft die einzige Option. Gute Lösung: Serial-to-Ethernet-Konverter und Adapter, die Daten in OPC-UA übersetzen. Tederic bietet fertige Gateways, die nicht nur Konvertierung, sondern auch Datenpufferung bei Verbindungsabbruch zu MES gewährleisten.

Die Euromap 63-Implementierung lohnt sich mit Zusatzsensoren und Chargenregistrierung zu ergänzen. So kann z. B. eine Big-Bag-Waage mit dem MES-Terminal verknüpft werden, um Rohstoffwechsel automatisch zu protokollieren. Trotz Einschränkungen bietet der Standard grundlegende Rückverfolgbarkeit und versorgt OEE-Berichte.

Fortschrittliche Projekte nutzen Hybride: Basisparameter aus Euromap 63, Qualitätsdaten (Werkzeugtemperaturen, Kühlflüsse) über IO-Link-Module. Dies ermöglicht schrittweise Modernisierung ohne Maschineaustausch und bereitet auf Euromap 77 vor.

Euromap 77- und OPC-UA-Integration

Euromap 77 ist der aktuelle Goldstandard für Spritzgießmaschinen mit OPC-UA. Es liefert vollständige Variablenlisten: Zyklusstatus, Profilparameter, Alarme, Rezepte, Betriebsstundenzähler. So kann MES Aufgabenlisten automatisch abrufen und Rezepte mit Schreibschutz an Maschinen verteilen.

Euromap 77 Arbeitsablauf:

1. ERP sendet Auftrag
2. MES weist Parameter zu (Werkzeug und Material)
3. Tederic-Steuerung führt Aufgabe aus
4. Daten zurück an MES
5. Berichterstattung an ERP

Bediener bestätigt nur Startbereitschaft.

Euromap 77 enthält Sicherheitsmechanismen wie OPC-UA-Verschlüsselung und Benutzerautorisierung. Aktivieren Sie Rollen und Audit-Logs – essenziell für Kunden-Audits. Dank semantischem Modell entfallen individuelle Mappings; das System erkennt selbst Temperatur-, Druck- oder Zähler-Variablen.

Erweiterung durch Euromap-Profile 83 und 84. Sie integrieren Thermostate, Chiller, Entnahme-Roboter und Visionsysteme in einen Datenstrom. MES erhält das volle Gießereibild und erkennt, ob Ausfälle durch Kühlwarten oder Roboterausfall entstehen. OEE-Analysen werden präziser, Maßnahmen zielen genau auf Engpässe.

API, Middleware und Cloud

Immer mehr Betriebe verknüpfen Spritzgießmaschinen über Middleware-Plattformen. Das kann ein dedizierter Edge-Server (z. B. Industri-PC mit Docker) sein, der Container startet: OPC-UA-Collector, MQTT-Broker, Zeitreihendatenbank und API-App. Vorteile: Schnelle Skalierbarkeit, KI-Analytik und Trennung von OT- und IT-Netz. Bei Multi-Site-Szenarien fließen Edge-Daten in die Konzerncloud, wo zentrale Teams KPI analysieren und Services planen.

APIs sind zentral für ERP-Integration. Moderne Implementierungen nutzen keine CSV-Dateien mehr, sondern REST/GraphQL. Fertigungsbestätigung, Rohstoffverbrauch, Ausschuss und Qualitätsstatus erscheinen sofort in ERP nach Zyklusende. Nutzer von SAP S/4HANA, IFS Cloud oder Microsoft Dynamics 365 können Workflows in Power Platform konfigurieren und Entwicklungszeit verkürzen.

Aufbau und Hauptkomponenten der Lösung

Eine vollständige Integration umfasst fünf Säulen: OT-Ebene (Maschinen, Steuerungen, Sensoren), Edge-/Middleware-Ebene, MES/MOM-Ebene, ERP-System sowie Analytik- und Berichtsbereich. Jede Säule muss skalierbar und sicher konzipiert sein. Beispiel: Edge mit redundanten Servern, RAID und USV; MES mit Standard-Workflows für Umrüstungen; ERP mit Material- und Werkzeugindizes; BI mit Vorstandscockpits für KPI.

Beim Projektstart zeichnen Sie eine Datenflusskarte: Herkunft, Pufferung, Konsumenten und Entscheidungen. Das vermeidet Duplikate, z. B. OEE-Berechnung an mehreren Stellen. Einführen Sie ein „Single Source of Truth“ pro KPI – oft die MES-Datenbank, die Aggregate an Data Warehouses liefert.

OT-Ebene und Maschinenanschlüsse

Hier sind Steuerungen von Tederic-Spritzgießmaschinen, Robotern, Thermostaten, Chillern und Zuführern zentral. Jedes Gerät braucht zertifizierte OPC-UA/Euromap-Schnittstellen. Bei Altgeräten: Retrofit-Gateways für analoge/digitale Signale als OPC-Tags. Wichtig: Energiequalität – ohne stabiles Stromnetz und Ethernet entstehen Fehlalarme.

Vorab: Kabelaudit, Abschirmung, Erdung prüfen, IP-Adressplan erstellen. Häufig: VLAN-Segmentierung (z. B. Roboter von Qualitätssystemen trennen) und PTP-Zeitsynchronisation für einheitliche Zeitstempel in Berichten und Messdaten.

IT-Ebene, MES/MOM und ERP

Die IT-Ebene umfasst MES-Server, Datenbanken, Webanwendungen, Berichtsmodule sowie Integrationen mit ERP. Zu den zentralen Funktionen von MES/MOM in der Spritzgussproduktion gehören: Auftragsmanagement, Formplanung, eDHR (Electronic Device History Record), Andon-/Alarmsystem, SPC-Kontrolle, Materialchargenverfolgung sowie Erfassung der Arbeitszeiten der Operatoren. Das ERP ist für die Bedarfsplanung, Materialbestellungen, Finanzen und Produktionsabrechnung zuständig. Die Integration ermöglicht den automatischen Datenfluss vom Auftragsannahme bis zur Auslieferung.

Moderne MES bieten Low-Code-Module, in denen Qualitätskontrollformulare, Arbeitssicherheits-Checklisten und Umrüstungsanweisungen konfiguriert werden können. Dadurch können Technologen die Prozesse selbst anpassen, ohne Programmierer einzubeziehen. Ebenso wichtig ist die Offline-Fähigkeit – falls die ERP-Verbindung abbricht, sollte MES weiterhin Daten sammeln und sie nach Wiederherstellung der Verbindung synchronisieren.

Ein integraler Bestandteil der Architektur ist das Data Warehouse oder Lakehouse, das die Produktionshistorie speichert. Dort landen Daten aus MES, ERP, LIMS, CMMS sowie Finanzen. Darauf basieren Managementberichte, Kostenanalysen, Bedarfsprognosen und ESG-Cockpits. Immer häufiger kommen Data-Governance-Tools zum Einsatz, die die Datenqualität und die DSGVO-Konformität überwachen.

Wichtige technische Parameter

Beim Entwurf der Integration müssen folgende Punkte festgelegt werden: Abtastrate der Daten (für Schlüsselparameter ≤1 s), akzeptable Übertragungsverzögerungen (z. B. für Alarme 2 s, für KPI 60 s), Systemverfügbarkeit (SLA 99,5% oder höher) sowie Datenspeicherungsdauer (oft 3-5 Jahre bei vollständigen Verläufen + Archiv). Wichtig sind auch Geschäftsindikatoren: OEE, MTTR, Umrüstzeit, traceability completeness (Prozentsatz der Aufträge mit vollständigem Daten-Trace) sowie ESG-Berichterstattungszeit.

Besondere Beachtung findet das Cybersicherheitsmanagement. Die Standards IEC 62443 und ISO 27001 empfehlen Netzwkisolation, mehrstufige Authentifizierung, Firmware-Updates sowie SOC-Monitoring. Bei Cloud-Integration sind VPN-Verschlüsselung, Passwortrichtlinien und rollenbasierte Zugriffssteuerung erforderlich. In vielen Projekten kommen digitale Signaturen für Rezepte und Qualitätsprotokolle zum Einsatz, um Datenmanipulationen zu verhindern.

Die Implementierung sollte um Soft-Indikatoren ergänzt werden: Anteil der Operatoren, die sich bei MES anmelden, Reaktionszeit auf Alarme, Anzahl der Workflow-Änderungen. Diese helfen bei der Change-Management-Steuerung und der Bewertung, ob das Personal die neuen Tools tatsächlich nutzt. Bei Abweichungen von den Zielen sind zusätzliche Schulungen oder eine Vereinfachung der Benutzeroberflächen erforderlich.

Anwendungen und Geschäftsszenarien

Die Integration von MES/MOM und ERP ermöglicht Dutzende Szenarien:

• Automatische Produktionsberichterstattung – nach jedem Zyklus protokolliert das System die Teileanzahl, Ausschuss, Zykluszeit und Energieverbrauch.
• Materialchargen-Traceability – MES weist jede Granulatsspule einem konkreten Auftrag zu, was Reklamationsabwicklung erleichtert.
• Dynamische Terminplanung – der Plan wird basierend auf tatsächlichem Fortschritt, Form- und Operatorenverfügbarkeit neu berechnet.
• Integration mit Qualitätslabor – Messergebnisse von CMM oder Funktionsprüfungen gelangen automatisch in die eDHR.
• Energie-Management – Verbrauchsdaten in kWh pro Teil fließen in das ESG-Modul und unterstützen die CSRD-Berichterstattung.
• Predictive Maintenance – Maschinenereignisse erzeugen automatisch Tickets in CMMS inklusive Parameterhistorie.

In der Praxis erzielt ein typisches Automotive-Werk, das 20 Tederic DE-Spritzgießmaschinen mit MES und SAP integriert, eine Reduktion der Umrüstzeiten um 12%, Ausschussminderung um 1,8 Prozentpunkte, volle Chargenidentifizierbarkeit im PPAP-Level 3 sowie Auditzvorbereitungszeit von einer Woche auf einen Tag. Medizinfirmen schätzen elektronische DHR-Karten und automatische Produktionsblockaden bei SPC-Überschreitungen.

Immer beliebter wird die Integration mit Kundenplattformen. OEMs stellen APIs bereit, über die Zulieferer Auftragsstatus und Qualitätsdaten in Echtzeit übermitteln. Dadurch wird die Lieferkette transparent, und der Zulieferer erhält schnelles Feedback zu Prognoseänderungen. Die interne Integration wird somit zum Türöffner für prestigeträchtige Lieferprogramme.

Wie wählt man die Integrationsstrategie?

Schlüssel-Fragen: Welche KPI wollen wir verbessern? Welche Vorschriften müssen erfüllt werden? Wie ist die aktuelle IT/OT-Infrastruktur? Daraus entsteht eine Prioritätenkarte, die entscheidet, ob mit einer Linie (Pilot) begonnen oder das gesamte Werk integriert wird. Sinnvoll ist die Anwendung von Value Stream Mapping zur Identifikation von Informationsverlusten, gefolgt von der Auswahl von MES-Modulen mit dem schnellsten ROI.

Beim Anbieterauswahl achten wir auf: Euromap/OPC-UA-Support, vorgefertigte ERP-Connectors, Workflow-Konfigurierbarkeit, Lizenzmodell (Subscription vs. Perpetual), 24/7-Support sowie Branchenreferenzen. Nicht immer ist ein Kompletttausch nötig – oft reicht die Erweiterung bestehender SCADA-Systeme um MES-Module, um Kundenerwartungen zu erfüllen. Die Langfriststrategie sollte auf einer Technologieroadmap basieren, die digitale Zwillinge, KI in der Qualitätskontrolle und ESG-Berichterstattung vorsieht. Die Integration muss flexibel genug sein, um diese Projekte ohne teure Basisumbauten zu handhaben.

Wartung und Change Management

Integration ist ein lebendiger Prozess. Er erfordert die Pflege von Hardware und Kompetenzen. Best Practice ist ein OT/IT-Team, das Connectoren überwacht, Euromap/OPC-Versionen aktualisiert, Backups sichert und auf Vorfälle reagiert. Im Plan sind Disaster-Recovery-Tests, Personalschulungen und zyklische Überprüfungen von Rollen und Berechtigungen vorzusehen.

Der menschliche Faktor darf nicht unterschätzt werden. Jede Integrationsprojekt sollte ein Schulungsprogramm umfassen: für Operatoren (Bedienung von MES-Terminals, Alarmreaktion), Technologen (Datenanalyse und Rezeptur-Erstellung), Planer (Auftragsqueue-Management) sowie Qualitätsabteilung (Berichtsgenerierung). Ein Verbesserungsvorschlagssystem lohnt sich – Hallenmitarbeiter kennen die zu vereinfachenden Formulare und fehlenden Daten am besten. Zudem ist Kommunikation essenziell – regelmäßige Stand-up-Meetings erfassen Implementierungsbarrieren und halten die Mitarbeiter motiviert.

Zusammenfassung

Die Integration von Tederic-Spritzgießmaschinen mit MES/MOM und ERP bildet die Grundlage der digitalen Fabrik. Sie gewährleistet volle Prozesssichtbarkeit, erfüllt Kundeanforderungen und Normen und ebnet den Weg zu fortgeschrittener Analytik, digitalen Zwillingen und KI. Entscheidend sind eine durchdachte Architektur, schrittweises Rollout und konsequentes Change Management. So kann selbst ein mittelgroßer Spritzgussbetrieb in wenigen Monaten von Excel-Tabellen zu vollautomatisiertem Datenfluss übergehen und Wettbewerbsvorteile auf einem anspruchsvollen Markt sichern.