Industrie 4.0 und Bestandsanlagen: Ältere Steuerungen fit für die Digitalisierung machen

Die Sorge ist real und weit verbreitet: Auf der Shopfloor stehen Maschinen, die seit zwanzig Jahren ihren Dienst tun – zuverlässig, bewährt, aber kommunikationstaub. Kein Ethernet-Anschluss, kein OPC-UA, keine Schnittstelle zur Leitebene. Und jetzt kommt Industrie 4.0. Muss das bedeuten, dass alles raus muss?

Die kurze Antwort: nein. Die längere Antwort ist Thema dieses Beitrags.

Was Industrie 4.0 für Bestandsanlagen eigentlich bedeutet

Die Plattform Industrie 4.0, die vom Bundeswirtschaftsministerium mitgetragen wird, beschreibt das Konzept als intelligente Vernetzung von Maschinen, Produktionssystemen und Menschen. Sensoren, Steuerungen und übergeordnete IT-Systeme sollen Daten austauschen – in Echtzeit, automatisiert, auswertbar.

Was dabei oft untergeht: Industrie 4.0 ist kein Produkt, das man kauft. Es ist ein Reifegrad, den man in Schritten erreicht. Und dieser Weg muss nicht bei null beginnen.

Für viele Industriebetriebe im Mittelstand ist die Ausgangslage dieselbe: Maschinen und Anlagen, die technisch einwandfrei funktionieren, aber konzeptionell aus einer Vor-Netzwerk-Ära stammen. Ältere Omron-Steuerungen, Simatic S5/S7-Derivate, proprietäre Feldbussysteme – sie laufen, aber sie reden nicht. Genau hier setzt der Retrofit-Ansatz an.

Retrofit: Die Alternative zur Kompletterneuerung

Der Begriff „Retrofit" bezeichnet die gezielte Modernisierung bestehender Anlagen, ohne den Grundaufbau anzutasten. Ziel ist es, die Anlage kommunikationsfähig zu machen – sie also an digitale Infrastrukturen anzubinden, ohne den bewährten Maschinenkern zu ersetzen.

Das Institut für angewandte Arbeitswissenschaft (ifaa) hat in einer Auswertung gezeigt, dass sich Retrofit-Investitionen typischerweise innerhalb von rund eineinhalb Jahren amortisieren – deutlich schneller als Neuinvestitionen, die zusätzliche Kosten für Einrichtung, Schulung und Prozessanpassungen nach sich ziehen.

Was konkret nachgerüstet werden kann

Die Bandbreite der Nachrüstoptionen ist groß:

• Kommunikations-Gateways: Kleine Hardwaremodule, die zwischen der alten Steuerung und der modernen Netzwerkinfrastruktur vermitteln. Sie übersetzen proprietäre Protokolle (z. B. Profibus, seriell) in OPC-UA oder MQTT – die lingua franca des IIoT.
• Sensorik: Vibrations-, Temperatur- und Drucksensoren lassen sich extern an Maschinen montieren und ihre Signale unabhängig von der vorhandenen Steuerung erfassen.
• Edge-Computing-Einheiten: Kleine Rechner, die vor Ort Daten vorverarbeiten und komprimiert an übergeordnete Systeme weiterleiten – ohne die Steuerung selbst anzufassen.
• OPC-UA-Adapter: Spezialhardware, die ältere SPS-Steuerungen für die OPC-UA-Kommunikation ertüchtigt. Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Siegen hat dafür konkrete Demonstrationsprojekte umgesetzt und zeigt, wie diese Anbindung praktisch funktioniert.

Welche Steuerungen sind retrofit-fähig?

Grundsätzlich gilt: Je offener die Schnittstellen der vorhandenen Steuerung, desto einfacher die Nachrüstung. Aber auch geschlossene Systeme sind nicht hoffnungslos.

Für ältere Omron-Steuerungen (z. B. aus der C-Serie oder CVM1-Familie) existieren externe Datenabgreifer, die über serielle Ports oder dedizierte Kommunikationsmodule arbeiten. Entscheidend ist dabei oft weniger die Steuerungsgeneration selbst als der Zustand der vorhandenen Dokumentation – Schaltpläne, Programmlistings, Modulbelegungen. Wer diese vollständig vorliegen hat, verkürzt den Retrofit-Aufwand erheblich.

Drei Fragen vor dem Start

Bevor ein Retrofit-Projekt beginnt, sollten Anlagenbetreiber drei Dinge klären:

1. Welche Daten werden tatsächlich benötigt? Nicht jeder Sensor muss vernetzt werden. Eine klare Priorisierung – welche Maschinenparameter für Wartung, Qualität oder Energieeffizienz relevant sind – verhindert überflüssige Komplexität.
2. Wie soll die Dateninfrastruktur aussehen? Cloud-Anbindung, lokales MES, oder zunächst nur lokales Monitoring? Die Antwort bestimmt, welche Kommunikationsprotokolle und welche Hardware sinnvoll sind.
3. Welche Sicherheitsanforderungen gelten? Vernetzung bedeutet immer auch potenzielle Angriffsfläche. IT-Security muss von Anfang an mitgedacht werden, nicht im Nachhinein.

Die IHK gibt dazu praktische Tipps zur digitalen Auf- und Nachrüstung alter Maschinen, die auch für kleinere Betriebe ohne eigene IT-Abteilung gut umsetzbar sind.

Digitalisierung der Steuerungstechnik in der Praxis

Die Digitalisierung Steuerungstechnik bedeutet in der Praxis selten den „großen Wurf". Sie bedeutet meistens: eine Anlage nach der anderen. Eine Schnittstelle nach der anderen. Und eine Fragestellung nach der anderen lösen.

Das ist kein Nachteil. Im Gegenteil – wer schrittweise vorgeht, lernt mit jeder Umsetzung dazu, identifiziert Stolpersteine früh und kann den Ansatz anpassen, bevor er ihn auf das gesamte Werk ausrollt. Gerade bei Industrie 4.0 Altanlagen-Projekten ist iteratives Vorgehen deutlich risikoärmer als der Versuch, alles auf einmal umzustellen.

Laut dem Bundesministerium für Wirtschaft steht Deutschland bei der industriellen Digitalisierung grundsätzlich gut da – der größte Nachholbedarf liegt aber genau dort: in der Anbindung der gewachsenen, heterogenen Maschinenparks an moderne Dateninfrastrukturen.

Fazit

Eine Industrie 4.0 Altanlage ist kein Widerspruch in sich. Sie ist der Normalzustand in deutschen Produktionshallen – und kein Grund zur Resignation. Mit dem richtigen Retrofit-Konzept lassen sich auch Steuerungen, die ursprünglich nie für vernetzte Produktion gedacht waren, sinnvoll in digitale Prozesse einbinden.

Der Aufwand hängt stark von der konkreten Anlage ab. Aber in den meisten Fällen gilt: Es ist machbarer und günstiger, als viele Betriebe zunächst befürchten.