Unified Namespace vs. MES und Historian
WISSEN | Industrial Data
Unified Namespace vs. MES und Historian: Was ersetzt hier eigentlich was?
Ein Unified Namespace wird gern als neue zentrale Datenplattform verkauft. Und dann dauert es meist nicht lange, bis die Frage kommt: Brauchen wir dann überhaupt noch ein MES? Oder einen Historian? Kann der UNS nicht einfach alles übernehmen?
Die kurze Antwort: Nein. Und er sollte es auch nicht.
Ein UNS hat eine andere Aufgabe. Er soll Produktionsinformationen konsistent bereitstellen und Abhängigkeiten zwischen Datenquellen und Anwendungen reduzieren. Ein MES steuert und unterstützt Produktionsprozesse. Ein Historian speichert Prozessdaten über die Zeit.
Das sind unterschiedliche Aufgaben – auch wenn sich die Systeme an manchen Stellen überschneiden.
Der interessante Punkt ist deshalb nicht, welches System „gewinnt“. Sondern welche Aufgabe künftig wo liegen sollte.
Von Martin Waßmann – IT/OT Experts
Das Problem beginnt meistens vor der Technologie
In gewachsenen Produktionslandschaften übernimmt ein System oft mehr Aufgaben, als ursprünglich vorgesehen waren.
Ein MES bekommt zusätzliche Schnittstellen. Der Historian wird plötzlich zur universellen Datenquelle. Ein Reporting-System enthält eigene Logik. Eine Datenbank bekommt noch ein paar Tabellen dazu. Und irgendwann weiß niemand mehr genau, welches System eigentlich führend für welche Information ist. Das kann jahrelang funktionieren. Bis ein neuer Use Case dazukommt.
Dann beginnt wieder die Suche:
- Woher bekommen wir den Maschinenzustand?
- Ist der aktuelle Auftrag im MES oder im ERP führend?
- Holen wir die Temperatur direkt aus der SPS oder aus dem Historian?
- Warum berechnet Reporting OEE anders als das MES?
Genau hier kann ein Unified Namespace helfen. Aber nicht, indem er alle bestehenden Systeme ersetzt.
Was macht ein Unified Namespace eigentlich?
Der UNS soll relevante Produktionsinformationen in einer gemeinsamen Struktur verfügbar machen.
Diese Informationen können aus ganz unterschiedlichen Quellen stammen. Der Maschinenzustand vielleicht aus der SPS. Der Produktionsauftrag aus dem MES. Ein Qualitätsstatus aus einem anderen System. Der UNS macht daraus nicht automatisch neue Wahrheit. Er stellt Informationen so bereit, dass andere Systeme sie einheitlich finden und nutzen können.
Das ist ein wichtiger Unterschied.
Ein MES hat eine andere Aufgabe
Ein MES ist kein Datenbroker. Und eigentlich sollte es auch keiner werden. Ein MES unterstützt operative Produktionsprozesse. Je nach System und Ausprägung beispielsweise:
- Auftragssteuerung
- Produktionsrückmeldung
- Materialverfolgung
- Qualitätsprozesse
- Rezepturen
- Werkerführung
- OEE
- Traceability
Dafür besitzt ein MES eigene Logik, Zustände und Prozesse. Ein Unified Namespace ersetzt diese Logik nicht.
Wenn das MES beispielsweise entscheidet, welcher Auftrag als Nächstes produziert wird, sollte diese Funktion nicht plötzlich in einen MQTT-Broker wandern.
Was sich aber ändern kann:
Das MES muss nicht mehr zwangsläufig selbst jede Maschine individuell integrieren.
Es kann Informationen aus einer gemeinsamen Produktionsdatenstruktur beziehen und eigene Informationen wiederum dort bereitstellen. Das reduziert Kopplung.
Und genau darin liegt der architektonische Nutzen.
Und der Historian?
Beim Historian ist die Abgrenzung eigentlich noch klarer. Ein Historian beantwortet vor allem eine Frage:
Wie sah ein Prozess zu einem bestimmten Zeitpunkt oder über einen Zeitraum aus?
Temperaturen, Drücke, Geschwindigkeiten, Zustände, Messwerte – oft mit sehr hoher zeitlicher Auflösung.
Das ist etwas anderes als ein Unified Namespace. Ein MQTT-Broker hält nicht automatisch jahrelange Prozesshistorien vor. Und selbst wenn eine Plattform Nachrichten persistieren kann, wird daraus noch kein vollwertiger Historian. Ein UNS arbeitet primär mit aktuellen beziehungsweise ereignisbasiert bereitgestellten Informationen. Für historische Analysen braucht es weiterhin eine geeignete Speicherung. Die kann ein klassischer Historian sein. Sie kann auch anders aussehen.
Aber die Anforderung verschwindet durch den (klassischen) UNS nicht.
Dann sollten wir einfach den Historian für alles nutzen?
Das ist ebenfalls ein häufiger Impuls. Und ein klares Nein.
Wenn ich historische Prozessdaten auswerten will, ist ein Historian eine hervorragende Quelle. Problematisch wird es, wenn er zur zentralen Integrationsplattform für alles wird. Dann fragen Anwendungen zyklisch Daten ab, die eigentlich längst als Ereignis hätten bereitgestellt werden können. Maschinenstrukturen werden in einer Historian-spezifischen Welt nachgebildet.
Aktuelle Zustände müssen aus historischen Datensätzen rekonstruiert werden. Und irgendwann hängt jede neue Anwendung wieder an derselben Plattform. Das kann zwar technisch funktionieren, es skaliert aber nicht.
Ist Historisierung wirklich dasselbe wie Datenbereitstellung? Aus meiner Sicht ein klares nein.
Wer liefert denn nun die Wahrheit? Gibt es eine Single Source of Truth?
Das ist eine spannende Frage, die mir häufig entgegnet. Nehmen wir einen Produktionsauftrag.
Wo ist der führend?
Im ERP?
Im MES?
Im UNS?
Die Antwort sollte nicht sein:
überall ein bisschen.
Der UNS sollte normalerweise nicht Eigentümer der fachlichen Wahrheit werden, nur weil er Informationen transportiert.
Wenn das MES führend für den aktuellen Produktionsauftrag ist, dann bleibt das MES die Quelle. Es veröffentlicht die Information lediglich so, dass andere Systeme sie nutzen können.
- Dasselbe gilt beispielsweise für:
- Rezepturen
- Qualitätsfreigaben
- Produktionsplanung
- Stammdaten
- Maschinenzustände
Der UNS sollte diese Verantwortlichkeiten sichtbar machen, nicht verwischen.
Häufige Fragen
Ersetzt ein Unified Namespace ein MES?
Nein. Ein MES besitzt operative Produktionslogik und unterstützt beziehungsweise steuert Prozesse. Ein UNS stellt Informationen strukturiert für verschiedene Systeme bereit.
Ersetzt ein UNS einen Historian?
Nein. Historisierung ist eine eigene Anforderung. Ein UNS stellt Informationen bereit, ersetzt aber nicht automatisch die langfristige Speicherung und Analyse von Zeitreihendaten.
Kann ein MES Daten in einen UNS schreiben?
Ja. Ein MES kann sowohl Informationen aus dem UNS konsumieren als auch eigene Informationen bereitstellen, beispielsweise Auftrags- oder Produktionskontext.
Muss der Historian direkt an Maschinen angebunden sein?
Nicht zwingend. Er kann Daten auch aus einer gemeinsamen Datenstruktur beziehen. Ob das sinnvoll ist, hängt unter anderem von Datenrate, Auflösung und Verfügbarkeitsanforderungen ab.
Wo liegt die „Single Source of Truth“?
Nicht zwingend im UNS. Das jeweils fachlich verantwortliche System sollte weiterhin die führende Quelle sein. Der UNS macht diese Information anderen Systemen zugänglich.
Sie diskutieren gerade über UNS, MQTT oder eine neue Produktionsdatenplattform?
Bevor Technologie ausgewählt wird, sollte klar sein, welches Problem die Architektur eigentlich lösen soll. Genau dort setzen wir an.
Über den Autor
Martin Waßmann ist Gründer von IT/OT Experts und unterstützt produzierende Unternehmen bei Digitalstrategie, IT/OT-Integration und skalierbaren Produktionsdatenarchitekturen. Schwerpunkte sind unter anderem Brownfield-Integration, Unified Namespace, MQTT und OPC UA.