IT/OT-Integration:
7 Vorteile und Best Practice

Was ist IT/OT-Integration?

Unter IT/OT-Integration versteht man die technische sowie betriebliche Zusammenführung und Vernetzung der häufig voneinander isolierten Information Technology (IT) und Operational Technology (OT). Ziel ist, dass Daten strukturiert und echtzeitnah zwischen den Bereichen ausgetauscht werden können, um eine nachhaltigere, sicherere oder effizientere Produktion zu ermöglichen.

Definition IT (Informationstechnik)

Informationstechnik (englisch Information Technology, kurz IT) bezeichnet Technologien zur Verarbeitung und Speicherung elektronischer Daten. Sie umfasst sowohl Hard- als auch Software, sowohl Infrastrukturen als auch Anwendungen und Prozesse.

In Industrieunternehmen nutzen Management und Verwaltung („Top-Floor“) IT-Systeme, um Abläufe wie Planung, Kostenrechnung und Kommunikation digital abzubilden.

Typische IT-Systeme:

• ERP-Systeme (Enterprise Resource Planning) – planen, steuern und verwalten Unternehmensressourcen.
• MES (Manufacturing Execution Systeme) – überwachen, verfolgen und dokumentieren Fertigungsprozesse.
• Cloud‑Plattformen – bieten flexiblen Zugriff auf Speicherplatz, Rechenleistung, Daten und Software.

Definition OT (Betriebstechnik)

Bei der Betriebstechnik (englisch Operational Technology, kurz OT) handelt es sich streng genommen um einen Teilbereich der Informationstechnik. Auch hier werden elektronische Daten verarbeitet und ggf. gespeichert.

Die Operational Technology beschränkt sich jedoch auf Hard- und Software, die direkt zur Überwachung, Steuerung und Automatisierung von Industrieanlagen sowie deren Prozessen eingesetzt wird. Sie findet sich also in der Werkhalle („Shopfloor“) von Industrieunternehmen.

Typische OT‑Komponenten:

• Sensoren – erfassen physikalische Größen wie Temperatur und Druck.
• SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen, PLCs) – steuern Maschinen in Echtzeit.
• CNC‑Systeme (Computer Numerical Control) – programmieren Werkzeugmaschinen.
• HMIs (Human‑Machine‑Interfaces) – ermöglichen die Interaktion von Bedienern mit Anlagen.

7 Gründe für IT/OT-Integration

Sich verändernde wirtschaftliche Rahmenbedingungen haben in den letzten Jahren den Druck auf Unternehmen erhöht, ihren Shopfloor und Top-Floor enger miteinander zu verzahnen. Die OT/IT-Integration kann bei der Erreichung verschiedener Unternehmensziele unterstützen:

1. Prozesse automatisieren

Dadurch, dass Maschinen und IT-Systeme nahtlos miteinander kommunizieren können, lassen sich wiederkehrende Prozesse automatisieren: Den Lieferscheindruck starten, sobald ein Bauteil fertig gefräst ist – dank IT/OT-Integration wird das möglich.

2. Stillstandzeiten reduzieren

Steht eine Maschine still, wird das für Unternehmen schnell teuer – umso ärgerlicher ist es deshalb, wenn ein ungeplanter Stillstand nicht sofort erkannt und behoben wird. Die Vernetzung von Information und Operational Technology ermöglicht es, den Maschinenstatus kontinuierlich zu erfassen und Werker zu benachrichtigen, sobald Stillstände auftreten.

3. Fachkräftemangel begegnen

Die Konvergenz von IT und OT schafft eine Datengrundlage, um Werker bei der Mehrmaschinenbedienung zu unterstützen. Dashboards in der Fertigung visualisieren den aktuellen Maschinenstatus, weisen frühzeitig auf Abweichungen hin und alarmieren bei Stillständen. Dadurch können Mitarbeiter entlastet und personelle Engpässe in der Produktion vermieden werden.

4. Entscheidungsfindung verbessern

An welcher Stelle in der Produktion befindet sich ein Auftrag? Welche Gesamtanlageneffektivität (OEE) haben Maschinen und Anlagen? Und wie hoch sind die genauen Herstellungskosten eines einzelnen Bauteils? Die IT/OT-Integration schafft Transparenz für Produktionsplanung und Management, vereinfacht die Entscheidungsfindung und ermöglicht eine präzisere Kostenkalkulation.

5. Sicherheit erhöhen

Erfolgreiche IT/OT-Integration bedeutet: Transparente Datenströme, moderne Standards, kürzere Reaktionszeiten und einheitliche Richtlinien auf Top-Floor und Shopfloor. Das erhöht die Resilienz gegenüber Cyberangriffen und Sabotageakten und verbessert gleichzeitig die Arbeitssicherheit.

6. Kosten senken

Eine erfolgreiche IT/OT-Integration verhindert ungeplante Stillstände, verringert den Ausschuss und hilft, die Nutzung von Ressourcen wie Energie, Material und Personal zu optimieren. Das reduziert die operativen Kosten und erhöht die Anlagenrentabilität.

7. Nachhaltigkeit steigern

Bei welchen Prozessen entsteht viel Ausschuss? Welche Maschinen haben einen hohen Energieverbrauch? Und welche Anlagen stehen häufig still? IT/OT-Integration unterstützt nicht nur bei der Erfüllung regulatorischer Vorgaben, sondern auch dabei, den CO₂-Fußabdruck pro Bauteil zu ermitteln und zu senken.

Wie funktioniert IT/OT-Konvergenz?

Eine moderne und sichere OT/IT-Konvergenz wird typischerweise entlang einer mehrschichtigen Architektur aus mindestens drei Ebenen umgesetzt.

• IT-Ebene: z. B. MES, ERP, BI oder Cloud
• Integrationsebene: z. B. Gateways
• OT-Ebene: z. B. Sensoren, Aktoren oder Steuerungen

Gateways bilden den Kern der IT/OT-Integration. Sie sind Datenempfänger, -aufbereiter, -übersetzer und -verteiler und sorgen dafür, dass Informationen strukturiert und im richtigen Format ans Zielsystem geliefert werden.

Welche Herausforderungen gibt es bei der Integration von IT und OT?

Information Technology und Operational Technology wurden in der Vergangenheit selten mit dem Hintergedanken entwickelt, dass sie lückenlos miteinander kommunizieren sollen.

Und auch, wenn sich das durch die Einführung moderner Standards teilweise geändert hat, bleiben Hürden bestehen – sowohl auf technischer als auch betrieblicher Ebene. Für eine erfolgreiche Integration müssen diese überwunden werden.

Technische Unterschiede

Die größte Herausforderung bei der Integration von IT und OT stellt die Heterogenität der eingesetzten Systeme dar: Der Maschinenpark besteht aus Anlagen unterschiedlicher Hersteller, die – je nach Konfiguration oder Generation – mit verschiedenen Steuerungen (SPS) ausgestattet sind.

Das führt dazu, dass Maschinen im Brownfield durchschnittlicher Betriebe oft bereits eine Vielzahl verschiedener physikalischer Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle nutzen – selbst, wenn es sich um Anlagen eines einzigen Herstellers oder für ein und denselben Arbeitsvorgang handelt:

• Physikalische Schnittstellen
  • Ethernet-Schnittstellen
  • Serielle Schnittstellen (z. B. RS232, RS485 und Profibus)
• Kommunikationsprotokolle
  • Proprietäre (herstellerspezifische) Protokolle (z. B. Siemens S7Comm, Fanuc FOCAS und Beckhoff ADS)
  • Halb-offene Protokolle (z. B. CANopen, BACnet und Modbus)
  • Offene Protokolle (z. B. OPC UA, MQTT und Profinet IO)

Weil die verwendeten Kommunikationsprotokolle unabhängig von den eingesetzten Schnittstellen sind, ergeben sich Hunderte mögliche Kombinationen, die bei einer Integration sinnvoll mit den Kommunikationsstandards von ERP, MES, BI und anderer IT-Systeme zusammengeführt werden müssen.

Betriebliche Barrieren

Häufig genügt die rein technische Anbindung von Maschinen und Anlagen nicht, um eine tatsächliche Integration zwischen IT und OT im Unternehmen herzustellen. Auch bei den beteiligten Mitarbeitern und Teams muss Verständnis für die Prioritäten und Arbeitsweisen anderer Abteilungen hergestellt werden. Oftmals herrscht ein Silo-Denken zwischen Mitarbeitern auf dem Shopfloor und dem Top-Floor.

• IT-Teams arbeiten mit Systemen, die oft eine Lebensdauer von wenigen Jahren haben, vergleichsweise flexibel sind und auf regelmäßige sicherheitsrelevante Updates angewiesen sind.
• OT-Teams hingegen nutzen Systeme, die wegen langer Zertifizierungsprozesse oder hoher Anschaffungskosten mehrere Jahre oder sogar Jahrzehnte reibungslos funktionieren müssen und aufgrund von Ausfallrisiken nur selten aktualisiert werden.

Um die verschiedenen Erwartungen zu erfüllen und Verzögerungen bei der Implementierung zu verhindern, müssen schon in der Planung alle Stakeholder eingebunden und berücksichtigt werden.

Sicherheitsrisiken

Die lange Lebensdauer von Maschinen in Verbindung mit einer geringen Updaterate sorgt dafür, dass eingesetzte Software häufig nicht mehr den aktuellen Anforderungen an die IT-Sicherheit entspricht. Wenn bisher isolierte Systeme der Anlagen ungesichert in die Unternehmens-IT eingebunden werden, können Hacker bekannte Schwachstellen als Einfallstor für einen Angriff nutzen.

Dabei kann ein Angriff auf die OT-Systeme nicht nur betriebliche Schäden wie Stillstände oder den Abfluss interner Informationen zur Folge haben: Auch Personenschäden durch Fehlfunktionen von Maschinen, Stromausfälle oder das Austreten von Schadstoffen können nicht ausgeschlossen werden.

Der Rückgriff auf moderne Standards ist erforderlich, um eine sichere Vernetzung von IT und OT umzusetzen und Cyberangriffen effektiv entgegenzuwirken.

Best Practices für eine erfolgreiche Integration von IT und OT

Anforderungserhebung und Zieldefinition

• Zu Projektbeginn sollte geklärt werden, welche Daten zu welchem Zweck, wann welchen Systemen zur Verfügung gestellt werden müssen.
• Dabei sollten alle Stakeholder mit einbezogen werden, um Missverständnisse und Verzögerungen bei der Projektumsetzung zu vermeiden.
• Auch eine Einschätzung der Sicherheitsrisiken sollte vorgenommen werden, um bereits in der Planungsphase Abwehrmaßnahmen zu berücksichtigen.
• Anschließend kann eine Zielsystemarchitektur modelliert werden, die als Blaupause für die IT/OT-Integration dient.

Technologische Standardisierung

• Damit IT- und OT-Systeme Daten austauschen können, muss zunächst eine Interoperabilität zwischen ihnen hergestellt werden.
• Sofern sie noch über kein gemeinsames Kommunikationsprotokoll verfügen, ist es eine einfache und kostengünstige Lösung, Maschinen und Anlagen an ein Gateway anzubinden.
• Das Gateway erfasst Daten von einem System, übersetzt sie – wenn nötig – in ein anderes Format, und leitet sie anschließend an ein Zielsystem weiter.
• Lösungen wie das connect Gateway^CX und das OPC DA Gateway^CX arbeiten nach modernsten Sicherheitsstandards und herstellerunabhängig, sodass maximale Flexibilität und Skalierbarkeit gewährleistet sind.

Schulung und Weiterbildung

• Insbesondere, wenn die IT/OT-Integration ohne Unterstützung eines Dienstleisters und ohne zusätzliche Software vorgenommen wird, ist es entscheidend, die Mitarbeiter zu schulen und weiterzubilden.
• IT-Personal sollte für die industriellen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Robustheit von Lösungen sensibilisiert werden.
• OT-Teams müssen gegebenenfalls auf den vorübergehenden Mehraufwand eingestellt werden, der durch die Konvergenz von IT und OT entsteht.

Implementierung von Sicherheitsstandards

• IT- und OT-Ebene sollten in zwei isolierten Teilnetzwerken voneinander getrennt werden, um im Falle eines Angriffs die Ausbreitung von Schadsoftware zu verhindern (Netzwerksegmentierung).
• Die Kommunikation zwischen den verschiedenen Systemen sollte über verschlüsselte und gesicherte Verbindungen laufen, um das Abgreifen von Informationen zu verhindern.
• Endpunkte sollten mit individuellen Zugangsdaten gesichert werden, damit Unbefugte keinen Zugriff auf Daten erhalten.
• Eine Überwachung des Datenflusses sollte eingerichtet werden, damit Administratoren nachvollziehen können, welche Daten von welchen Endpunkten wohin übertragen werden.

Beispiele erfolgreicher IT/OT-Integrationen

Bei der OT/IT-Konvergenz gibt es keine One-Size-fits-all-Lösungen. Eingesetzte Maschinen, Steuerungen und IT-Systeme unterscheiden sich von Fall zu Fall mindestens im Detail.

Flexible Gateway-Lösungen ermöglichen die kostengünstige und niedrigschwellige Anbindung von Anlagen, ohne Kompromisse bei der Sicherheit eingehen zu müssen.

Wir zeigen am Beispiel von zwei Use Cases, wie das konkret aussehen kann.

Fallstudie 1: Anlagenherstellung Holzindustrie

Ein Hersteller von Maschinen für die holzverarbeitende Industrie stand vor der Herausforderung, weltweit verteilte Anlagen an eine bestehende Cloud-Analytics-Lösung anzubinden. Maschinendaten aus den Steuerungen sollten ausgelesen und sicher und echtzeitnah in Zielsysteme übertragen werden. So sollte unter anderem eine vorausschauende Wartung ermöglicht werden.

Für eine flexible Datenerfassung wurde das connect Gateway^CX als Komponente in die Anlagen integriert. Mit Unterstützung aller gängigen Industrieprotokolle und -steuerungen bietet es die ideale Basis, um verteilte Maschinenparks zuverlässig anbinden zu können.

Dank der IT/OT-Integration kann der Kunde KPIs seiner Anlagen jetzt lückenlos überwachen und bei Hinweisen auf Fehler Predictive-Maintenance-Maßnahmen ergreifen.