Industrie 5.0

Cloud-Native Architekturen ebnen den Weg zur Smart Factory

Die Industrie 5.0 ist in aller Munde. Doch worin unterscheidet sie sich eigentlich von Industrie 4.0 – und was braucht es, um dorthin zu gelangen?

Burkhard Warnsing Burkhard Warnsing Burkhard Warnsing Cisco Account CTO VW Group

3. November 2025 - 09:00

(Bild: Audi)

Industrie 4.0 als Basis

Industrie 4.0 ermöglicht die umfassende Vernetzung von Systemen innerhalb der Fabrik. Maschinen und Anlagen können über Netzwerke miteinander kommunizieren (Stichwort: IT/OT-Konvergenz). Präzise und strukturierte Daten über Maschinen sowie Produktionsprozesse können dadurch gesammelt werden. Diese maschinenlesbaren Daten werden anschließend mithilfe von Machine Learning analysiert, während Künstliche Intelligenz sie interpretiert und anwendet. Dadurch werden große Optimierungs- und Einsparpotenziale bei gleichem oder sogar geringerem Aufwand möglich.

Der nächste Schritt: Industrie 5.0

All dies bildet die Grundlage für Industrie 5.0, die eine zentrale Steuerung sämtlicher Prozesse ermöglicht, gestützt und ausgeführt durch orchestrierte KI-Agenten. Im Idealfall erreicht die Fabrik ein hohes Maß an Autonomie in Produktion und Steuerung. Ein zentrales Thema ist zudem die Resilienz, sowohl gegenüber Lieferengpässen (z. B. durch flexible Anpassungen von Linien und Zulieferern) als auch gegenüber Cyberbedrohungen. Aufgrund der engen Vernetzung mit Partner und Zulieferer in der Produktion entsteht ein erhöhtes Sicherheitsrisiko, da in den seltensten Fällen alle Beteiligten über ein einheitliches Sicherheitsverständnis oder ein vergleichbares Schutzniveau verfügen, geschweige denn dieses dauerhaft gewährleisten können.

Cloud-native Architekturen als Enabler

Ein entscheidender Baustein auf diesem Weg ist die Migration von Produktionssystemen in cloud-native Umgebungen und Architekturen. Diese sind die Basis für Automatisierung, Optimierung und Resilienz, etwa durch kontinuierliche Funktionsprüfungen mittels Digital Twins sowie durch fortlaufende Qualitäts- und Funktionstests.

Ein Beispiel ist die „Edge Cloud 4 Production“ von Audi AG. Hier wurden Applikationen und Funktionen, PLCs (Programmable Logic Controller) oder HMIs (Human Machine Interfaces) von spezieller Hardware, die bislang direkt an Produktionslinien installiert war, entkoppelt („disaggregiert“). So wurde eine Transformation hin zu einer cloud-nativen Softwarearchitektur ermöglicht.

Das steckt hinter Audis neuer Produktions-Cloud

Audi will die Fabrikautomation auf die nächste Stufe hieven und dabei von skalierten digitalen Steuersystemen und Zwillingen sowie Virtual Reality profitieren. In Neckarsulm geht die Edge Cloud 4 Production jetzt in Serie.

Herausforderungen der OT

Während Technologien wie Disaggregation, Virtualisierung oder Containerisierung in der IT längst Standard sind, sind sie in der OT (Operational Technology) noch nicht flächendeckend etabliert. Hier kommen Partner wie Cisco Systems ins Spiel, die vorhandene Technologien anpassen und um OT-spezifische Funktionen erweitern können.

Die Transformation bringt ähnliche Vorteile wie in der IT: Einsparungen, Effizienzsteigerungen und Qualitätsverbesserungen. Im EC4P-Projekt spart Audi massiv Industrie-Hardware (PLCs und IPCs), vereinfacht die Software-Wartung durch zentrale Verteil- und Update-Mechanismen und steigert gleichzeitig die Robustheit, etwa durch automatisierte Tests von Änderungen und die Simulation von Updates am Digital Twin.

Software-definierte Netzwerke für die OT

Cisco adressiert die besonderen Anforderungen der OT (z. B. Bus-Kommunikation, spezifische Protokolle) mit einer softwaredefinierten Netzwerkarchitektur, der sogenannten Close Fabric. Diese optimiert den Datenverkehr durch parallele, redundante Layer-3-Pfade, vermeidet Blockierungen redundanter Layer-2-Pfade und abstrahiert die Komplexität durch zentrale Schnittstellen für Wartung, Konfiguration und Updates. Das Ergebnis: garantierte Antwortzeiten von unter einer Millisekunde.

Die Close Fabric ist zudem horizontal skalierbar. Zusätzliche Geräte lassen sich einfach integrieren, wodurch Bandbreite und Ausfallsicherheit steigen. Auch OT-Protokolle wie PROFINET und PROFIsafe lassen sich über ein solches konvergentes Netz zuverlässig übertragen.

Sicherheit und Monitoring integriert

Der Ansatz des Software-Defined Networking (SDN) ermöglicht darüber hinaus die einfache Integration von Security-Lösungen für OT-Umgebungen, etwa Cisco Cyber Vision, Cisco Hypershield, Splunk Enterprise Security oder Drittanbietersysteme. Gleichzeitig erleichtert SDN den Betrieb (durch Automatisierung und „Infrastructure as Code“) und die Wartung (via Digital Twin und automatisiertes Testing).

Über Splunk Enterprise und Cisco Provider Connectivity Assurance ist sogar eine Laufzeitüberwachung bis in den Nanosekundenbereich möglich. Lastspitzen oder Ausfälle können so frühzeitig erkannt und behoben werden.

Fazit

Industrie 5.0 bedeutet mehr Autonomie, Resilienz und Effizienz in der Produktion. Cloud-native Architekturen und SDN spielen dabei eine Schlüsselrolle – ebenso wie Partner, die IT-Standards in die OT übertragen. Projekte wie die Edge Cloud 4 Production von Audi AG zeigen, wie dieser Weg erfolgreich gestaltet werden kann.