Definition und Aufbau:
Die Automatisierungspyramide ist ein traditionelles, hierarchisches Modell, das die verschiedenen Ebenen der Automatisierung in Industrieanlagen und Produktionsbetrieben darstellt. Sie gliedert die Systeme und deren Aufgaben von der untersten (physikalischen) Ebene bis zur obersten (Unternehmens-)Ebene. Jede Ebene hat spezifische Funktionen und kommuniziert mit den direkt angrenzenden Ebenen.
Das Modell wird oft als Pyramide dargestellt, um zu visualisieren, dass die untersten Ebenen eine große Anzahl von Geräten umfassen, während die oberen Ebenen weniger Systeme, dafür aber komplexere Managementaufgaben haben.
Die fünf klassischen Ebenen der Automatisierungspyramide sind:
- Feldebene (Ebene 0):
- Direkte Interaktion mit dem physikalischen Prozess.
- Umfasst Sensoren (erfassen Messwerte) und Aktoren (führen Aktionen aus).
- Beispiele: Temperatursensoren, Lichtschranken, Motoren, Ventile.
- Steuerungsebene (Ebene 1):
- Steuert und regelt die Geräte der Feldebene.
- Umfasst SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen), Industrie-PCs (IPC), Robotersteuerungen.
- Aufgaben: Abarbeitung des SPS-Programms, Regelung von Achsen, Sequenzsteuerung.
- Leitebene (Ebene 2):
- Überwachung und Visualisierung des Gesamtprozesses.
- Umfasst HMI (Human Machine Interface), SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) Systeme.
- Aufgaben: Prozessvisualisierung, Alarm- und Meldemanagement, Trenddarstellung, einfache Rezepturverwaltung.
- Betriebsleitebene (Ebene 3 – MES/MOM):
- Verwaltung und Optimierung der Produktionsprozesse einer Fertigungsstätte.
- Umfasst MES (Manufacturing Execution Systems) oder MOM (Manufacturing Operations Management) Systeme.
- Aufgaben: Produktionsplanung und -verfolgung, Qualitätsmanagement, Betriebs- und Maschinendatenerfassung (BDE/MDE), Personalmanagement in der Produktion.
- Unternehmensleitebene (Ebene 4 – ERP):
- Unternehmensweite Planung und Steuerung der Geschäftsprozesse.
- Umfasst ERP (Enterprise Resource Planning) Systeme.
- Aufgaben: Finanzwesen, Beschaffung, Vertrieb, Personalwesen, strategische Planung.
Bedeutung und Wandel durch Industrie 4.0:
Die Automatisierungspyramide war und ist ein wichtiges Modell, um die Aufgabenverteilung und Kommunikationswege in der klassischen Automatisierung zu verstehen. Sie impliziert jedoch eine strikte hierarchische Struktur und einen sequenziellen Datenfluss.
Mit der Industrie 4.0 und dem Industrial Internet of Things (IIoT) verschwimmen diese starren Grenzen. Es findet eine horizontale und vertikale Integration statt. Daten können direkt von der Feldebene in die Cloud oder zu IT-Systemen gelangen, und Entscheidungen können dezentraler getroffen werden (Edge Computing). Die Pyramide entwickelt sich hin zu einer flexibleren, vernetzten Architektur, in der alle Ebenen miteinander kommunizieren können, um eine „Connected Enterprise“ zu realisieren.
→ Siehe auch: Automatisierungshierarchie, Industrie 4.0, SPS, HMI (Human Machine Interface), SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), MES (Manufacturing Execution System), ERP (Enterprise Resource Planning)
