„Mit dem MTP wird heute schon produziert“

Wer heute modular produzieren möchte, kommt in der Prozessindustrie nicht um das Module Type Package (MTP) herum. Dennoch wird vielerorts behauptet, der Rollout der Technologie würde bislang hinter den Erwartungen zurückbleiben. Warum das ein Trugschluss ist, wie die Zukunft der Modularisierung aussieht und was das MTP und Ethernet-APL gemein haben, erklären die Siemens-Experten Dr. Jürgen Spitzer, Vice President Strategy and Technology & Innovation Process Automation, und Andreas Stutz, Projektleiter im Bereich Technology & Innovations for Process Industries, im Interview.

Herr Spitzer und Herr Stutz, die Modularisierung ist schon vor einigen Jahren in der Normung angekommen. Seit 2019 gibt es die VDI/VDE/NAMUR 2658 und auch die VDI 2776 nimmt immer mehr Formen an. Dennoch scheint es, als ob wir weiterhin auf den „richtigen“ Durchbruch der Modularisierung warten, oder?

Jürgen Spitzer: Das kommt natürlich auf die Definition von „Durchbruch“ an. Ich bin sicher, Sie könnten bei einigen Anwendern inzwischen Anlagen anschauen, in denen das MTP eine wichtige Rolle spielt. Zugegebenermaßen müssten Sie diese Unternehmen aber vermutlich etwas suchen. Fakt ist: Die Pilot-Phase der Technologie ist abgeschlossen und sie funktioniert.

Aber dennoch bleiben es einzelne und verhältnismäßig kleine Implementierungen.

Spitzer: Ja, das MTP ist sicherlich noch nicht im Mainstream angekommen. Davon sind wir immer noch ein Stück entfernt, auch wenn immer mehr Unternehmen inzwischen MTP-Projekte in Angriff nehmen.

Andreas Stutz: Hinzu kommt, dass viele Implementierungen von den beteiligten Unternehmen unter Verschluss gehalten werden, so dass es vermutlich auch eine recht hohe Dunkelziffer an MTP-Projekten gibt. Trotzdem erscheint die Technologie auch heute noch nicht automatisch auf allen Ausschreibungen.

Woran liegt das Ihrer Meinung nach?

Stutz: Weil mit der Implementierung des MTP auch ein gewisser Wandel einhergeht. Mit dem Module Type Package kommt auch ein Stück weit eine neue Struktur auf die Verfahrenstechnik zu, bei der es einige Zeit braucht, bis sie verinnerlicht ist. Auch viele Fachleute in den Anlagen müssen hier erst einmal behutsam von MTP-Profis herangeführt werden. Es ist keine App für das Smartphone, die selbsterklärend funktioniert. Man muss die Leute mitnehmen.

Ist das aus Ihrer Sicht die größte Hürde für einen flächendeckenden Einsatz?

Stutz: Es ist auf jeden Fall eine der wesentlichen Herausforderungen, denn es braucht schon einige Expertise, um genau zu wissen, welche der bereits verfügbaren Spezifikationen wirklich zueinanderpassen. Mittlerweile gibt es verschiedene Versionierungen im Markt, die eine Implementierung des MTP nicht unbedingt einfacher machen. Aber die aktuell noch komplizierte Situation soll nicht zuletzt durch den Wechsel der Normungsorganisation hin zur PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO), verbessert werden.

Spitzer: In diesem Zusammenhang müssen wir auch die Frage in Richtung der Anwender stellen. Wann sind sie bereit, Änderungen durchzuführen und das MTP zu implementieren? Schließlich brauchen neue Technologien besonders in der Prozessindustrie aufgrund der allseits bekannten Rahmenbedingungen immer sehr lange, bis sie auch wirklich breit eingesetzt werden. Bis Technologien wirklich zum Mainstream werden, können Jahrzehnte vergehen. Vielleicht ist der bisher ausgebliebene Durchbruch auch einfach dadurch zu erklären. Im Umkehrschluss könnten wir als Hersteller sicherlich auch die Frage stellen, ob der Leidensdruck der Anwender schlicht noch nicht hoch genug ist, weil das MTP noch nicht flächendeckend nachgefragt wird. Technologisch ist das MTP einsatzbereit und die Vorteile sind zweifelsfrei nachgewiesen. Mit dem MTP wird heute bereits produziert.

Würden Sie die Technologie als ausgereift bezeichnen?

Spitzer: Eine einfache Frage, auf die ich leider keine einfache Antwort geben kann. Sicherlich ist das MTP heute schon in einigen Anlagen im Einsatz, aber es ist noch keine Off-the-Shelf-Lösung, mit der ich alle möglichen Use Cases realisieren kann.

Stutz: Es gibt in jedem Fall genügend Beweise für den Mehrwert der Technologie. Genauso hören wir immer wieder aus der Branche, dass noch genau eine bestimmte Funktion fehlt. So richtig fertig wird das MTP daher aus meiner Sicht nie, weil eine gewinnbringende Implementierung immer eine gewisse Fachkenntnis voraussetzen wird. Auf der anderen Seite wird es immer wieder neue Optimierungen am MTP selbst geben, die neue Potenziale erschließt. Die Frage wird sein, ab welchem Zeitpunkt der Mehrwert des MTP so groß ist, dass die Anwender an der Technologie nicht mehr vorbeikommen.

Wann wird das der Fall sein?

Stutz: Das ist schwierig zu sagen, weil das nicht nur vom MTP selbst abhängt, sondern viele Variablen in der Gleichung sind – neben den Energiekosten und der politischen Lage auch Materialkosten zum Beispiel. Sicherlich ist es heute aber so, dass das MTP gerade beim Bau von Greenfield-Anlagen zumindest evaluiert wird.

Spitzer: Ein Stück weit stehen wir hier vor einem Henne-Ei-Problem. Heute setzen Unternehmen auf viele verschiedene Zulieferer, um sich nicht von einigen wenigen zu abhängig zu machen. Vielleicht ist das Ökosystem um das MTP herum auch schlicht und einfach noch zu klein, weil es zu wenig Anbieter gibt. Auf der anderen Seite steht die Frage, wie dieses Ökosystem wachsen soll, wenn die Nachfrage nach wie vor eher gering ist. Egal wie man es dreht, auf beiden Seiten wird nicht investiert, weil es entweder zu wenig Nachfrage oder zu wenig Lieferanten gibt. Das Ergebnis: Alle halten die Füße still und es tut sich entsprechend wenig.

Sehen Sie das MTP auch als Retrofit-Lösung für den Bestand und könnte das dieses Henne-Ei-Problem lösen?

Spitzer: Natürlich spielt das MTP seine Stärken nicht nur im Greenfield aus. Auch wenn Sie einen bestehenden Standort erweitern oder die Kapazitäten erhöhen möchten, kann das MTP das Mittel der Wahl sein.

Stutz: Am Ende kommt es dabei auch darauf an, ob ein vollmodularer Ansatz verfolgt wird, oder ob diese Anlagen dann nur zum Teil modular aufgebaut sein sollen. Mit Hilfe eines solchen hybriden Szenarios mit z. B. einem Backbone, das auf einem anderen Prozessleitsystem läuft, untersuchen wir gerade mögliche Migrationsstrategien. Generell können aber schon heute ältere Bestandsysteme über Gateway-Lösungen MTP-konform abgebildet werden. Am Ende ist das MTP eine Datei, die die Integration von automatisierten Systemen automatisierbar macht. Und alle anderen Use Cases, die darunter fallen, sind prinzipiell erst einmal möglich.

Spitzer: Was unterm Strich bedeutet, dass die Hemmschwelle für den Einsatz des MTP relativ niedrig ist. Es geht bei der Einführung dieser Technologie gar nicht darum, ganze Systeme über den Haufen zu werfen, um dann bei Null anzufangen. Bestehende Anlagen können upgegradet werden.

Sind solche Upgrade-Szenarien bestehender Anlagen vielleicht der Schlüssel für den Durchbruch des MTP?

Stutz: Natürlich kann das Hochrüsten von Brownfield-Anlagen ein Hebel sein, um das MTP breiter in den Markt zu bringen. Es gibt durchaus auch Projekte, in denen neue Versionen des Leitsystems migriert wurden, um MTP-Importe realisieren zu können oder neue Fähigkeiten nachträglich hinzuzufügen.

Trotzdem bleibt die Frage, wie die Zukunft der Modularisierung aussieht. Wie blicken Sie auf die kommenden Jahre?

Spitzer: Ein wichtiger Schritt war sicherlich, die PNO als neue Host-Organisation an Bord zu holen. Denn auch wenn es vielleicht aktuell noch nicht ganz reibungslos funktioniert, bringt sie internationale Strukturen mit, die dem ganzen Thema noch einmal einen ordentlichen Auftrieb geben können. Darüber hinaus, und da wird die PNO sicherlich auch unterstützen können, müssen wir weiterhin Aufklärungsarbeit leisten und die Anwender über die Vor- aber auch Nachteile informieren.

Stutz: Genauso wichtig wird es aber auch sein, das MTP nicht als exklusive Technologie für die Prozessindustrie zu betrachten. Schließlich weckt der Kern der Technologie auch in anderen Branchen Interesse.

In welchen zum Beispiel?

Spitzer: Neben der Feinchemie und Pharmaproduktion, wo das MTP ursprünglich entwickelt worden ist, wird die Modularisierung auch vor allem im Schiffbau und Wasser/Abwasser-Sektor nachgefragt. Das MTP ist nach Meinung von Dr. Jürgen Spitzer technologisch so weit, dass es in der Praxis zum Einsatz kommen kann. Andreas Stutz forscht am Siemens-Standort Karlsruhe an Migrationskonzepten für das MTP.

Stutz: Nicht zu vergessen die modulare Wasserstoffproduktion, wo wir tatsächlich jetzt als assoziierter Partner des Forschungsprojekts eModule im Wasserstoff-Projektverbund H2GIGA dabei sind. Auch in der Logistik und sogar der Fertigungsindustrie gibt es ebenfalls erste Pilotprojekte. Vereinfacht gesagt kann das MTP überall dort eine Rolle spielen, wo etwas integriert werden muss.

Spitzer: Weshalb wir trotzdem vorsichtig sein sollten, schließlich stellt jede Branche wiederum neue Anforderungen an die Technologie. Deswegen dürfen wir jetzt nicht versuchen, die eierlegende Wollmilchsau zu erfinden. Ein MTP, das am Ende alles kann, aber hochkomplex und teuer ist, hilft niemandem weiter.

Weiterhelfen soll vor allem der Prozessindustrie auch Ethernet-APL. Welchen Einfluss wird Ethernet-APL auf die Prozessindustrie wirklich haben?

Spitzer: Für mich ist Ethernet-APL ein zentraler Baustein, um die Digitalisierung der Prozessindustrie weiter voranzutreiben. Entscheidend dabei ist die Einfachheit der Technologie, da sie auf der bestehenden Verdrahtung aufsetzt. Ganz anders als andere Feldbusse, die nie eine Marktdurchdringung erreichen konnten, haben wir jetzt mit Ethernet-APL wirklich eine Technologie geschaffen, die praxistauglich ist und die Anwender nicht überfordert.

Ist sie denn die letzte Chance für die Prozessindustrie, die Digitalisierung im Feld zu schaffen, wie es der NAMUR-Vorsitzende Dr. Felix Hanisch auf der vergangenen NAMUR-Hauptsitzung formulierte?

Spitzer: Das ist mir ehrlich gesagt etwas zu pathetisch. Sicherlich ist Ethernet-APL eine große Chance, aber nicht die letzte Möglichkeit für die Digitalisierung der Prozessindustrie. Natürlich bildet Ethernet-APL die Basis für wichtige Entwicklungen in der Zukunft. Aber nicht mehr und nicht weniger. Wir dürfen das Potenzial der Technologie jetzt auch nicht überhöhen.

Aber sie wird schon erhebliche Auswirkungen haben, wenn sie ins Feld kommt.

Spitzer: Wir brauchen hier gar nicht so schwarz-weiß denken. Wir sind auf einem guten Weg und Ethernet-APL wird im Feld ankommen. Die Technologie wurde über die letzten Jahre durchdacht entwickelt und standardisiert, so dass die Anwender kein proprietäres Protokoll bekommen, sondern eine solide Basis, auf der sie aufbauen können. Hier sind wir tatsächlich ein Stück weiter als beim MTP, weil wir eine konkrete technologische Basis und Spielregeln haben, wann ein Gerät technologiekonform ist und wann nicht.

Ethernet-APL wird die Prozessindustrie also recht schnell durchdringen?

Spitzer: Auch hier geht es, wie auch beim MTP, um den Leidensdruck der Anwender. Wie viel müssen sie investieren, um von 4…20mA auf diese neue Technologie zu wechseln? Das kann je nach Business Case unterschiedlich sein. Sicherlich können mit Ethernet-APL viel mehr Daten übertragen werden, aber sie müssen dann z. B. über cloudbasierte KI-Dienste auch verwertet werden können. Hier können wir das einzelne Puzzleteil APL nicht isoliert betrachten, sondern müssen den gesamten Kontext sorgfältig bedenken. Nicht zu vergessen, dass Ethernet-APL auch an die Security ganz andere Anforderungen stellt als etwa ein 4…20mA-Signal, Stichwort European Cyber Resilience Act. Nur wenn APL-Geräte auch zu 100 % EU-CRA konform sind, ergibt ihr Einsatz Sinn.

Wird die Security damit zur entscheidenden Hürde für Ethernet-APL?

Spitzer: Es werden sicherlich neue Anforderungen auf die Branche zukommen, aber das bislang noch nicht ausreichende Angebot an APL-Geräten ist momentan ebenso ein Hemmschuh. Hier wird sich aber in den kommenden Monaten und Jahren noch viel tun. Am Ende des Tages muss aber jeder Anwender für sich selbst und seine Business Cases entscheiden, welche Vorteile Ethernet-APL ihm bringen kann. Niemand wird auf den Zug aufspringen, nur weil die Technologie hip ist. Am Ende entscheiden, wie auch beim MTP, knallharte Geschäftsziele.