# ISA-95 — Integration von Unternehmens- und Steuerungssystemen

> ISA-95 (auch IEC 62264) definiert die Standardschnittstelle zwischen dem Unternehmen (ERP, Geschäftssysteme) und den Fertigungsoperationen (MES, DCS, Batch). Es ist das Rückgrat jeder Initiative zur digitalen Fertigung, Smart-Factory-Roadmap und Industrie-4.0-Architektur.

- Quelle : https://industryhub.site/de/standards/isa-95
- Herausgeber : ISA
- Familie : Systemintegration
- Status : current
- Erstveröffentlichung : 2000
- Letzte Revision : 2018-2023 (Teile 1-6, laufende Pflege)
- Ausgabe : variiert je nach Teil
- Nächste Revision : Kontinuierlich, Ausrichtung auf Industrie 4.0 / AAS
- Zugang : Kostenpflichtig (ISA-Shop / IEC ~150-300 CHF pro Teil)
- Sprache : Deutsch

## Dokumentstruktur

- **ISA-95.01 / IEC 62264-1** — Modelle und Terminologie : Die hierarchischen Ebenen 0-4 der Fertigungsoperationen, rollenbasierte Ausrüstungshierarchie, vier Kategorien ausgetauschter Informationen (Produktdefinition, Produktionskapazität, Produktionsplan, Produktionsleistung).
- **ISA-95.02 / IEC 62264-2** — Objektmodell-Attribute : Detailliertes Objektmodell für Personal, Ausrüstung, Material, Prozesssegmente. Datenwörterbuch für den Austausch.
- **ISA-95.03 / IEC 62264-3** — Aktivitätsmodelle des Fertigungsoperationsmanagements : Die 4 Produktionsaktivitäten: Produktion, Wartung, Qualität, Inventar. Jede als Workflow von MOM-Aktivitäten (Manufacturing Operations Management) modelliert.
- **ISA-95.04 / IEC 62264-4** — Objektmodelle für MOM : Innerhalb von MOM Ebene 3: Aktivitätsstufen-Objektmodelle für jede der 4 Aktivitätskategorien.
- **ISA-95.05 / IEC 62264-5** — Geschäfts-zu-Fertigungs-Transaktionen : Transaktionsmuster (Abrufen, Anzeigen, Verarbeiten, Abbrechen, Ändern, Synchronisieren). B2MML XML-Schemata, die diese implementieren.
- **ISA-95.06 / IEC 62264-6** — Messaging-Servicemodell : Serviceorientierte Architektur für B2M-Messaging.

## Schlüsselbegriffe

- **Die 5 Ebenen** : Ebene 0 (physischer Prozess), Ebene 1 (Erfassung/Aktorik — Instrumentierung), Ebene 2 (Überwachung/Steuerung — DCS/PLC), Ebene 3 (Fertigungsoperationen — MES/MOM), Ebene 4 (Geschäftsplanung — ERP). Der ISA-95-'Kuchen'.
- **Manufacturing Operations Management (MOM)** : Ebene 3 der Hierarchie. Aktivitäten: Produktionsplanung, Disposition, Ausführung, Datenerfassung, Leistungsanalyse, Qualität, Wartung, Inventar. Implementiert durch MES-Systeme.
- **Produktionsplan** : Informationsfluss vom ERP (Ebene 4) zu MOM (Ebene 3), der festlegt, was wann mit welcher Materialzuweisung produziert werden soll. ISA-95 definiert seine Struktur.
- **Produktionsleistung** : Informationsfluss von MOM (Ebene 3) zurück zum ERP (Ebene 4) — tatsächliche Produktionsergebnisse, Ausbeute, Ausfallzeiten, OEE-Eingaben.
- **Ausrüstungshierarchie** : Unternehmen > Site > Bereich > Produktionslinie / Zelle > Arbeitszelle / Einheit > Ausrüstungsmodul. Kompatibel mit dem physischen ISA-88-Modell. Verschiedene Rollen je nach Industrie (Montagelinie für Stückfertigung vs. Prozesszelle für Batch).
- **B2MML** : Business to Manufacturing Markup Language. XML-Implementierung des ISA-95 (und ISA-88) Datenaustauschs. Gepflegt von OAGi. Von den meisten MES↔ERP-Integrationen als Standard verwendet.

## Der "Eisberg" der Fertigung

Betreten Sie eine Fabrik. Der sichtbare Teil ist die Ausrüstung — Roboter, Förderbänder, Reaktoren, Verpackungslinien. Das sind grob die Ebenen 0-1-2 der ISA-95-Hierarchie: physischer Prozess, Instrumentierung, Basissteuerung. Die meisten Fabrikbesichtigungen enden dort.

Der viel größere, **unsichtbare** Teil ist alles, was entscheidet, was die Fabrik tut, **wann**, **mit welchen Materialien**, **in welcher Menge**, und wie sie an das Unternehmen berichtet. Das sind die Ebenen 3 und 4: MES (Manufacturing Execution System) und ERP (Enterprise Resource Planning). Die Orchestrierungsschicht.

ISA-95 ist die Norm, die es diesen Schichten ermöglicht, **miteinander zu kommunizieren**, obwohl sie von verschiedenen Anbietern über Jahrzehnte hinweg erstellt wurden.

## Die 5 Ebenen in einfachen Worten

```
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Ebene 4 :  Geschäftsplanung & Logistik                         │
│           (ERP : SAP, Oracle, Microsoft Dynamics)              │
│           — "10.000 Impfstoffdosen bis Freitag herstellen"     │
└──────────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                               │  ◀── ISA-95-Grenze ──▶
                               │  (Produktionsplan, Leistung, ...)
┌──────────────────────────────┴─────────────────────────────────┐
│ Ebene 3 :  Manufacturing Operations Management (MOM)           │
│           (MES : Aveva, Siemens Opcenter, GE Proficy, Rockwell)│
│           — "Montag um 06:00 Uhr Charge B1234 auf Reaktor R3 starten" │
└──────────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                               │  ◀── ISA-95 / OPC UA ──▶
┌──────────────────────────────┴─────────────────────────────────┐
│ Ebene 2 :  Übergeordnete Steuerung (HMI, SCADA)                │
│           — Echtzeit-Bedienersicht + Sollwerte                 │
└──────────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
┌──────────────────────────────┴─────────────────────────────────┐
│ Ebene 1 :  Basissteuerung (PLC, DCS, Sicherheits-PLC)          │
│           — Regelkreise, Verriegelungen, Sequenzen             │
└──────────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
┌──────────────────────────────┴─────────────────────────────────┐
│ Ebene 0 :  Physischer Prozess                                  │
│           Sensoren, Aktoren, Reaktoren, Förderbänder           │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```

Die **vertikale Integration** an der Grenze Ebene 3 ↔ Ebene 4 ist der Bereich, in dem ISA-95 angesiedelt ist. Es ist der Vertrag, den ERPs und MES-Systeme beim Austausch einhalten:

1. **Produktdefinition**: Rezepte, Stücklisten, Formeln (Verbindung zu ISA-88)
2. **Produktionskapazität**: Was jede Ausrüstung leisten kann, aktuelle Verfügbarkeit
3. **Produktionsplan**: Die Auftragsliste, die ERP an MOM sendet
4. **Produktionsleistung**: Die Ist-Werte, die MOM an ERP zurücksendet

## Warum MES auf Ebene 3 existiert

ERP läuft auf **Transaktionszeit**: täglich, stündlich. Die Produktion lebt auf **Betriebszeit**: Sekunden, Minuten. Die Lücke ist enorm.

ERP weiß: "Wir müssen bis Freitag 1000 Einheiten von SKU-42 versenden."
ERP weiß nicht: "Gerade hat Maschine M3 aufgrund eines Sensorfehlers gestoppt, M1 hat 240 Einheiten bereit, aber die Charge auf M1 muss abgeschlossen sein, bevor M3 umgerüstet werden kann."

Diese Koordination ist Ebene-3-Arbeit — durchgeführt von Menschen + MES + Planern + Qualitätssystemen. ISA-95 formalisiert, wer mit wem welche Daten austauscht, sodass die oberen Ebenen (ERP) nicht vorgeben, Echtzeit-Logistik zu verwalten, und die unteren Ebenen (DCS) nicht vorgeben, Geschäftsergebnisse zu steuern.

## ISA-95 vs. Asset Administration Shell (AAS)

Die deutsche **Plattform Industrie 4.0** hat die **Asset Administration Shell (AAS)** als digitalen Zwillingsstandard für Industrie 4.0 entwickelt. Die AAS liegt an einer ähnlichen Schnittstelle, jedoch mit einem moderneren, semantischen Datenmodell (RDF, Ontologien). Sie ist komplementär, kein Ersatz.

In 2024-2026 stimmen die ISA-95-v3-Arbeiten die B2MML / ISA-95-Datenstrukturen explizit mit der AAS ab, sodass beide ohne Übersetzungsprobleme koexistieren können. Praktischer Effekt: Moderne MES-Implementierungen unterstützen SOWOHL ISA-95 / B2MML für Legacy-Integration ALS AUCH AAS-Untermodelle für zukunftsorientierte Digital-Twin-Funktionen.

## Die "Industrie-4.0-Anbieter-Checkliste" mit ISA-95 im Blick

Bei der Bewertung einer Smart-Manufacturing-Initiative oder eines Anbieter-Pitches ist ISA-95 ein sinnvoller Maßstab:
- Respektiert die vorgeschlagene Lösung **die Ebenenhierarchie** oder versucht sie, das MES zu umgehen und ERP direkt mit PLCs zu verbinden? (Warnsignal: enge Kopplung auf falschen Ebenen.)
- Spricht sie **B2MML** oder ein proprietäres Äquivalent? (Abhängigkeitsrisiko.)
- Modelliert sie die **4 Aktivitätskategorien** (Produktion, Wartung, Qualität, Inventar) explizit? (Wenn nur Produktion, ist es unvollständig.)
- Verwaltet sie **historische Daten** auf Ebene 3 richtig (Genealogie, Chargenaufzeichnungsrekonstruktion)?

Diese Fragen zeigen, ob ein Anbieter die Fertigungsoperationen wirklich versteht oder nur einen generischen Datensee umbenennt.

## Betroffene Branchen

Pharma (GxP / Rückverfolgbarkeit), Lebensmittel & Getränke (Allergene, Chargenrückverfolgung), Automobil (Just-in-time, Tier-1-Lieferantenintegration), Elektronikmontage (hohe Variantenvielfalt, geringes Volumen), Luft- und Raumfahrt (As-built-Konfigurationsmanagement), Prozessindustrien (kontinuierlich + Batch)

## Referenzen & Vertiefung

- [ISA-95-Portal](https://www.isa.org/standards-and-publications/isa-standards/isa-95-enterprise-control-system-integration)
- [MESA International — ISA-95-Anwendungsleitfaden](https://www.mesa.org/)
- [OAGi / B2MML-Schemata](https://oagi.org/B2MML)
- [Plattform Industrie 4.0 — Asset Administration Shell](https://www.plattform-i40.de/)