Wenn nicht alles täuscht, erleben wir gerade eine regelrechte Renaissance der Industriesoftware. Seit den Anfängen der CAx-Branche vor über 30 Jahren hat es nicht mehr so viele Neugründungen von Softwarefirmen gegeben. Das Schlagwort heißt „Composable“. Gleichzeitig gibt es auch viel Bewegung bei den bekannten IT-Anbietern. Dieser Aufbruchsstimmung und der Frage, was wirklich neu ist und nicht bloß alter Wein in neuen Schläuchen, soll meine Artikelserie in der Hintergrund-Rubrik nachgehen.

IT, wie wir sie alle kannten, war für die Industrie oft kostspielig und weniger effektiv als erhofft. Für individuelle Anpassungen an betriebsspezifische Prozesse und Anforderungen galt das umso mehr, denn bei jeder neuen Version der Standardsoftware musste erneut angepasst werden. Schwer vorstellbar, dass nun eine Zeit von Composable Software anbrechen soll, also leicht zusammensetzbarer Software verschiedenster Hersteller. Doch genau das zeichnet sich ab.

Die wesentlichen Aspekte dieser Entwicklung – nicht die technischen Details – zu verstehen, dafür ist diese Serie gedacht. Ich spreche dazu mehr als 15 alte und neue Anbieter an. Für bezahlte Exklusivbeiträge über ihre jeweiligen Lösungen, aber auch zur Berücksichtigung in meinen neutralen Beiträgen wie diesem einleitenden und dem zum Abschluss.

Offene Standards wünschen sich Anwender wie kleine Entwicklungsteams oder einzelne Entwickler schon lange. Aber bis vor Kurzem sah es so aus, als führe letztlich kein Weg daran vorbei, dass jede Software auf irgendeiner der großen Plattformen laufen muss, um erfolgreich zu sein. Jetzt deutet sich an, dass das nicht mehr gelten muss. Die Fachwelt spricht von Container-Software, basierend auf Open Source Standards der Web-Technologie wie Kubernetes.

Neuerdings ist sogar viel zu hören über einen möglichen Ersatz von monolithischen IT-Lösungen durch offene Systeme. Immerhin 60% aller neuen Manufacturing Execution Systems (MES) Lösungen, so prophezeit das Analystenhaus Gartner in einer Studie vom Mai 2022, werden schon bis 2025 aus zusammensetzbaren Komponenten bestehen. Sharam Dadashnia von Scheer PAS spricht im Vorwort zu einer IDG-Studie ganz allgemein von Composable Applications auf einem Weg zum Composable Enterprise, sieht also hinter der momentanen Entwicklung noch viel Größeres am Horizont.

Tatsache ist, dass sich Anwender wie Hersteller von Industriesoftware mit einer Infrastruktur auseinandersetzen, wie sie sich im Internet und in der Cloud durchgesetzt hat. Dabei spielt im Einzelfall keine Rolle, ob in der Public, Private oder Edge Cloud oder auf einem Gerät oder Server gearbeitet wird. Es geht um die dahinterliegende Infrastruktur und um die einfache Zusammensetzbarkeit aufgrund anerkannter Standards.

Über Jahrzehnte kennen wir die Klage, dass auf Seiten von IT-Anbietern immer wieder Lösungen angeboten werden, für die dann beim Anwender nach dem passenden Problem gesucht werden muss. Diesmal ist es umgekehrt. Die Industrie hat ein großes Problem, für das sie dringend eine Lösung braucht.

Problem sucht Lösung – und nicht umgekehrt

Das Problem: In der Fertigungsindustrie wie im Anlagenbau und -betrieb spielt Software heute bereits eine führende Rolle. Alle Innovationen, ja die Wettbewerbsfähigkeit ganzer Unternehmen, hängen davon ab, wie gut die eigene Software in Produkt und Prozess ist, welche neuen Geschäfte sie ermöglicht, wie deutlich sich das Unternehmen in genau dieser Hinsicht vom Wettbewerb unterscheidet.

Softwareentwicklung ist deshalb nun auch in der Industrie Kernkompetenz. Vorbei die Zeiten, als Unternehmen wie die großen Automobilhersteller und ihre Zulieferer sich auf die Mechanik konzentrierten und den Themenbereich E/E/SW, also Elektrik, Elektronik und Software, den Lieferanten überließen. Jedes Fertigungsunternehmen von Bosch und Daimler über Siemens bis ThyssenKrupp wird über kurz oder lang im Kern ein Softwareunternehmen sein. Und noch mehr als die großen Produzenten werden die kleinen und mittleren Unternehmen gezwungen sein, ihre Software-Stärke ins Zentrum zu stellen: Sie sind schließlich in der Regel die Lieferanten der Innovation für ihre Kunden in der Großindustrie, und die brauchen künftig vor allem innovative Software.

Doch mit der bisherigen Art von Software und Softwareentwicklung ist dieser Wandel weder für die Großen noch für die KMU realistisch. Zu lange dauert eine Entwicklung im Rahmen einer monolithischen Plattform; zu tief sind die Informatikkenntnisse, die dafür vorgehalten werden müssen; zu hoch die Kosten von den Lizenzen bis zum Personal. Und dabei wandeln sich die Anforderungen von allen Seiten täglich, und neben den funktionalen kommen mit höchster Priorität Fragen der Compliance, Sicherheit und Nachhaltigkeit hinzu. Die installierten IT-Landschaften stoßen spürbar an Grenzen.

Ein zweites Problem hängt unmittelbar damit zusammen: Der Weg vom Hardwareproduzenten zum Anbieter von nachhaltigen, produktbasierenden Diensten, gerne mit dem Sammelbegriff Internet of Things (IoT) oder Industrial Internet of Things (IIoT) bezeichnet, führt zwingend über die Nutzung von Daten aus Produktion und Produktbetrieb. Terrabyte und Petabyte von Daten im Sekundentakt als Ressource können aber nur mit agilen Prozessen gesammelt und mit Hilfe von Big Data Analytics und Algorithmen der Künstlichen Intelligenz aufbereitet und genutzt werden. Und mit Software, die nahezu in Echtzeit daraus neue Werte schöpft. Auch das ist allein mit den traditionellen IT-Lösungen nicht oder nur eingeschränkt machbar.

Ein Zeitalter der APIs?

Da kommen die vielen neuen Ideen gerade recht, die Bekanntes und Erprobtes aus der Web-Technologie nun für neue Lösungen in der Industrie nutzen. Was unterscheidet sie von traditionellen Systemen? Entsprechende Software ist gekapselt und über ein Application Programming Interface (API) offen für die Kommunikation mit beliebiger anderer Software. Die Kapselung führt auch zu einer höheren Stabilität, denn der Ausfall einer App kann andere Systeme unberührt lassen und verlangt auch keine Downtime wegen eines Updates.

Composable Software besteht aus in Container gekapselten Apps, die sehr gut über APIs miteinander funktionieren. (Bild Sendler)

Web-based Software ist flexibel und leicht portierbar, weil sie die früher vom Betriebssystem bereitgestellten Dienste und sogar Daten-Repositories mit sich führt. Ihr ist sozusagen gleichgültig, worauf sie läuft und welche Daten sie nutzt. Häufig ist sie auch – etwa in einer Skript-Sprache – leichter programmierbar, oder die Programmierung lässt sich mit Hilfe von Low-Code Tools automatisieren.

Bei solcher Software spricht man heute von Container-Technologie. Die Containerisierung hilft nämlich ähnlich wie die Standardisierung von Schiffscontainern bei Hardware, beliebige Inhalte auf beliebigen Grundlagen, hier also Rechnern, zum Einsatz zu bringen. So einfach, wie der Schiffscontainer im Hafen problemlos auf Schienen- oder Straßentransport wechselt. Allerdings mit dem positiven Unterschied: Der Software-Container ist nicht wie der Hardwarecontainer physikalisch beschränkt. Er kann nahezu beliebig groß werden und lässt sich vor allem beliebig oft gleichzeitig nutzen. Skalieren ist das Schlagwort.

Als Grundlage hat sich in den letzten Jahren Kubernetes durchgesetzt: von Google entwickelt, 2013 als Open Source der neuen Cloud Native Cumputing Foundation (CNCF) gespendet und inzwischen von allen großen Plattformanbietern unterstützt. Damit lassen sich Container-Apps in Clustern zusammenfassen und mit einheitlicher Methodik orchestrieren. Ob die Standards in fünf Jahren noch dieselben sind, ob die Technologie andere Namen bekommt, welche Programmiersprache im Einzelnen optimal ist, all das kann niemand vorhersagen. Wichtig sind Flexibilität, leichte Portierbarkeit und die nun mögliche Agilität in der Entwicklung von Apps. Bei IT- und Dienst-Anbietern wie in der Industrie selbst.

Nicht Ersatz sondern Ergänzung

Diese – für die Industrie – neue Art von Software und ihre Infrastruktur betrifft alle Arten von Software. Alle gängigen Systeme, von CAD/CAM und anderer Engineering-Software über Produktionsplanung und -steuerung, MES und MOM, CRM und ERP bis PLM und alles dazwischen, bekommen Konkurrenz und/oder Unterstützung. Was mit diesen etablierten Lösungen erreicht wurde, ist viel. Was damit nicht erreicht werden konnte, mag schon sehr bald durch eine App erledigt werden. Ob diese App dann Konkurrenz ist, ob sie in eine herkömmliche Software integriert nutzbar gemacht wird, ob sie separat in guter Kooperation eine allseits willkommene Ergänzung darstellt – das wird sich erst zeigen.

Was ziemlich sicher nicht geschehen wird, ist ein Neuschreiben der großen monolithischen Systeme als Web-based Container-Software. Das hätte ein Anbieter vor zehn Jahren in Angriff nehmen müssen. Contact Software hat das getan und mit Contact Elements nun eine moderne Alternative zum früheren Kernprodukt Cim Database. Aber eine Öffnung der monolithischen Software durch für jedermann einfach zugängliche APIs und die Möglichkeit der Nutzung der großen Systeme in Kombination mit Container-Software – das könnte in den nächsten Jahren eine wichtige Forderung des Marktes an die etablierten Hersteller werden. Möglicherweise wird es sich nicht als wettbewerbsfördernd erweisen, diese Forderung zu ignorieren oder gar zu torpedieren.

SAP zum Beispiel versucht seit einigen Jahren nicht ohne Erfolg, der Konkurrenz aus der Cloud wie Salesforce mit eigenen Web-basierten Lösungen Paroli zu bieten. Aber mit dem alten Ansatz: Der Kunde soll auch in der Cloud alle Lösungen von SAP einsetzen. Im Sommer kommentierte die FAZ wiederkehrende Abstürze der SAP-Aktie damit, dass offenbar die neue Lösung mit der alten Strategie beim Markt nicht ankomme. Das trifft den Nagel auf den Kopf. Und es gilt für alle Anbieter monolithischer Lösungen. Die Öffnung muss nicht nur die Software und ihre Infrastruktur betreffen, sondern das gesamte Angebot und das Verhältnis zum Wettbewerb. Das Neue kommt ohnehin an allen Ecken. Ob es im Einzelfall besser ist als ein entsprechendes Angebot eines traditionellen Herstellers, entscheidet der Kunde.

Multi-Cloud und Agnostik

Wenn aber alles Neue auf Web-Technologie beruht, also auf dem, was wir aus der Cloud und dem Internet kennen, muss dann nicht jede dieser neuen Anwendungen auf einer der großen Cloud-Plattformen laufen und ist eben doch nicht unabhängig? Ein Schlagwort, das man in diesem Zusammenhang immer wieder zu hören bekommt, ist Agnostik. In der Religion glaubt ein Agnostiker nicht, dass es eine Erklärung für die Existenz übernatürlicher Wesen oder Götter gibt. In der Software meint es, dass der neuen App ziemlich egal ist, auf welcher Cloud-Wolke sie läuft.

Das Prinzip der gekapselten Software ist auf allen Plattformen dasselbe. Jeder Anbieter macht es etwas anders auf und bietet dabei unterschiedliche Komponenten, aber beispielsweise die Unterstützung von Kubernetes ist inzwischen bei allen Plattformen selbstverständlich. Die Unterschiede liegen im Komfort und der Performance, der Sicherheit, der Lokalität der genutzten Server-Farmen, der zusätzlich verfügbaren Dienste wie KI-Bibliotheken und entsprechenden Algorithmen.

Die Entwickler von Apps suchen sich also einen Anbieter unter den sogenannten Hyperscalern aus. Dann wird die App, die sich über eine URL im Internet starten lässt, auf dessen Cloud-Infrastruktur ausgeführt. Aber alles, was hier von diesem Cloud-Anbieter genutzt wird, lässt sich binnen Tagen oder wenigen Wochen durch entsprechende eigene Services oder solche eines anderen Cloud-Anbieters austauschen.

Wir erinnern uns: Der Austausch des CAD-Systems CATIA von Dassault Systèmes durch Siemens NX bei Daimler war 2012 auf drei Jahre angelegt und wurde zur Überraschung der Fachwelt tatsächlich innerhalb der vorgesehenen Zeit realisiert. Jetzt reden wir von Tagen und Wochen beim Austausch einer ganzen Infrastrukturplattform.

Letztlich ist auch hier entscheidend, was der Kunde will. Arbeitet er vorzugsweise mit einer bestimmten Cloud-Plattform, dann wird der Anbieter der neuen Anwendung ihn sicher nicht dazu bringen wollen, diese aufzugeben und zu wechseln. Er wird dafür sorgen, dass die neue App auch auf der vom Kunden bevorzugten Plattform läuft.

Die neuen Web-Services kommen gekapselt als Container. (Bild Sendler)

Wer bietet was?

Im Unterschied zur ersten Welle der Industrie-Digitalisierung lässt sich bei der derzeitigen Renaissance kein bestimmter Anwendungsbereich identifizieren, in dem es etwa zu den meisten neuen Angeboten kommt. Jede Art von Anwendung ist mit der Web-Technologie möglich, in jedem Bereich, in jeder Industrie, in jedem Prozess. Das einzig Sichere dürfte sein, dass die meisten neuen Angebote Dienste sind, nicht verkäufliche Softwareprodukte.

Beinahe alles in der digitalen Welt kann man in Zukunft als Service nutzen. Die Software selbst, also Software as a Service (SaaS); die Plattform und die Tools, mit denen man eine Software entwickeln will, also Platform as a Service (PaaS); und als Basis die Infrastruktur mit Server, Speicherkapazitäten und anderen Ressourcen, die für das Laufen von Anwendungen benötigt werden, und das heißt Infrastructure as a Service (IaaS).

Wir kennen diese Begriffe schon aus den Neunzigerjahren, als der Begriff Serviceorientierte Architektur (SOA) aufkam, der übrigens wie jetzt das „Composable“ von Gartner stammte. Serviceorientierte Architektur nach den im Web standardisierten Regeln könnte man die neue Softwarewelt nennen. Die API wird zum entscheidenden Bindeglied, und die Kapselung umfasst neben der Business-Logik auch Daten und Laufzeitbibliotheken.

Dass Gartner und andere derzeit vor allem vom möglichen Ende der monolithischen MES oder MOM Lösungen sprechen, dürfte damit zusammenhängen, dass in der Industrie der wichtigste Kostenblock noch immer die Produktion ist. Folglich sucht die Industrie als Erstes nach Kosteneinsparungen durch Produktionsoptimierung.

Tatsächlich sind Cybus, German Edge Cloud und Scheer PAS in diesem Umfeld derzeit sehr aktiv. Die Daten von Maschinen unterschiedlicher Hersteller zu vernetzen, auf einem Dashboard sichtbar und überschaubar zu machen und unmittelbar für die Produktionsoptimierung zu nutzen, dazu bieten sie Webservices mit Konnektoren zu diversen Systemen und Maschinen. Und die Flexibilität und Agilität, die ein monolithisches System schnell überfordern dürfte, etwa um einen Bewegungsablauf eines bestimmten Roboterarms in eine Analyse eines Prozessschritts einzubauen.

Die Frage, wie schnell und einfach der digitale Zwilling nicht nur auf beliebigen Geräten in der Originalgenauigkeit darzustellen ist, sondern auch tatsächlich für beliebige Simulationen, Berechnungen und Analysen genutzt werden kann, beantwortet ein Start-up des Fraunhofer IGD in Darmstadt namens Threedy ebenfalls mit einem Webservice.

Salesforce und andere für ERP, encoway für CPQ (Configure Price Quote) – es sind so viele Anbieter neuer Dienste unterwegs, dass ich sicher bin, bisher nur von einem winzigen Bruchteil zu wissen. Ich würde gerne so viele Unternehmen wie möglich in dieser Serie berücksichtigen. Bitte melden!

Es wird noch einmal spannend in der Industriesoftware. Das ist insbesondere deshalb erfreulich, weil es hoffen lässt, dass der Industriestandort Deutschland seine führende Rolle in der Welt halten und sogar ausbauen kann.