Wann aufrüsten vs. überholen: Ein Lebenszyklus-Ansatz für Hardware der industriellen Automatisierung

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In der heutigen Industrie umfasst Automatisierungshardware PLCs, IPCs, HMIs, SCADA Systeme und Antriebe. Diese Systeme führen Anwendungen reibungslos aus. Genau wie jede andere Hardware haben sie jedoch eine begrenzte Lebensdauer. Früher oder später müssen Produktionsleiter entscheiden, ob sie auf neue Geräte umrüsten oder bestehende überholen lassen. Wer hier richtig entscheidet, spart nicht nur Geld, sondern reduziert Stillstandzeiten und gewährleistet Sicherheit sowie Produktivität in der Anlage.

Dieser Artikel erläutert einen Lebenszyklus-Ansatz, der dabei hilft festzulegen, wann ein Upgrade und wann eine Überholung der Automatisierungshardware sinnvoll ist.

Die vier Lebenszyklusphasen industrieller Hardware

Im Lebenszyklus der meisten Industrieanlagen gibt es vier klar definierte Phasen:

Einführungsphase: Neue, teure Technologie mit begrenzter Verfügbarkeit von Ersatzteilen
Wachstum & Reife: Beste Zeit für Investitionen: höchste Zuverlässigkeit, voller Herstellersupport und leichte Ersatzteilversorgung
Spätphase / EOSL: Das Ende der Servicezeit wird vom Hersteller erklärt, Ersatzteile werden zunehmend teuer
Obsolet: Keine Unterstützung mehr; Teile nur noch über Drittanbieter oder aus Altbeständen verfügbar

Zu wissen, wo sich Ihre Hardware innerhalb dieses Zyklus befindet, ist der erste Schritt zu einer klugen Entscheidung.

Typische Lebensdauer gängiger Automatisierungskomponenten

Komponente Durchschnittliche Nutzungsdauer Zeitpunkt typischer Obsoleszenz
Industrie-PC (IPC) 5–12 Jahre 3 Jahre nach Markteinführung
HMI-Panels 5–15 Jahre 10 Jahre
PLC / Controller 10–20 Jahre 10-15 Jahre
Servoantriebe / VFD 10–20 Jahre 10 Jahre
I/O-Module & Sensoren 5–20 Jahre abhängig von Umgebungsbedingungen

Ändern sich Betriebsbedingungen (Staub, Temperatur, Vibrationen) oder die Wartungsqualität, ändern sich auch diese Werte.

Wichtige Anzeichen, dass es Zeit zum Handeln ist

Wer zu lange wartet, riskiert einen Totalausfall und eine teure Notfallbeschaffung. Achten Sie auf diese Signale:

  • Offizielles „End of Service Life“-Schreiben des Herstellers 
  • Lieferzeiten für Ersatzteile über 12–16 Wochen oder Preissteigerungen von 300–500 % 
  • Wiederholte Ausfälle desselben Bauteils (mehr als 2–3 Mal pro Jahr) 
  • Windows XP/7 Embedded OS erhält keine Sicherheitsupdates mehr 
  • Keine Unterstützung neuer Produktionssoftware oder Protokolle (EtherCAT, OPC-UA, TSN) 
  • 30–50 % höherer Energieverbrauch gegenüber modernen Alternativen 
  • Nicht schließbare Cybersecurity-Schwachstellen 

Was Überholung bedeutet

Überholung bezeichnet die Reparatur oder den Austausch defekter Komponenten, die Aufrüstung von Speicher/SSD und gegebenenfalls die Installation eines neuen Betriebssystems auf derselben Hardwareplattform.

Beste Kandidaten für HMI- oder IPC-Überholung

  • Prozess oder Maschine läuft stabil und es sind keine größeren Änderungen in den nächsten 5–7 Jahren geplant 
  • Originalhersteller bietet noch gebrauchte Geräte oder Ersatzteile zu fairen Preisen 
  • Nur Display, Hintergrundbeleuchtung oder Touchscreen sind defekt (sehr häufiges Szenario bei HMI-Überholung) 
  • Budget ist im aktuellen Geschäftsjahr knapp, aber Kapital wird in 2–3 Jahren verfügbar 
  • Regulatorische Neuvalidierung wäre extrem teuer und kompliziert (Pharma, Lebensmittelbranche) 

Vorteile der Überholung

  • 40–60 % günstiger als eine vollständige Modernisierung 
  • Keine oder minimale Software-Neuvalidierung 
  • Bestehende I/O- und Feldverkabelungen bleiben erhalten 
  • Schnelle Umsetzung (meist 2–6 Wochen) 

Ist die Anlage weniger als 15 Jahre alt und bleibt der Prozess stabil, ist die Überholung meist die intelligentere kurzfristige Entscheidung.

Wann ein Upgrade unumgänglich ist

Ein Upgrade bedeutet die Installation einer neueren Generation anstelle der alten – vom selben oder einem anderen Hersteller.

Fälle, in denen ein Upgrade zwingend erforderlich ist

 

  • Produktionsanforderungen verlangen neue Funktionen (Industrie 4.0, Edge-AI, höhere Geschwindigkeit) 
  • Energie- und Wartungskosten mindern Profitabilität 
  • Versicherung des Werks verlangt moderne, zertifizierte Sicherheitstechnik
     

Vorteile einer strategisch geplanten IPC-Aufrüstung oder Systemmodernisierung

  • Moderne Cybersicherheitsfunktionen (TPM 2.0, Secure Boot, Windows 11 IoT) 
  • 30–50 % geringerer Energieverbrauch 
  • Schnellere Verarbeitung erhöht OEE 
  • Ersatzteilverfügbarkeit garantiert für die nächsten 10–15 Jahre 
  • Einfache Integration mit MES-, Cloud- und IIoT-Plattformen 
  • Bessere Diagnose- und Predictive-Maintenance-Fähigkeiten 

Typische Kosten- und Stillstandsvergleiche

Umfang Kosten (pro Einheit) Benötigte Stillstandszeit
HMI-Überholung 7500 – 9000 € 1–3 Tage
Vollständiger HMI-Austausch 5.000 – 12.000 € 3–10 Tage
IPC-Überholung (SSD + RAM) 800 – 2.000 € 1–2 Tage
Neuer IPC (neuste Generation) 4.000 – 9.000 € 5–15 Tage
Komplettes Retrofit Schaltschrank 80.000 – 300.000+ € 2–8 Wochen (gestaffelt)

Praktischer Entscheidungsrahmen – Fünf Schritte

  1. Lebenszyklusphase der aktuellen Hardware bestimmen
    EO(S)L-Daten aller kritischen Komponenten auf der Herstellerseite prüfen. 
  2. Total Cost of Ownership für 5 Jahre berechnen
    Ersatzteile, Energie, Stillstand und Arbeitskosten beider Optionen einbeziehen. 
  3. Risikobewertung durchführen
    Wahrscheinlichkeit eines Totalausfalls × Geschäftliche Folgen = Risikowert. 
  4. Strategische Passgenauigkeit prüfen
    Blockiert die alte Hardware Digitalisierungs- oder Nachhaltigkeitsziele? 
  5. Entscheiden und dokumentieren
    → Wenn Überholung + Risikokosten > 70 % der Upgrade-Kosten: Upgrade wählen. 

Viele Unternehmen wählen einen Hybridansatz:
Nicht-kritische Linien werden jetzt überholt, kritische Bereiche folgen in den nächsten 2–3 Jahren schrittweise als Upgrade.

Praxisbeispiele

  • Ein großer Getränkehersteller sparte 180.000 € durch die Überholung von 42 HMI-Panels statt Vollersatz. Dadurch gewann das Unternehmen vier zusätzliche Jahre, um ein Greenfield-Projekt abzuschließen. 
  • Ein Automotive-Tier-1-Zulieferer verursachte 2,2 Millionen € Notfallkosten, als ein veralteter IPC während einer Modellumstellung ausfiel. Eine rechtzeitige Upgrade-Strategie – 18 Monate vorher hätte nur 480.000 € gekostet und keinen Produktionsverlust verursacht. 

Fazit

Überholung ist eine hervorragende taktische Lösung, um 3–5 Jahre kostengünstig und mit geringem Risiko zu überbrücken – besonders mit erfahrenen Partnern wie retrofit GmbH. Ein Upgrade wird dann unverzichtbar, wenn Obsoleszenz, Cybersecurity oder Leistungsanforderungen keine andere Wahl lassen.

Überprüfen Sie regelmäßig, in welcher Lebenszyklusphase sich Ihre Geräte befinden, und nutzen Sie den oben genannten Fünf-Schritte-Ansatz, um Notkäufe zu vermeiden und die Gesamtbetriebskosten unter Kontrolle zu halten.