Industrie und Mittelstand stehen vor einer neuen Realität. Maschinen, Sensoren, Steuerungen und IT-Systeme erzeugen kontinuierlich Daten. Diese Informationen sind wertvoll, treffen jedoch häufig auf Kommunikationsstrukturen, die für deutlich geringere Datenmengen konzipiert wurden. Die Folge sind Verzögerungen, Medienbrüche und steigender Integrationsaufwand. Entscheidend ist daher nicht mehr allein die Datenerzeugung, sondern die Fähigkeit, Informationen zuverlässig, skalierbar und zeitnah zu transportieren.
Warum klassische Kommunikationsmodelle an ihre Grenzen stoßen
In vielen Betrieben basieren IT- und OT-Strukturen auf historisch gewachsenen Ansätzen. Diese gelten als robust, sind jedoch kaum auf dynamische Datenströme ausgelegt.
Typisch für klassische Kommunikationsmodelle sind:
- Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen einzelnen Systemen
- Zyklisches Polling mit festen Abfrageintervallen
- Starre Schnittstellen mit hohem Anpassungsaufwand
Diese Architekturen führen zu unnötiger Netzlast und steigender Komplexität. Jede zusätzliche Maschine erhöht den Integrationsaufwand. Besonders bei verteilten Standorten oder instabilen Netzverbindungen stoßen solche Modelle schnell an ihre technischen Grenzen.
Echtzeitkommunikation als Voraussetzung moderner Industrieprozesse
Moderne Industrieprozesse sind zunehmend datengetrieben. Produktionsabweichungen, Qualitätsprobleme oder Wartungsbedarfe müssen sofort erkannt werden. Verzögerte Informationen verlieren in vielen Anwendungsfällen ihren Nutzen.
Dabei geht es nicht ausschließlich um Geschwindigkeit. Entscheidend ist der Übergang von zyklischer Datenerfassung zu einer ereignisbasierten Kommunikation. Systeme reagieren auf relevante Zustandsänderungen, statt permanent Daten abzufragen. Das reduziert Netzlast und verbessert die Reaktionsfähigkeit entlang der gesamten Prozesskette.
Datenexplosion und Markttrend: Zahlen zur Vernetzung
Die Menge vernetzter Geräte wächst rasant. Laut aktuellen Analysen wird die Zahl der weltweit verbundenen Internet-of-Things-Geräte im Jahr 2025 auf über 21 Milliarden steigen und könnte bis 2030 auf rund 39 Milliarden anwachsen – mit einer jährlichen Wachstumsrate im zweistelligen Bereich.
Gleichzeitig bleibt der industrielle Teilmarkt – das Industrial Internet of Things (IIoT) – einer der dynamischsten Sektoren der Digitalisierung: Mehrere Schätzungen sehen den globalen IIoT-Markt bereits im Jahr 2024 im Bereich von mehreren hundert Milliarden US-Dollar und prognostizieren ein enormes Wachstum in den kommenden Jahren. Diese Entwicklungen führen nicht nur zu einer exponentiellen Zunahme der erzeugten Datenmengen, sondern auch zu einer steigenden Nachfrage nach Architekturen, die Echtzeitdaten zuverlässig verarbeiten können.
Der Paradigmenwechsel: Vom Punkt-zu-Punkt-Modell zum Publish/Subscribe
Ein zentraler Schritt hin zu moderner Datenkommunikation ist der Wechsel zum Publish/Subscribe-Prinzip. Dieses Modell entkoppelt Datenerzeugung und Datennutzung vollständig voneinander.
Das Grundprinzip lässt sich wie folgt zusammenfassen:
- Datenquellen veröffentlichen Informationen ereignisbasiert
- Anwendungen abonnieren nur die für sie relevanten Daten
- Sender und Empfänger sind nicht direkt miteinander verbunden
Diese Entkopplung erhöht die Flexibilität industrieller Systeme deutlich. Neue Anwendungen lassen sich integrieren, ohne bestehende Verbindungen anzupassen. Gleichzeitig sinkt die Netzlast, da ausschließlich relevante Ereignisse übertragen werden.
MQTT als technologische Basis moderner Echtzeitkommunikation
MQTT ist ein leichtgewichtiges Kommunikationsprotokoll, das speziell für verteilte Systeme entwickelt wurde. Es setzt konsequent auf das Publish/Subscribe-Modell und nutzt Topics zur strukturierten Organisation von Datenströmen.
Technisch zeichnet sich MQTT durch mehrere Eigenschaften aus:
- Geringer Overhead auch bei begrenzter Bandbreite
- Ereignisbasierte Übertragung statt permanenter Abfragen
- Unterschiedliche Qualitätsstufen zur Steuerung der Zustellsicherheit
Diese Merkmale machen MQTT besonders geeignet für industrielle Szenarien mit vielen Endpunkten, schwankenden Netzbedingungen und hohen Anforderungen an Stabilität.
MQTT-Plattformen: Architektur, Rolle und Aufgaben
Während MQTT das Protokoll definiert, übernehmen MQTT-Plattformen die operative Umsetzung im industriellen Betrieb. Sie fungieren als zentrale Drehscheibe für Datenströme zwischen Maschinen, Anwendungen und IT-Systemen.
Zu den zentralen Aufgaben einer MQTT-Plattform zählen:
- Zentrale Vermittlung von Nachrichten nach dem Broker-Prinzip
- Skalierung über viele Geräte, Standorte und Anwendungen
- Sicherheitsfunktionen wie Authentifizierung, Autorisierung und Verschlüsselung
- Integration in bestehende IT- und OT-Landschaften
Wichtig ist die klare Trennung zwischen Protokoll und Plattformfunktionalität. Erst die Plattform macht MQTT im großen Maßstab beherrschbar und betrieblich nutzbar.
Erfolgsfaktoren bei der Einführung moderner Echtzeitkommunikation
Der Umstieg auf MQTT-basierte Architekturen ist kein reines IT-Projekt. Bestehende Maschinen und Steuerungen müssen eingebunden werden, ohne den laufenden Betrieb zu beeinträchtigen. Eine saubere Topic- und Datenstruktur ist entscheidend für Wartbarkeit und Übersicht. Sicherheits- und Governance-Aspekte sollten von Beginn an berücksichtigt werden. In der Praxis bewähren sich schrittweise Migrationsansätze, bei denen alte und neue Kommunikationswege parallel betrieben werden.
Fazit: Echtzeitfähigkeit als strategischer Vorteil
Echtzeitkommunikation ist kein Selbstzweck, sondern ein strategischer Enabler. Der Wechsel von klassischen Kommunikationsmodellen hin zu MQTT-basierten Architekturen hilft Industrie und Mittelstand, die wachsende Datenflut zu strukturieren und nutzbar zu machen. Wer heute in flexible und skalierbare Kommunikationsstrukturen investiert, schafft die Grundlage für stabile Prozesse, bessere Entscheidungen und langfristige Wettbewerbsfähigkeit.
