Modernisierung veralteter Automatisierung ohne Produktionsunterbrechung – wie MJ Group Retrofit-Projekte plant und umsetzt, um Stillstandszeiten zu minimieren

Der Druck, die Produktionskontinuität aufrechtzuerhalten, war noch nie so hoch wie heute. Laut dem Senseye-Bericht (2023) belaufen sich die weltweiten Verluste durch ungeplante Stillstände bei Unternehmen der Fortune Global 500 auf bis zu 1,4 Billionen US-Dollar pro Jahr – ein Anstieg von 62 % gegenüber 2019. Die Kosten für eine einzige Stunde Produktionsausfall betragen in der Automobilindustrie durchschnittlich 2,3 Millionen US-Dollar, in der Schwerindustrie etwa 187.000 US-Dollar und in der allgemeinen Fertigungsindustrie zwischen 25.000 und 39.000 US-Dollar. Unter polnischen Bedingungen bedeutet dies häufig den Verlust der Gewinnmarge einer ganzen Woche nach einem einzigen kritischen Ausfall einer Produktionslinie.

Gleichzeitig werden Maschinen und Produktionsanlagen, die auf veralteten Steuerungssystemen basieren, zu tickenden Zeitbomben. Fehlende Ersatzteile, eingestellter technischer Support und ein steigendes Risiko von Cyberangriffen – das sind reale Herausforderungen für Unternehmen, die die Modernisierung ihrer Anlagen hinauszögern.

Ist es möglich, eine Steuerung auszutauschen, ohne die Produktion über Wochen hinweg stillzulegen? Die Antwort lautet: ja. Genau darauf hat sich die MJ Group spezialisiert – ein Integrator für industrielle Automatisierungssysteme aus Breslau, der seit über 18 Jahren Retrofit-Projekte in den Bereichen Energie, Automobilindustrie, Lebensmittel, Pharma und Chemie realisiert. Dabei gelingt es häufig, die Stillstandszeiten von mehreren Wochen auf nur wenige Tage zu reduzieren.

TL;DR

Die Modernisierung der Automatisierung ohne längere Stillstandszeiten ist möglich – der Schlüssel liegt in einer sorgfältigen Vorbereitung: Audit, Offline-Simulation, Vorfertigung der Schaltschränke und Austausch im „Hot-Swap“-Verfahren während eines geplanten Wochenendstillstands.

MJ Group realisiert beispielsweise Migrationen von S5 auf S7 mit nur 2–5 Tagen Anlagenstillstand anstelle von 3–4 Wochen. Das bedeutet nicht nur eine erhebliche Zeitersparnis, sondern auch eine deutliche Kostenreduzierung – ein Retrofit kostet lediglich 30–60 % des Preises einer neuen Maschine, und die Investition amortisiert sich innerhalb von 12–36 Monaten.

Warum die Modernisierung veralteter Automatisierung heute eine Notwendigkeit und keine Option mehr ist

Markt – und technologischer Druck

Laut einem PwC-Bericht aus dem Jahr 2025 gaben 46 % der Industrieentscheider an, dass ihre Unternehmen ohne eine Modernisierung die nächste Dekade nicht überstehen werden. Dies ist keine Panikmache, sondern eine realistische Einschätzung eines Marktes, in dem Wettbewerbsvorteile durch Effizienz, Flexibilität und Zuverlässigkeit entstehen. Produktionsanlagen mit veralteten Steuerungssystemen verlieren nicht nur durch Ausfälle, sondern auch durch eine geringere Produktivität: McKinsey-Analysen zeigen, dass die Modernisierung der Automatisierung die Leistung von Produktionslinien um 10–30 % steigern und ungeplante Stillstandszeiten um bis zu 50 % reduzieren kann.

Gesetzliche Anforderungen – EU-Maschinenverordnung 2023/1230

Die neue EU-Verordnung (EU) 2023/1230, die am 20. Januar 2027 in Kraft tritt, verpflichtet Hersteller und Betreiber von Maschinen dazu, die Einhaltung neuer Sicherheitsanforderungen sicherzustellen. Veraltete Steuerungssysteme, die moderne Cybersicherheitsstandards nicht erfüllen und die Umsetzung erforderlicher Sicherheitsfunktionen nicht ermöglichen, müssen ersetzt werden. Eine Modernisierung bis zum letzten Moment hinauszuzögern, führt häufig zu hektischen, kostenintensiven und schlecht geplanten Projekten.

Steigende Kosten für die Wartung alter Systeme

Die Siemens-S5-Umgebung, die noch vor einigen Jahren ein Industriestandard war, gilt heute praktisch als veraltet. Fehlender technischer Support, eingeschränkte Verfügbarkeit von Originalersatzteilen und hohe Preise auf dem Gebrauchtmarkt führen dazu, dass der Betrieb solcher Systeme immer teurer wird und das Ausfallrisiko kontinuierlich steigt. Ähnlich ist die Situation bei älteren SCADA-Versionen, die mit modernen IT-Systemen und aktuellen Cybersicherheitsanforderungen nicht kompatibel sind.

Retrofit amortisiert sich innerhalb von 12–36 Monaten

Branchenanalysen zeigen, dass die Modernisierung von Automatisierungssystemen (Retrofit) lediglich 30–60 % der Kosten einer neuen Maschine verursacht, während sich die Investition innerhalb von 12–36 Monaten amortisieren kann. Zum Vergleich: Die Anschaffung einer neuen Produktionslinie kostet häufig mehrere Millionen Euro und erfordert Lieferzeiten von mehreren Monaten – ganz abgesehen von notwendigen Infrastrukturumbauten und der Schulung des Personals.

Wie plant man eine Automatisierungsmodernisierung, um Stillstandszeiten zu minimieren?

Ein Schlüsselelement für eine Automatisierungsmodernisierung ohne längere Stillstandszeiten ist eine sorgfältige Vorbereitung. Je mehr Arbeiten bereits vor der physischen Eingriff in die Anlage durchgeführt werden können, desto kürzer ist die tatsächliche Stillstandszeit der Linie. MJ Group setzt in diesem Bereich auf eine bewährte Methodik, die auf drei Säulen basiert.

Offline-Programmierung und Simulation (Virtual Commissioning)

Der traditionelle Ansatz sieht vor, die SPS-Programmierung erst nach dem physischen Austausch der Hardware in der Produktionshalle durchzuführen. Dies führt häufig zu verlängerten Stillstandszeiten – jeder Fehler im Programmcode bedeutet zusätzliche Stunden für die Fehlersuche und Optimierung an einer laufenden (bzw. tatsächlich stillstehenden) Anlage.

Der moderne Ansatz, den MJ Group einsetzt, ist die Offline-Simulation (Virtual Commissioning). Der SPS-Code (z. B. im TIA Portal für Siemens S7-1500) wird geschrieben und getestet, bevor er physisch auf die Anlage übertragen wird. Werkzeuge wie S7-PLCSIM oder fortschrittliche Digital-Twin-Simulatoren (z. B. Createch360) ermöglichen die Nachbildung der Steuerungslogik, Signale und Maschinenabläufe in einer virtuellen Umgebung.

Das Ergebnis:

• Bis zu 80 % der Programmierfehler werden bereits vor der Inbetriebnahme an der realen Anlage erkannt.
• Die Inbetriebnahmezeit in der Produktionshalle verkürzt sich von Wochen auf wenige Tage.
• Das Instandhaltungsteam (UTN) kann bereits vor dem Start des neuen Systems am Simulator geschult werden.

Vorfertigung und Vorbereitung von Schaltschränken

Im traditionellen Modell bedeutet der Austausch einer Steuerung: Demontage des alten Schaltschranks, Montage des neuen Systems und komplette Neuverkabelung direkt in der Produktionshalle – alles während des tatsächlichen Anlagenstillstands. MJ Group verfolgt einen umgekehrten Ansatz: Der neue Schaltschrank wird vollständig in der Werkstatt vorgefertigt, inklusive der Verdrahtung auf Basis einer detaillierten Bestandsaufnahme der bestehenden Installation. Vor Ort müssen anschließend nur noch die vorbereiteten Kabelsätze angeschlossen werden.

Dadurch reduziert sich die Arbeitszeit auf der Anlage von mehreren Tagen auf wenige Stunden.

Audit und Bestandsaufnahme vor Projektbeginn

Hier beginnt jedes Projekt von MJ Group. Bevor die Entscheidung über den Austausch des Steuerungssystems getroffen wird, führt das Ingenieurteam ein detailliertes technisches Audit durch:

• Erfassung aller Signale (DI, DO, AI, AO) der bestehenden Installation.
• Analyse der vorhandenen Steuerungslogik – Untersuchung des Quellcodes (häufig in STL, LAD oder sogar FBD aus den 1990er-Jahren).
• Identifikation kritischer Funktionen und Redundanzen.
• Bewertung des Zustands von Verkabelung, Sensoren und Aktoren.
• Messung von Betriebspunkten, Signalpegeln und Durchflusswerten.

Ohne dieses Audit ist jede Modernisierung ein Sprung ins Ungewisse. Mit einer detaillierten Analyse wird sie zu einem kontrollierten Prozess, bei dem 90 % der potenziellen Probleme bereits vor der ersten Abschaltung der Anlage erkannt werden können.

Umsetzungsphase – vom Austausch bis zur Inbetriebnahme in nur wenigen Tagen

Wenn das Audit abgeschlossen, der Code offline getestet und der neue Schaltschrank im Lager bereitsteht, beginnt der eigentliche Austausch. Dies ist der Moment, in dem die Planung auf die Realität trifft und sich entscheidet, ob eine Automatisierungsmodernisierung ohne lange Stillstandszeiten tatsächlich erfolgreich umgesetzt werden kann.

Austausch am Wochenende / während eines Feiertags – die „Hot-Swap“-Methode

Das typische Wartungsfenster in der Industrie ist ein Wochenende oder eine Feiertagspause – vom Freitagnachmittag bis zum Montagmorgen. Für MJ Group ist dieses Zeitfenster ausreichend, um selbst komplexe Steuerungssysteme auszutauschen.

Die eingesetzte Methode ist der „Hot-Swap“-Ansatz: Der alte Schaltschrank bleibt physisch an seinem Platz und versorgt die Anlage während des größten Teils der Arbeiten weiterhin. Der neue Schaltschrank wird daneben aufgestellt und übernimmt schrittweise einzelne Bereiche der Produktionslinie.

Die Reihenfolge der Umschaltung:

1. Nicht kritische Bereiche (Hilfsfunktionen, Transportsysteme) werden zuerst umgeschaltet und auf korrekte Funktion geprüft.
2. Kritische Bereiche (Reaktoren, Öfen, Pressen) werden erst nach Bestätigung der Stabilität des neuen Systems übernommen.
3. Der alte Schaltschrank wird erst nach der vollständigen Inbetriebnahme des neuen Systems endgültig abgeschaltet.

Dank dieses Vorgehens arbeitet der verbleibende Teil der Anlage weiterhin ohne Unterbrechungen mit der alten Steuerung – selbst wenn beim neuen System in einem einzelnen Bereich Anpassungen erforderlich sein sollten.

FAT-Tests und intensive Betreuung vor Ort

Vor der Inbetriebnahme in der Produktionshalle durchläuft jedes System FAT-Tests (Factory Acceptance Test) in der MJ Group-Werkstatt oder direkt beim Kunden vor Ort.

Die Tests umfassen:

• Überprüfung aller Regelkreise (Kontrolle der Ein- und Ausgangssignale).
• Simulation von Störfällen und Sicherheitszuständen.
• Test der Kommunikation mit übergeordneten Systemen wie SCADA, MES und ERP.
• Überprüfung der Kompatibilität mit Kommunikationsprotokollen und Anforderungen der Cybersicherheit (NIS2).

Nach der Implementierung bleibt das MJ Group-Team für die ersten Tage bis Wochen vor Ort, überwacht den Betrieb, optimiert Parameter, schult Bedienpersonal und Instandhaltungsteams (UTN). Dies ist ein entscheidender Bestandteil, der sicherstellt, dass das neue System nicht nur funktioniert, sondern eine höhere Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit als die alte Steuerung erreicht.

Insgesamt beträgt die Zeit vom ersten Abschalten bis zur vollständigen Produktionsbereitschaft lediglich 2 bis 5 Tage Stillstand – statt 3 bis 4 Wochen bei herkömmlichen Vorgehensweisen.

Vorteile der Modernisierung – konkrete Fakten für Techniker und Führungskräfte

Die Modernisierung einer veralteten Steuerung bedeutet nicht nur die Beseitigung des Ausfallrisikos. Sie bringt konkrete, messbare operative und finanzielle Vorteile:

• Steigerung der Linienproduktivität um 10–30 % – durch moderne Steuerungsalgorithmen, bessere Diagnosemöglichkeiten und die Optimierung von Arbeitssequenzen.
• Reduzierung der Energiekosten um 20–50 % – insbesondere bei Antrieben mit Frequenzumrichtern (VSD) und durch eine optimierte Lastverteilung.
• Verbesserung der Cybersicherheit – durch Konformität mit der NIS2-Richtlinie, verschlüsselte Kommunikation, Segmentierung von OT-Netzwerken und die Ablösung veralteter Protokolle.
• Verlängerung der Maschinenlebensdauer um 10–15 Jahre – durch ein neues Steuerungssystem bei gleichzeitigem Erhalt der funktionierenden Mechanik.
• Integration mit MES/ERP und Industrie 4.0 – Möglichkeit zur Erfassung von Echtzeitdaten, OEE-Reporting, Ferndiagnose und prädiktiver Instandhaltung.
• Reduzierung des Ersatzteillagers – die Vereinheitlichung der Steuerungskomponenten im gesamten Werk verringert die Anzahl benötigter Ersatzteile.
• Bessere Ergonomie und höherer Bedienkomfort – durch moderne HMI-Panels mit übersichtlichen Visualisierungen, Alarmhistorie und Betriebsberichten.

Die häufigsten Fehler bei der Modernisierung von Automatisierungssysteme

Erfahrungen der MJ Group aus mehreren hundert Retrofit-Projekten zeigen, dass die meisten Probleme nicht in der technischen Phase, sondern in der Organisation entstehen. Nachfolgend finden Sie die häufigsten Fehler, die eine gut geplante Modernisierung in einen kostenintensiven Stillstand verwandeln können:

1. Fehlendes detailliertes Audit vor Projektbeginn – Der Austausch ohne eine vollständige Erfassung der Signale und der Steuerungslogik des alten Systems ist der schnellste Weg zu Verzögerungen. Jede nicht identifizierte Steuerungsschleife kann zu zusätzlichen Stunden Produktionsstillstand führen.
2. Programmierung „live“ in der Produktionshalle – Code, der während des Anlagenstillstands geschrieben und debuggt wird, verlängert den Stillstand um das 3- bis 5-Fache. Kosten pro Stillstandsstunde × zusätzliche Tage ergeben schnell Verluste, die den Wert der gesamten Modernisierung übersteigen.
3. Verzicht auf FAT-Tests vor der Inbetriebnahme – Eine Vorabprüfung im Trockentest (in der Werkstatt oder im Schaltraum) ermöglicht es, Kommunikations-, Konfigurations- und Logikfehler zu erkennen, bevor sie die Produktion beeinflussen. FAT ist keine Option – sondern eine Notwendigkeit.
4. Fehlender Rückfallplan (Rollback) – Es muss immer die Möglichkeit bestehen, auf das alte System zurückzukehren. Der alte Schaltschrank und die ursprüngliche Konfiguration sollten mindestens 1–2 Wochen nach der Inbetriebnahme verfügbar bleiben.
5. Keine Schulung der Bediener und Instandhaltung (UTN) vor dem Start – Ein neues System bedeutet neue Diagnose- und Bedienprozesse. Eine Schulung erst nach der Umsetzung, unter Produktionsdruck, ist deutlich weniger effektiv.
6. Modernisierung während der Produktionshochsaison – Selbst der beste technische Plan ersetzt keine richtige Terminplanung. Der Austausch muss an die Produktionszyklen des Werks sowie an vorhandene Sicherheitsbestände angepasst werden.

Zusammenfassung

Der Marktdruck, europäische Vorschriften und die steigenden Kosten für die Wartung veralteter Systeme lassen keinen Zweifel zu: Die Modernisierung überholter Automatisierungssysteme ist keine Option mehr, sondern eine Notwendigkeit. Die entscheidende Frage lautet nicht mehr „ob“, sondern „wie kann die Modernisierung durchgeführt werden, ohne die Produktion wochenlang zu unterbrechen?“

Die Antwort liegt in einer bewährten Methodik: detailliertes Audit, Offline-Programmierung und Simulation, Vorfertigung der Schaltschränke sowie Austausch im Hot-Swap-Verfahren während eines geplanten Stillstands. Dieser Ansatz bewährt sich in unterschiedlichsten Branchen – von der Automobilindustrie über die Lebensmittelindustrie bis hin zur Energie- und Wasserwirtschaft.

MJ Group verfügt über mehr als 18 Jahre Erfahrung und ist offizieller Siemens-Partner, Gold Partner von ASTOR sowie Partner von Mitsubishi Electric. Das Unternehmen realisiert Retrofit-Projekte von der ersten Analyse über die Planung und Umsetzung bis hin zur Inbetriebnahme und Servicebetreuung.

Jedes Projekt beginnt mit einer detaillierten Bewertung der bestehenden Anlage und endet mit einem funktionsfähigen, optimierten Steuerungssystem, das an ein geschultes Team des Kunden übergeben wird.

Müssen Sie Ihre veraltete Steuerung vor dem Inkrafttreten der EU-Maschinenverordnung 2023/1230 modernisieren? Kontaktieren Sie uns. Wir analysieren Ihre Anlage, erstellen einen realistischen Zeitplan und bereiten ein unverbindliches Angebot vor.

MJ Group Sp. z o.o.
ul. Legnicka 48A, 54-202 Wrocław (Business Garden)
Tel. +48 690 880 229 | E-Mail: info@mjgroup.com
www.mjgroup.com

FAQ – Die häufigsten Fragen zur Modernisierung von Automatisierungssystemen

Erfordert eine Automatisierungsmodernisierung immer einen Produktionsstillstand?

Die Kosten hängen stark von der Komplexität des Projekts ab. Eine vollständige Station (Roboter, Bildverarbeitungssystem, Integration und Software) liegt typischerweise im Bereich von 200.000 bis 600.000 PLN. Einfache Cobot-Lösungen mit grundlegender Peripherie können sich im Bereich von 150.000 bis 250.000 PLN bewegen.

Wie hoch sind die typischen Kosten einer Steuerungsmodernisierung im Vergleich zu einer neuen Maschine?

Ein Retrofit kostet etwa 30–60 % des Preises einer neuen Produktionslinie oder Maschine. Die Investition amortisiert sich innerhalb von 12–36 Monaten, hauptsächlich durch geringere Stillstandszeiten, optimierten Energieverbrauch und niedrigere Wartungskosten.

Ist ein Cobot sicher für Mitarbeiter?

Ja – Cobots sind für die Zusammenarbeit mit Menschen ohne Schutzumhausungen konzipiert. Sie verfügen über integrierte Kraft- und Drehmomentsensoren, die bei Kollisionen die Bewegung sofort stoppen. In der Lebensmittelindustrie werden jedoch in der Praxis häufig zusätzliche leichte Schutzmaßnahmen wie Zäune oder Lichtvorhänge eingesetzt, um die Sicherheit weiter zu erhöhen.

Kann eine Siemens-S5-Steuerung auf eine Siemens S7-1500 modernisiert werden?

Ja. Dies gehört zu den häufigsten Projekten der MJ Group. Im Rahmen des Audits wird die bestehende Steuerungslogik vollständig analysiert und vom alten Programmcode (STL, LAD) in eine moderne Lösung auf Basis von TIA Portal übertragen. Ein großer Teil der bestehenden Verkabelung und der I/O-Signale kann erhalten bleiben, wodurch der Austausch deutlich schneller und kosteneffizienter durchgeführt werden kann.

Wie lange dauert ein Modernisierungsprojekt von der Analyse bis zur Inbetriebnahme?

Eine einfache Migration (z. B. ein Steuergerät S5 → S7 mit einigen hundert I/O-Signalen) dauert typischerweise 6–8 Wochen von der Auditphase bis zur Inbetriebnahme. Der tatsächliche Produktionsstillstand beträgt dabei nur 2–5 Tage.

Komplexere Projekte mit dezentralen Systemen, SCADA-Integration oder mehreren Steuerungsstationen benötigen in der Regel 3–6 Monate für die vollständige Umsetzung.

Wird das neue System die Anforderungen an die Cybersicherheit (NIS2) erfüllen?

Ja. Moderne Steuerungen wie Siemens S7-1500, aktuelle HMI-Panels und WinCC Unified SCADA-Systeme ermöglichen unter anderem die Segmentierung von OT-Netzwerken, verschlüsselte Kommunikation, Benutzer- und Rechteverwaltung sowie Ereignisprotokollierung.

Damit können die Anforderungen aus der NIS2-Richtlinie und der EU-Maschinenverordnung 2023/1230 unterstützt und in der Anlagenmodernisierung berücksichtigt werden.

Quellen:

1. Senseye/PTC – „Die wahren Kosten von Ausfallzeiten 2023“ (Analyse von Stillständen bei Unternehmen der Fortune Global 500)
2. MJ Group – Unternehmenswebsite und Firmenunterlagen2.2. Verordnung (EU) 2023/1230 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 14. Juni 2023 über Maschinen (EU Machinery Regulation)
3. PwC – „Digital Factory Transformation Survey 2025“ (46 % der Führungskräfte sehen einen Modernisierungsbedarf)
4. McKinsey & Company – „Industrie 4.0: Erfolgreiche digitale Transformation“ (Produktivitätssteigerung von 10–30 % und Reduzierung von Ausfallzeiten um 50 %)
5. Siemens – „Modernisierungsleitfaden: Migration von SIMATIC S5 zu S7“ (Migrationsmethodik und Fallstudien)